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毛小皮细胞@染发的时候，头发发生了什么？

出品：科普中国
制作：雪杨（中国科学院大连化学物理研究所）
监制：中国科学院计算机网络信息中心
复工在即，很多人终于还是忍不住对自己的头发下手了。这次，已经不是简单的修修剪剪，而是开始在家染发了。虽然最终的结果可能是，再一次证实自己的手残。
其实，染发并不是现代人的专利，人类的染发历史源远流长，甚至可以追溯到公元前一千多年。
古埃及人已经知道用热水提取散沫花色素将头发染成橘红色；古欧洲日耳曼人会用羊脂和植物灰汁混合将白发染黑；罗马人使用过苏木、茜草、紫草茸染发；在我国东汉时期最早的药物专著《神农本草经》中, 也已记载了一些可使白发变黑的植物,如白蒿能"长毛发令黑"。东晋医学家葛洪在《肘后备急方》中记载用醋浆煮大豆来涂发染发,可以起到"发须白令黑"而且"黑如漆色"的效果。
1856年英国的泊金(W.H.Perkin)发现并合成出了苯胺紫染料，才为性质稳定、着色持久的染发产品提供了可能。1863 年，染发剂主要成分对苯二胺（p-Phenylenediamine，PPD）被成功合成，但当时它主要是被用做工业染料。直到1883 年，法国巴黎梦内脱(Monnet)公司研制出了对苯二胺类化学染发剂，染发剂才由此进入了飞速发展的时代。
染发的时候，头发经历了什么？染发对发质有什么影响？
毛小皮细胞@染发的时候，头发发生了什么？
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图片来源于Veer图库看似简单的头发，结构组成并不简单
想知道头发是怎么染色的，我们首先要了解头发的组成和结构。在之前的烫发篇里（链接http://www.kepu.net.cn/ydrhcz/ydrhcz_zpzs/ydrh_2020/202003/t20200311_484676.html），介绍了头发分为毛杆和毛囊两部分，毛囊埋藏在头皮内部，日常裸露在外的是毛杆。
【 毛小皮细胞@染发的时候，头发发生了什么？】毛杆自内向外由毛髓质( medulla )，毛皮质( cortex )和毛鳞片(cuticle)三层构成。髓质位于毛杆的中心,由2层～3层多角形角化细胞组成。
皮质紧密地围绕着髓质周围，皮质细胞的直径约为2μm～3μm，皮质细胞由许多粗纤维、细纤维和原纤维组成。原纤维由2股～3股α-螺旋的角蛋白组成，许多原纤维形成直径为810-3μm的小纤维，再由许多小纤维构成大纤维。这些纤维被包埋在由高硫蛋白组成的细胞基质中并组成非常紧密的纤维束，皮质细胞的基质中含有色素颗粒，就是这些色素颗粒决定了我们原始的头发颜色。
毛鳞片（毛小皮）在毛杆的最外层，由3层～7层毛小皮细胞围绕着毛杆。毛鳞片和毛皮质中含有的丰富的高硫蛋白，以及氨基酸分子间形成的二硫键、氢键、盐键等键合作用，使得头发具有相当强韧抗拉特性，而且能够稳定地维持或直或卷的形状。
脂质也是头发的重要组成成分，主要位于毛小皮细胞间以及毛小皮与皮质细胞间的细胞间隙中，称为细胞膜络合物(CMC)，CMC脂质与蛋白质结合能够形成脂蛋白，围绕头发纤维形成一个连续的网状结构，起到细胞间的粘合作用。
毛小皮细胞@染发的时候，头发发生了什么？
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毛发组成结构，来源于参考文献[1]染发剂是如何改变头发的颜色？
知道了头发的结构，我们再来看染发剂改变的是头发哪一部分的颜色。
不同的染发剂，染发的原理也不相同。染发剂按染料成分可分为三大类：无机染发剂(金属染发剂)、合成染发剂(氧化染发剂)和植物染发剂(天然染发剂)。
无机染发剂：含有铅、银、铁、铜等金属盐的化合物染料, 作用机理主要是染发剂中的金属离子渗透到头发中,与头发蛋白中的半胱氨酸中的硫作用,生成黑色硫化铅、硫化银等, 使头发被染黑。古代希腊人使用的是铅内衬的水管,流水慢慢地会将铅溶解，经常用这种水洗头的人,头发乌黑，但重金属铅离子易蓄积在人体中，并引起人中毒。目前此类染发剂的使用基本上已经成为历史。


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