Łódź, 15.06.2016 Wydział Chemii, UŁ Katedra Chemii Środowiska Kamila Borowczyk

Kamila Borowczyk

Katedra Chemii Środowiska

Wydział Chemii, UŁ

Łódź, 15.06.2016

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.

Molekularna struktura keratyn

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

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.

• 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

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.

11

• 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.

Włosy zachowują pamięć o stanie naszego organizmu.

15

Dieta

Leki

Skażenie środowiska

Tytoń

Używki

Antydoping

•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.

kliniczna Medycyna sądowa

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

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

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.

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

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.

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

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.

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.

Pędzle

szczecinowe

Pędzle sobolowe

Pędzle z włosia

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

Znajdź włos - FILM !!!

33

Znajdź włos !!!

Znajdź włos !!!

Jesteśmy kanibalami i zjadamy Chińczyków !!! ???



Charakterystyczny dla ssaków wytwór skóry.



Zbudowany z keratyny bogatej w cysteinę.



Kolor determinowany prze melaninę.



Siwienie – powodowane przez H

O

.



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

Jak działają na włosy kwas, zasada, H ₂ O ₂ ?

37

Jak działają na włosy kwas, zasada i H

O

?

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 H₂Odo ampułki szklanej.

Zatopienie ampułki szklanej w płomieniu palnika. Zabezpieczenie odparowaniem roztworu.

Termostatowanie.

Hydroliza kwasowa, zasadowa w

temperaturze 100 °C.

Jak działają na włosy kwas, zasada i H

O

?

Reakcją odwrotną do reakcji kondensacji jest reakcja hydrolizy.

Alanina Seryna

Alanyloseryna

C

H₃ N

NH₂

O CH₂OH O

OH

C H₃

NH₂

O

OH H₃N

CH₂OH O

HCl

+

H₂O

+

Cl-

C

H₃ N

NH₂

O CH₂OH O

OH

C H₃

NH₂

O

ONa H₂N

CH₂OH O

OH H

+

+

H₂O NaOH

41

Jak działają na włosy

kwas, zasada i H

O

?

H

O

+ 2H

+ 2e

→ 2H

O

H

O

- 2e

→ 2O

↑ + 2H

Jak silny jest Twój włos ?

43

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

Dlaczego spalone włosy pachną siarką?

45

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:

CO ₂ , CO, C, H ₂ O, NO ₂ , NO ₃ , SO ₂ , SO ₃ .

49