Chemie des Haares

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Die am Aufbau der Haare beteiligten Substanzen bestehen hauptsächlich aus den Elementen Kohlenstoff (50 %), Sauerstoff (23 %), Stickstoff (17 %), Wasserstoff (6 %) und Schwefel (4 %). Unter normalen Bedingungen hat menschliches Haar einen Wasseranteil von 10 %, der seine mechanischen Eigenschaften erheblich beeinflusst. Je nach Feuchtigkeit der umgebenden Luft kann der Wasseranteil über Diffusion von Wasserdampf auf über 30 % ansteigen. Andererseits wirkt Haar wasserabstoßend, weil insbesondere auch die äußere Cuticula Lipide, wie Fette, Fettsäuren, Sphingolipide (Ceramide, Sphingomyeline, Cerebroside und Ganglioside) und Steroide wie Cholesterol und seine Derivate (v. a. Cholesterolsulfat), enthält.

Chemische Formel von L-Cystin mit der blau markierten Disulfidbrücke.

Der Cortex, also der Hauptteil des Haares, besteht im Wesentlichen aus natürlichen Polymeren: 90 Prozent des Trockengewichtes sind Proteine (Eiweiße), die als Keratine bezeichnet werden. Die Konformation ist überwiegend helikal (Peptid-Spirale). Die Haarproteine werden durch kovalente Disulfidbrücken zwischen Cysteinresten zusammengehalten, aber auch durch schwächere Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, wie Wasserstoffbrückenbindungen und van-der-Waals-Kräfte. Die Keratine bilden dabei Filamente, die sich wiederum zu Makrofibrillen zusammenlagern.

Keratin ist sehr haltbar – in ägyptischen Gräbern wurde nahezu intaktes Haar gefunden. Eine Veränderung des Cystein-Anteils führt zu einer Änderung der Steifigkeit des Haares. Im Keratin spielen sich alle chemisch relevanten Prozesse für die Frisur ab. Die Disulfidbrücken sind z. B. durch Dauerwellprodukte wie Thioglycolat lösbar, wodurch die Vernetzung vorübergehend aufgehoben wird. Wasserstoffbrücken im Keratin werden dagegen leicht gelockert und ermöglichen eine Umformung des Haares, beispielsweise durch Föhnen, Eindrehen oder durch Anfeuchten und in Form Trocknen.

Melanine sind für die Haarfarbe verantwortlich. Eumelanin bestimmt dabei Töne von braun bis schwarz. Phäomelanin ist für blonde bis rote Haare farbbestimmend. Das Dilute-Gen ist für graue bis isabellfarbene Haarfarben verantwortlich. Bei Menschen mit Albinismus sind die Haare aufgrund des Fehlens von Melaninen weiß bis hellblond. Der UV-Anteil im Sonnenlicht kann, insbesondere bei Einwirkung von Salzen (z. B. im Meerwasser) und Sauerstoff, das Melanin bleichen. Ähnliche Farbtöne werden beim Blondieren mit Wasserstoffperoxid erzielt. Bei einer Ausbleichung oder einer Blondierung verändert sich jedoch auch die Struktur des Haars.

Deutsche und britische Forscher veröffentlichten im März 2009 eine Studie, in der sie feststellten, dass die Graufärbung von Haaren im Alter Folge eines geringeren Abbaus von Wasserstoffperoxid in den Haaren ist.[1]

Im Haar sind außerdem hochmolekulare Nucleinsäuren (DNA) enthalten, die bei der Haarbildung nicht vollständig abgebaut wurden. Die isolierte DNA kann für den DNA-Test zur Identifizierung von Individuen oder für die Bestimmung von Verwandtschaftsgraden herangezogen werden.

Daneben enthalten Haare eine große Anzahl von Spurenelementen und auch Medikamentenrückstände. Einige Stoffe sind dabei durch Umwelteinflüsse bestimmt oder durch unterschiedliche Ernährung und Lebensweise variabel.

Einzelnachweise

  1. Wasserstoffperoxid ist Schuld an grauen Haaren. auf: Spiegel-online. Wissenschaft. 4. März 2009.

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