Qué le ocurre a tu pelo con la temperatura| Estructura capilar, tintes capilares y conceptos básicos.

La fibra capilar, sufre, y mucho. Otra cosa muy diferente es que sienta, eso ya lo dejamos claro  en la entradas sobre 33 preguntas sobre ciencia y cosmética.

De lo que no hay duda, es que tanto los tratamientos químicos capilares como el abuso de sistemas de alisado o elevadas temperatura alteran la fibra capilar y la hacen mucho más quebradiza y seca.

¿Por qué ocurre?

La fibra capilar y el bulbo piloso

A nivel macroscópico el cabello tiene dos zonas importantes: el bulbo piloso y la fibra capilar.

El bulbo piloso es, por así decirlo, el motor de la fibra capilar y que junto que con la matriz y papila permiten el nacimiento del pelo. Gracias al riego sanguíneo se proporcionan los nutrientes necesarios: oligoelementos y aminoácidos, siendo los más interesantes la cisteina, metionina y arginina. Y se encuentra en la dermis reticular. Es decir, pegado a la hipodermis y bastante lejos de la epidermis y del foco dónde ponemos nuestros tratamientos capilares (champús y acondicionadores).

En ese motor, lo que ocurre, es la diferenciación celular de las células madre, que dará lugar a queratinocitos y melanocitos que según pierden el núcleo se estratifican y forman la fibra capilar.

La diferencia entre queratinocitos y melanocitos es sencilla: los queratinocitos dan sostén y rigidez debido a la proteína de queratina, mientras que los melanocitos son los responsables del color del cabello debido a los gránulos de melanina. Cabellos más claros son ricos en un pigmento que se llama feomelanina, mientras que los oscuros lo son en eumelanina.

Según se diferencian y se estratifican, se van colocando y ordenado de una manera determinada según la zona de la fibra capilar. Lo que nos daría lugar a las famosas 3 capas de la fibra capilar: la médula, la corteza y la cutícula (de dentro hacia afuera).

La médula puede estar o no presente, en función de la etiologia y tipo de cabello. La corteza es la responsable del color (gránulos de melanina) y da resistencia gracias a macro y microfibrillas. Y por último, la cutícula, que es la que protege el cabello con su estructura proteica en forma de escamas. Esta, no es porosa y de manera natural, no absorbe nada.

Luego tenemos la capa que recubre todo esto, la que se conoce como la capa F 18-MEA (ácido 18- metileicoseanoico) y que da carácter hidrófobo a la fibra capilar, es decir, que repele el agua. Si metes un cabello sano en agua ¿qué pasa? FLOTA.

Junto con todo el motor aparece la glándula sebácea, que lubrica la fibra desde la raíz y que es lo que hará que se forme la 18-MEA, los tan mal llamados “aceites del cabello”. Realmente, es la secreción de la glándula sebácea, que se une a la fibra capilar a través de puentes disulfuro, lubrica la fibra capilar y permite la salida. Si la función de la glándula sebácea se altera, podemos tener una mayor secreción sebácea que engrasa el cuero cabelludo, enquista los folículos pilosos e incluso está ligado a episodio de caída reaccional. 

Esta capa es clave. Es la que permite que el cabello tenga brillo, y proporciona protección frente a la radiación ultravioleta o uso cosmético.

Por qué se estropea tu pelo: tintes capilares

Aunque hay muchos factores, dos son los más habituales para terminar con la vida lustrosa de la fibra capilar: los tratamientos químicos y la temperatura.

La decoloración o los tintes permanentes funcionan de la siguiente manera (muy resumido):

• Aumentamos el pH (pH básico, agua oxigenada, amoniaco, etc) de la fibra capilar para que los puentes disulfuro se rompan y poder acceder a la corteza, que es donde está el color que queremos degradar y cambiar.
• Posteriormente, degradamos (oxidamos) el pigmento de origen (nuestro color) y luego lo coloreamos (activadores como el PPD junto con el pigmento). Realmente lo que estamos haciendo es una reacción Redox 🙂 
• Finalmente, tenemos que volver a un pH ácido. Para ello usamos un acondicionador con pH ácido y listo. Se piensa que volvemos a tener un pelo estupendo, pero realmente, lo que hacemos con los acondiciondores es forzar que la cutícula “se agache” de nuevo y parezca que esta sano. Es decir, forzamos la formación de esos puentes disulfuro que se dan en pH ácido, y se rompen en pH básico.

Lo que ocurre directemente con la primera coloración es la clave: te cargas la capa 18-MEA y con ello la protección natural del cabello.

Existen otro tipo de tintes temporales que solo depositan el pigmento o semi-permanentes que rompen menos los puentes disulfuros y agreden menos la fibra capilar.

Temperatura

¿Y qué le ocurre a tu cabello con los cambios de temperatura? Bueno, aquí entramos en lo que se conoce como ciencia de materiales. Ya que al final el cabello es eso, un material más.

Aunque es cierto en la ciencia del cabello, sobre todo, en lo que respecta a la fibra capilar que fisiológicamente solo nos proporciona calor y abrigo, por lo que no es un ámbito de estudio clínico, y el grueso del i+d se realiza en los propios laboratorios e industria cosmética.

Aún así, existen un par de estudios (y alguno que me dejaré) sobre la degradación de la fibra capilar con la temperatura.

Lo que hacen es estudiar la degradación del material a través de un análisis de termogravimetría (TGA), una máquina nada barata y muy sensible a cambios de masa, temperatura y corriente de aire, pero, que nos da información muy interesante.

El TGA lo que hace es calcinar la muestra que hay en el portamuestras en intervalos de temperatura establecidos. Con ello, conseguimos que se vaya perdiendo masa a diferentes temperaturas. Esto, nos ayuda a determinar qué compuesto se pierde en cada franja de temperatura y permite un mejor estudio de los materiales.

En una gráfica, es sencillo de ver, ya que vemos que la curva decrece y se escalona, ese escalón, representa una perdida de masa.

En el estudio de Monteiro et.al., comparan el pelo sano (control) y decolorado. En cabello no tratado, la perdida de agua comienza en los 25ºC hasta los 131ºC, luego da lugar la degradación de macro-, microfribillas y matriz alrededor de los 280, 320 y 350ºC, para terminar desnaturalizándose entre los 350-550ºC.

En el caso del cabello tratado, se observa una perdida de agua alrededor de los 131ºC pero de menor cantidad que en el cabello sano, lo que nos da una pista de que el cabello tiende a estar mucho más seco y “deshidratado” debido a la perdida de la capa F y cutícula. Además, no se observan tantas etapas de perdida de masa , ya que parte de la estructura de queratina ya ha sido degradada debido a los tratamientos químicos previos. Aún así, se observa una degradación total alrededor de los 400ºC y final desnaturalización a los 700ºC.

Los estudios los acompañan con análisis por DSC, donde calcula la entalpía de desnaturalización. Siendo menor en cabello teñido (estructuras menos organizadas debido a el tratamiento químico), y mayor en cabello sano (estructuras más organizadas).

Cómo solucionarlo

Realmente la mejor manera de solucionarlo es no estropear la fibra capilar. Sin embargo, el cabello crece, por lo que el daño no es tan grave. Para evitar que la fibra capilar se degrade por el uso de planchas de alisado que superan los 130-200ºC, lo mejor es usar un protector térmico.

Normalmente, estos incorporan polímeros que recubren la fibra capilar y los hacen termicamente resistentes a la temperatura. Los más usados: PVP/DMAPA Acrylates Copolymer, quaternium 70, proteina de trigo hidrolizada.

Sin embargo, como dijimos al principio del articulo, mucha de la ciencia del cabello es algo clandestina, ya que al no tener relevancia clínica, queda dentro de la propiedad intelectual de los propios fabricantes.

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Bibliografía

[1] Thermal degradation of hair. I: effect of curling irons, J. Cosmetics Science 1998, 49, 223-244

[2] Valéria F. Monteiro, A. P. Maciel and E. Longo,  Thermal analysis of caucasian human hair, J. Thermal Analysis and Calorimetry, 2005, 79, 289 – 293.

[3] Thermal degradation of hair. II. Effect of selected polymers and surfactants, J. Cosmetics Science 1998, 49, 245-256