頭髮毛躁又愛分岔嗎?科學家可能有新解

■所謂三千煩惱絲;心煩意亂的時候,煩惱就像是梳不開的頭髮。不過,當一絲絲的頭髮,毛躁又愛亂分岔的時候,倒也讓人很煩惱。面對這問題,科學家有解嗎?

撰文|駱宛琳

若說二十一世紀有什麼趨勢,崇尚與回歸自然斷定是其中要角之一。生活裡,不論是入之口的、用於身的,大家都愈來愈關心其中成分是否取材自然,如果可以愈少人工化學合成添加物愈好。

那洗髮精呢?

許多洗髮、護髮產品都致力於研發出能讓頭髮滑順又有光澤的秘密武器。例如,添加了矽靈的洗髮產品就能讓頭髮柔順。這是因為頭髮的結構上,最外層的表皮層(cuticle)是由八到十一層毛麟片,像是屋頂堆瓦片一樣,一層一層的堆起來了。毛麟片彼此緊緊排列、完美嵌合時,讓頭髮光澤美得像灑在廟堂屋簷的夏日陽光一樣。反之,可能就會讓頭髮毫無光澤。而包括矽靈在內的許多護髮產品成分,都作用在毛麟片上。雖然美國食品藥物管制局核准矽靈用在洗髮精、潤髮乳上,科學上也沒有證據含有矽靈的洗髮精會傷害頭皮、頭髮,但很多人還是會在成份表上多注意兩眼,想要特別挑選沒有含矽靈的洗髮精。

雖然這種洗髮精讓人有頭髮柔順的錯覺,但附著於頭髮上的化合物,卻也讓人難免三思。是不是有其他更天然的成分,能夠搖身一變,變成讓頭髮健康又有光澤的最佳後援隊呢?

科學家發現,答案或許就在超級市場裡呢!

是什麼原料這麼神奇?在一探究竟前,讓我們再回頭看看頭髮的組成吧。

頭髮分三層:除了最外一層的表皮層之外,還有中間的皮質層(cortex),與最內層的髓質層(medulla)。中間的皮質層佔頭髮四分之三左右,而只有比較粗的頭髮才會發現最內側的髓質層。如果細看最有份量的皮質層,會發現皮質層像棉線繩一樣,可以一拆再拆,是由更細微的結構逐步組合成的:原纖微捲成微纖維、微纖維捲成巨纖維 ,然後構成頭髮三千髮絲一根又一根。頭髮纖維主要的組成是蛋白質,而絕大部分的蛋白質都是角蛋白(keratin)。角蛋白在頭髮質地的保衛戰裡,一直是兵家必爭之矚目焦點。除了因為百分之九十的頭髮重量,都來自角蛋白,也更是因為角蛋白裡高含量的雙硫鍵。

角蛋白裡的雙硫鍵來自半胱胺酸。在必需胺基酸裡,半胱胺酸是唯二含有硫的胺基酸。半胱胺酸彼此之間,可以形成雙硫鍵;藉由破壞與重建頭髮裡半胱胺酸之間的雙硫鍵,可以整燙頭髮、將頭髮形塑成我們所希求的新造型。不過,半胱胺酸之間的雙硫鍵,攸關著髮質與頭髮強度。舉凡過多的日曬、以及染燙頭髮等,都會造成雙硫鍵斷裂,讓頭髮乾燥、容易斷裂又毛躁。

因此,有沒有辦法可以在平常洗頭髮的時候,就能夠找到一個成分加入洗髮精裡,讓受損的角蛋白分子的雙硫鍵能夠被復元呢?或是,是不是可以「得寸進尺」地,找到一個比較天然的成分呢?

美護髮產品各家廠商一直都對此一研發目標投入心血、全力衝刺,想要找到一個以植物或動物為主的原料,能夠有此妙用。但顯然這研究過程像是大海撈針、沙裡掏金一樣,不是一件容易的事。而困難的原因,泰半也是因為洗髮精的化學性質,讓「修復雙硫鍵」無法是件在蓮蓬頭底下,搓出滿頭泡沫就能完成的事。

角蛋白的蛋白質等電點是 3.8 ,而大部分的洗髮精 pH 值都在 5 到 6 之間。這意味著,在洗頭髮的時候,角蛋白會帶負電。也因此,那個苦苦尋找中的「某個神秘蛋白」,應該要在同個狀況底下帶正電才好,才能夠「靠近」角蛋白。但,大部分的水解蛋白在洗髮精的酸鹼值裡,都是中性、不帶電的狀態,因此這個任務的困難不單是要找到那個「神秘蛋白」,還必須能夠改變神秘蛋白的等電點。

而最近,在 Royal Society Open Science 期刊上發表的一篇研究,倒是有了有趣的新發現。這篇研究沒有廠商介入,而且,發現的主要原料好找又便宜:那就是小麥蛋白(wheat protein)。

小麥蛋白常被用在烘培裡,可以增加麵粉裡的筋度,可以調整麵包的體積,改善麵包的筋度與烘培品質。小麥蛋白主要由麥醇溶蛋白和麥谷蛋白所組成,而這兩個組成成分都含有大量的雙硫鍵,因此,小麥蛋白是個很好的候選角色。但,如果要可以讓小麥蛋白結構內部自由的硫氫基,和受損頭髮內的硫氫基反應而修復雙硫鍵,就還得克服等電點的問題。

於是,研究人員首先將小麥蛋白利用酵素水解成較小的分子胜肽片段,然後將小分子胜肽的等電點從 7.0 提升到 10.0,好讓其在洗髮產品的酸鹼值區間裡能夠帶正電,而增加其附著在頭髮表面的能力,以便有機會能夠修復更多受損頭髮中的雙硫鍵。

研究人員用人類健康頭髮來試驗,發現經過特殊處理過的小麥蛋白胜肽片段,的確可以讓頭髮變得更健康。在顯微鏡底下,經過小麥蛋白胜肽處理過的頭髮,看起來要平順許多。而因為受損頭髮通常產生的摩擦力比健康滑順頭髮要高,研究人員也同時測量了各種狀態下頭髮的摩擦力。經過小麥蛋白胜肽所處理過的頭髮,在頭髮乾燥的情況下,能夠減少五分之一左右的摩擦力,而在頭髮濕潤的情況下,可以減少一半的摩擦力。

但,也有其他研究人員表示,現在就要對小麥蛋白的神奇功效下定論,還言之過早。因為在這篇研究裡,許多控制組與實驗資訊都還不甚完整。像是用來做實驗的頭髮屬性、測量摩擦力實驗的一制性與可重複性,都還需要後續各方研究成果的支持佐證。

 

原始論文:Modification of wheat gluten for improvement of binding capacity with keratin in hair, Royal Society Open Science (2018). Published 7 February 2018.DOI: 10.1098/rsos.171216
參考資料:

  1. Price M. Want to cure your hair’s split ends? Try washing them with wheat gluten. Science. Feb 6, 2018.
  2. da Gama RM, et al. Protective effect of conditioner agents on hair treated with oxidative hair dye. J Cosmet Dermatol. 2018 Jan 7. doi: 10.1111/jocd.12484
  3. Becker LC, et al. Safety Assessment of Dimethicone Crosspolymers as Used in Cosmetics. Int J Toxicol. 2014 May 26;33(2 suppl):65S-115S.

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作者:駱宛琳 美國聖路易華盛頓大學(Washington University in St. Louis)免疫學博士,從事T細胞發育與活化相關的訊息傳導研究。

 

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