Kamila Borowczyk

Katedra Chemii Środowiska

Wydział Chemii, UŁ

Łódź, 15.06.2016

2

PRZYDATKI

SKÓRY

keratyna

3

WŁOS – nitkowaty, zrogowaciały, wyspecjalizowany wytwór naskórka,

występujący wyłącznie u ssaków, na powierzchni ich skóry. Zbudowane

z białka - twardej, spoistej keratyny obecnej w ilości od 65% do 95%.

K. Kowalski, Ssaki, zarys teriologii, Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN, 1971.

J. Homann - eignes Bild, Domena publiczna, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1407026

Najważniejszym aminokwasem wchodzącym

w skład keratyny włosa jest cysteina.

Cysteina w swojej budowie zawiera grupę tiolową

(–SH), dzięki której możliwe jest tworzenie

mostków siarczkowych (disiarczkowych).

Ilość i ułożenie mostków siarczkowych decyduje

o kształcie włosa, nadając mu formę loków, bądź

odpowiadając za ich prosty charakter. Włos powiększony 200 razy.

4

Molekularna struktura keratyn

5 K. Kowalski, Ssaki, zarys teriologii, Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN, 1971.

Włosy wyrastają z zagłębień

skóry, zwanych mieszkiem

włosowym, do którego podstawy

przyczepiony jest mięsień

przywłosowy.

Do tego kanału uchodzą przewody

gruczołów łojowych. Lejkowate

ujście mieszka włosowego jest

widoczne na skórze jako por.

6 Franbourg A, Leroy F. The Science of Hair Care. Taylor Francis Group. LLC 2005.

Kostanecki W. Choroby włosów. PZWL 1979

• Osłonka zbudowana jest z płaskich, zachodzących na siebie komórek - łusek.

• Funkcją łusek jest ochrona włosa przed czynnikami środowiskowymi oraz

zapobieganie nadmiernej utracie wody.

• Stan osłonki włosa odpowiada za jego gładkość, tendencję do

elektryzowania, łatwość w rozczesywaniu oraz połysk.

Przekrój włosa. Łuski tworzące osłonkę włosa.

7

anagen - faza wzrostu – trwa od 2 do 7 lat, wzrost nowego włosa,

faza ta obejmuje 80-85% wszystkich włosów terminalnych

telogen –

faza spoczynku –

trwa od 2 do 4 miesięcy.

W tym czasie martwy

włos zostaje wypchnięty

przez ten nowo rosnący.

Przyjmuje się, że włosy

rosną 1cm ± 0,2cm w

ciągu miesiąca.

katagen – faza przejściowa – trwa od kilku dni do 2 tygodni, włos

obumiera

8

Kolor włosów zależy od:

• czynników dziedzicznych

• klimatu

• rasy

• ilości barwnika - melaniny:

eumelanina – ton,

feomelanina – odcień.

Siwienie włosów następuje w wyniku nagromadzenia H2O2 ,

substancji naturalnie obecnej w organizmie.

H2O2 utlenia pigmenty (melanina) zawarte w rdzeniu włosa.

Nie ma leku na siwienie, to kiedy zaczynamy siwieć

jest zapisane w naszym kodzie genetycznym.

Przedwczesne siwienie – niedobór witaminy B12 lub

zaburzenia czynności tarczycy – możliwa suplementacja.

Miedź, kwas foliowy, czy kwas para-aminobenzoesowy

(PABA) odpowiadają za wytwarzanie barwnika włosów.

9

Produkty kosmetyczne przeciw siwieniu nie odwracają

procesu, ani go nie zatrzymują.

Szampony zawierają naturalne pigmenty roślinne.

Produkty kosmetyczne przeciw siwieniu działają

na zasadzie przyciemniania włosów.

… a srebrna tuba… wyciągi roślinne: Krameria triandra

Sarothamnus scoparius, Juglans regia, bogate w

fitopigmenty, które przy regularnym stosowaniu

powodują stopniowe przyciemnienie włosów.

10

11

12

• Giętkość i elastyczność

• Zdolność pochłaniania

wody

• Odporność na czynniki mechaniczne, biologiczne

i chemiczne

13

K. Kowalski, Ssaki, zarys teriologii, Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN, 1971.

CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=970568

U człowieka włosy zachowały się głównie:

• na głowie,

• w dołach pachowych,

• na kończynach górnych i dolnych

• w miejscach intymnych.

Najmniejsze włosy, tzw. meszek,

występuje prawie na całej powierzchni

skóry. Wyjątek stanowią:

• wewnętrzna strona dłoni,

• spód stopy

• wargi.

14

Włosy zachowują pamięć o stanie naszego organizmu.

15

Dieta

Leki

Skażenie środowiska

Tytoń

Używki

Antydoping

16

•Monitorowanie zmian w żywieniu, wykrywanie niedożywienia przez porównanie stosunku izotopów ciężkich do lekkich.

•Farmakoterapia padaczki, gdzie stwierdzono korelację pomiędzy wielkością dziennej dawki karbamazepiny i fenobarbitalu, a zawartością tych leków w segmentach włosów o długości 1 cm; [1 cm na 1 miesiąc].

•Badania epidemiologiczne - monitorowanie skażenia środowiska i narażenia pracowników na ekspozycję na związki występujące przy produkcji aluminium, kładzeniu nawierzchni dróg, spalaniu paliw kopalnych, w transporcie.

•Nieinwazyjna metoda oznaczania we włosach nikotyny (czasami też jej metabolitu - kotyniny), która jest wiarygodnym markerem pasywnej ekspozycji na tytoń w grupie biernych palaczy.

•Badanie włosów matek i noworodków na obecność amfetaminy i kokainy.

•Testy na zawartość kokainy, THC lub amfetaminy u osób na terapii odwykowej lub podejrzanych o stosowanie niedozwolonych używek.

•W badaniach antydopingowych analizuje się substancje, które mają bezpośredni wpływ na wyniki uzyskiwane w trakcie zawodów sportowych.

17

* Melanina jest jednym z miejsc

wiązania kortyzolu we włosach.

• Keratyna ma większe powinowactwo do

związków zasadowych tj. kokaina,

nikotyna i morfina.

• Keratyna w mniejszym stopniu wiąże się

ze związkami o charakterze kwaśnym np.

Δ9-tetrahydrokanabinolami (THC), czy

kwasem acetylosalicylowym.

18

Chroniczny

stres

Medycyna

kliniczna

Medycyna sądowa

Testy kierowców

Monitoring

pracowników

Antropologia

19

Pobranie próbki i dekontaminacja

Przemycie rozpuszczalnikiem organicznym lub wodnym

Homogenizacja

Pulweryzacja w młynku kulowym, pocięcie

Ekstrakcja analitów / hydroliza

Inkubacja z rozpuszczalnikami np. MeOH, MeCN, HCl, NaOH, PB, H2O

Derywatyzacja

Analiza

HPLC-UV, HPLC-FLD,

GC-MS-MS 40

90

140

0 2 4 6 8 10

20

Grupa analitów Analit macierzysty

Narkotyki kokaina, amfetamina, metamfetamina,

tetrahydrokanabinole, morfina

Leki

kortykosteroidy np. beklometazon, prednizon,

nandrolon, ketamina, tramadol , metadon,

fentanyl, skopolamina, citalopram, fluoksetyna,

benzodiazepiny np. diazepam, lorazepam,

lormetazepam, oxazepam, terazepam,

Związki endogenne kortyzol, tyroksyna, lipidy, testosteron,

epitestosteron,

Pierwiastki śladowe Cr, Hg, As

Alkohole etanol

Dym tytoniowy nikotyna, kotynina

Pestycydy 1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorofenylo)etan,

polichlorowane bifenyle

Ograniczenia

analizowania

włosów

Możliwości

analizowania

włosów

21

22

Włosy od czasów najdawniejszych przyciągały

i odpychały swą dwuznacznością.

.

Na Rusi dziewczęta nosiły długi warkocz, który przykrywał kręgosłup i tym samym ochraniał - centra energetyczne

umiejscowione wzdłuż kręgosłupa.

Warkocz był symbolem zjednoczenia życiowych sił świata i symbolem dobrobytu.

W Chinach i Japonii warkocze

to symbol męskości i waleczności.

Warkocz w kulturze słowiańskiej oznaczał panieństwo. Ludowy obrzęd weselny - oczepiny, polegał na ścięciu warkocza i włożeniu czepca.

Włosy ostrzyżone do gołej skóry to przypadłość więźniów, poborowych i zakonników – ludzi poddanych surowym

regułom i dyscyplinie.

Ogolona głowa, zakonna tonsura - symbolem ofiary.

W starożytności śródziemnomorskiej włosy golono niewolnikom, gladiatorom i więźniom.

W starożytnej Grecji obrzęd – obcięcia włosów i poświęcenia ich Heraklesowi.

23

Wolność ma włosy rozpuszczone, a Porządek i Prawo – upięte.

24

Wolność ma włosy rozpuszczone, a Porządek i Prawo – upięte.

Chrystus i jego apostołowie nosili brody, głosili, że są one znakiem pobożności i duchowej mocy.

Luźno opadające, długie niestrzyżone włosy oznaczały męskość i mądrości. Biblia zalecała

mężczyznom, aby nosili włosy „nietknięte brzytwą”.

Długie, luźno opadające, niestrzyżone to oznaka odwagi, siły, mocy i wolności, wojownicy, hippisi.

W długich włosach czarownic była ukryta ich nadprzyrodzona

moc.

Uczeni uważają, że włosy to narzędzie do rozprzestrzeniania

feromonów.

25

Hołd, ofiara, bunt…

Hołd bogini kukurydzy –

Pani Długowłosej.

Włosy, ofiara, podziękowanie, prośba o zdrowie, powodzenie w miłości i sukcesy w interesach.

Włosy, rozpaczy, buntu, poświęcenie.

26

Motyw filmowy…

V jak Vendetta (2005) - Natalie Portman

Wichry namiętności (1994) - Julia Ormond

My Sister's Keeper (2009) - Cameron Diaz

G.I. Jane (1997) - Demi Moore

27

CENTRUM SZKOLENIA POLICJI,

ZAKŁAD SŁUŻBY PREWENCYJNEJ

Legionowo 2015

Subkultury młodzieżowe - KONKURS Bikiniarze

Chuligani

Hippisi

Rastafarianie

Metalowcy

Punki

Skinheadzi (Skini)

Szalikowcy

Dresiarze

Emo

Goci

28

Włos składa się w 80%-85% z keratyny i w 10%-15% z wody,

natomiast pozostałą część stanowią pigmenty, lipidy i minerały.

W oparciu o analizę chemiczną włosy składają się z

50% C, 21% O, 17% N, 6% H i 5% S.

W chwili przyjścia na świat mamy około 1000 mieszków włosowych

na cm2 – ta liczba maleje wraz z wiekiem.

Przeciętnie człowiek traci w ciągu dnia od 40 do 150 włosów.

Przeciętny człowiek ma na głowie od 100 000 do 150 000 włosów.

Założenie: Każdy włos rośnie w tempie 1 cm/miesiąc.

Suma przyrostu wszystkich włosów na głowie to 1 do 1,5 km/miesiąc!

29

Przeciętny pojedynczy włos ma

około 0,1 mm grubości.

Przykładając włosy do linijki

na 1 mm możemy ułożyć aż 10 włosów!

Zdrowy i gruby włos jest w stanie wytrzymać obciążenie

o wadze 160-250 g! Cienki zaledwie 25-40 g.

Założenie: Mamy 100.000 zdrowych włosów na głowie.

Każdy może utrzymać ciężar 100 g.

Razem mogą utrzymać 10 ton!

Mokry, zdrowy pukiel włosów może rozciągnąć się o

30% swojej oryginalnej długości.

30

Pędzle

szczecinowe

Pędzle

sobolowe

Pędzle

z włosia

wiewiórki

Pędzel z wiewiórki ???

31

Szczotka z dzika ???

• nie plącze,

• nie elektryzuje

• nie wyrywa włosów

• ogranicza wypadanie

• nadaje im połysk

• szybko wyczesuje drobne

zabrudzenia

• w kilka sekund pozbywa

się z ubrań włosów,

paprochów

• umożliwia wytworzenie

piany do golenia szybko

i łatwo

32

Znajdź włos - FILM !!!

33

Znajdź włos !!!

34

Znajdź włos !!!

Cysteina – E920

Jesteśmy kanibalami i zjadamy Chińczyków !!! ???

Charakterystyczny dla ssaków wytwór skóry.

Zbudowany z keratyny bogatej w cysteinę.

Kolor determinowany prze melaninę.

Siwienie – powodowane przez H2O2.

Źródło informacji o kondycji zdrowotnej organizmu.

Próbka analityczna poddawana ekstrakcji lub hydrolizie.

Symbol mądrości, siły, odwagi, komunikat społeczny.

Stosowany w różnych produktach codziennego użytku.

35

36

Jak działają na włosy

kwas, zasada, H2O2 ?

37

38

Jak działają na włosy kwas, zasada i H2O2 ?

Wiązanie peptydowe – powstaje w wyniku reakcji kondensacji, która

zachodzi pomiędzy grupą aminową i karboksylową dwóch aminokwasów.

39

Aparatura i odczynniki wykorzystane w doświadczeniu

• Włosy około 5 mg pocięte na odcinki około 1,5 cm

• 6 mol/l HCl

• 1 mol/l NaOH

• 10% H2O2

• H2O

• Pipeta automatyczna

1000 µl

• Ampułki szklane 1 ml

• Palnik gazowy

• Termostat

• Pęseta

Wprowadzenie próbki

włosów i 500 ul roztworu

kwasu, zasady, H2O2 lub

H2O do ampułki szklanej.

Zatopienie ampułki

szklanej w płomieniu

palnika. Zabezpieczenie

odparowaniem roztworu.

Termostatowanie.

Hydroliza kwasowa,

zasadowa w

temperaturze 100 °C.

40

Jak działają na włosy kwas, zasada i H2O2 ?

Reakcją odwrotną do reakcji kondensacji jest reakcja hydrolizy.

Alanina Seryna Alanyloseryna

Seryna Sól sodowa Alaniny Alanyloseryna

CH3

N

NH2

O CH2OH

O

OH

CH3

NH2

O

OHH

3N

CH2OH

O

OHHCl +H2O

++

Cl-

CH3

N

NH2

O CH2OH

O

OH

CH3

NH2

O

ONaNH

2

CH2OH

O

OH

H

++ NaO

H2O

NaOH

41

Jak działają na włosy

kwas, zasada i H2O2 ?

42

H2O2 + 2H+ + 2e- → 2H2O

H2O2 - 2e- → 2O2↑ + 2H+

Jak silny jest Twój włos ?

43

44

Aparatura i odczynniki wykorzystane w doświadczeniu

• Włos długość około 20 cm,

sztuk 1 – pobrany od ochotnika

• Taśma klejąca

• Waga

• Statyw z uchwytem

• Ołówek

• centówki

Pobieranie włosa od

ochotnika.

Włos zawieszony na ołówku.

Przyklejanie kolejno centów

do włosa za pomocą taśmy.

Po rozerwaniu się włosa,

sklejone ze sobą centówki

ważymy i określamy jaką

maksymalną masę był w

stanie utrzymać jeden włos.

Dlaczego spalone włosy pachną

siarką?

45

46

Aparatura i odczynniki wykorzystane w doświadczeniu

• Pukiel włosów, około 1g

• Palnik gazowy

• Szalka Petriego

Pukiel włosów umieścić w szalce.

Na włosy nakierować płomień

palnika.

Po spaleniu scharakteryzować

wyczuwany w pomieszczeniu zapach i

opisać pozostałość próbki po spaleniu.

Jaki jest zapach Twoich włosów ?

47

Produkty reakcji spalenia białek to:

CO2, CO, C, H2O, NO2, NO3, SO2, SO3.

48

49