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头发作为人类特有的一种生理现象而恒古至今地存在着，是人类外表美的重要组成部分之一，在某种程度上也反映了一个人的文化素养、审美情趣。头发对于人类，其主要的作用是防热、御寒、保护及装饰。
头发是颅脑的最外保护层，可以保护头皮避免冻伤和日晒，对外界的冲击力可以起到一定的缓冲作用。头发也是人类仪表的重要组成部分，好的发型可以弥补头部和面形的不足，对于衬托人的容貌起着十分重要的作用。
头发可以再生，因此，不论是大自然还是不正当的护理，即使致它受损，它仍能得到修复。它的颜色可以改变，它的形状可以是直的、弯的或卷曲的。
蛋白质是所有生物的基本元素，而头发的主要成份是角蛋白，那么，头发有生命吗?实际上，只有毛乳头细胞才有生命，毛干本身没有生命。
头发是由角化的表皮细胞构成的。头发的结构分为毛干及毛根两部分。毛干露于皮肤外，可分为三层：中心是髓质，含有黑色素；中间为皮质，使毛发有一定的抗拉力；最外层为毛小皮。毛根斜插在毛囊内，由毛乳头提供营养，是头发的生长点（见图1.1）。
头发的三个主要层面（见图1.2）：
1）髓：发干的中央核心，也称为髓（在细发或很细的毛发中常常不存在）。
2）皮质：位于头发纤维的第二层（头发的大部分色素来源于此，并为头发提供弹性）。
图1.1
图1.2
3）表皮：覆盖发干的最外层附着在根鞘旁边的突起。这些突起是皮脂腺产生之处。
皮脂腺或油脂腺产生于皮脂（油脂），并通过毛囊向上送到皮肤表面。油脂与身体的排泄物混合后，形成了“酸膜”。酸膜的作用很大，它可以保护头发纤维的表皮层（或外层），保持头发和皮肤的酸性平衡。
当细胞通过毛囊向上移动时，就分成了几种类型。换句话说，有些细胞就变成了角质层鳞片，有些就形成了皮质，而有些则形成了髓细胞。细胞从皮肤深处开始移动，然后在外皮层成长，最后成为可见的毛发纤维（发干）。这种向上移动过程的另一个结果就是发生角化作用。在角化的过程中细胞会改变形状，发生干枯，形成角朊蛋白。一旦发生了角化作用，形成头发纤维或发干的细胞就不再有生命。
头发主要是由蛋白质组成的，而蛋白质是由连在一起的氨基酸形成的。头发的皮质是由具有螺旋线圈形状的链组成的。这些氨基酸链的线圈互相缠绕，形成了原纤丝。原纤丝又互相缠绕，形成了微纤丝。微纤丝又以同样方式互相缠绕，形成了长纤维，最后就形成了头发的皮质。而皮质又被角质层鳞片覆盖，角质层鳞片也含有蛋白质。这种扭转缠绕的方式使毛发具有拉伸能力，像弹簧一样不易断裂。
基因决定了头发的生长阶段。头发生长共有三个阶段：
1）生长期或生长活跃期：在这个阶段，每个毛乳头都带着一个根鞘。平均来说这个时期可持续2～6年的时间，并且发色较深。
2）退化期或短暂过渡期：这个阶段，所有细胞分裂都停止了。这个时期只持续几个月。
3）晚期或脱落期：这时，所有毛乳头都没有根鞘，毛发开始脱落，最后细胞分裂又重新被激活，产生新毛发，生长周期又开始了。
对人类而言，头发的生长呈嵌合方式，因为每个毛囊都有自己独特的生长周期。疾病及缺少必需的维生素和矿物质都能影响头发及其生长。实际上，任何改变身体的生理状态的原因都能影响毛囊及头发的生长。疾病和治疗也能影响头发生长，因为这些会刺激脱落期的开始或导致长出不正常的脆弱的头发。如果一个人生病或采取某些治疗，那么，化学作用就会使本来很脆弱的头发更加受损。
虽然所有的头发都主要是由蛋白质组成的，但是，为什么每个人的头发会如此不同?又为什么同一种洗发水对某些人的头发很适合，而对另一些人的头发却没有效果呢?
答案存在于头发的物质结构中。影响头发特性的元素有三种：
1）首先是遗传。每个人从他的父母遗传而来的基因决定了头发的许多特性，比如颜色、形状和直径等。所以有人将头发分类为：
中性发质──这种头发柔和光亮，做好发型后不易变形，属于健康的头发；
干性发质──这种头发洗后不久光泽就会消失，触摸时没有柔滑感，做好发型后容易变形；
油性发质──这种头发的视觉和触觉都很油腻，洗后不久又生油腻，有的头皮屑多，造型难度大；
受损发质──这种头发触摸时有粗糙感，梳理时容易折断，发尾开叉，表面没有光泽，呈枯黄色。
也有人按头发形态分类：
直发──这种头发横断面常呈圆形，头发较粗较直，黄色人种多为直发；
波发──这种头发横断面常呈椭圆形，头发明显呈波浪状弯曲，白色人种多为波发；
图1.3
卷发──这种头发横断面常呈狭长扁平状，头发呈显著的螺旋状卷曲，在黑色人种中多为卷发（见图1.3）。
2）其次是环境或天气。如果天气下雨或潮湿，头发就会从空气中吸收水分。过多的水分将使头发变得柔软脆弱。另外，风会使头发干燥，阳光会使头发受损。过分湿润或干燥的头发都需要进行弥补，或者去除多余的水份，或者补充水份。
3）最后一个因素是在头发上使用的产品或工具。比如，洗发水、护发素、风筒、电热钳、烫发水、直发剂及染发剂等，所有这些都会影响头发的结构组织。
为了更好地了解人类头发的区别，我们要看清楚头发的结构组织。图1.4是将头发放大几百倍后的结果，从中我们可以看出头发直径的区别。在图中，我们可区别出高加索人、亚洲人和非洲人头发的不同。注意，这三个种族的头发结构组织中，差别最大的是直径和色素数量。记住，同一种族中的头发的直径和色素数量也呈多种多样。
遗传密码的一个结果就是发干的直径。在图1.5中，左右两图分别是粗发与细发的表皮层横切面图。我们看到，表皮层是毛干的保护层，由比皮质硬的蛋白质组成。如果头发很细，那么处理后的效果就会与粗发的效果不同。夸张点说，细发基本上“都是表皮”，由它表现出来的特性可以看出：
图1.4
在横切面中，细发中表皮的比例高达40%，而粗发中表皮只占10%～12%。
这就是说，细发有更好的弹性和被重新塑型的能力。同时，粗发对烫发水、直发剂或恤发手段具有更强的抵抗性。
头发中的麦乐宁（melanin，黑色素）是一种色素，使皮肤和头发具有颜色。在头发中，麦乐宁主要存在于皮质中，即发茎的第二层。下面是自然色素的着色过程：
1）人体中的基因决定了头发中黑色素细胞的数量及它们产生麦乐宁的类型。
2）麦乐宁是由黑素细胞及存在于发泡内的分裂细胞产生的。
3）栖息在发泡营养中心，即真皮乳突附近的黑素细胞聚集到一起，形成了大量的色素蛋白复合物，叫做黑素体。
4）这些黑素体的大小、类型和分配方式决定了头发的自然颜色。简单地说，各种黑素细胞（麦乐宁细胞）聚集到一起形成了黑素体（色素蛋白复合物），黑素体产生了色素。
图1.5
产生各种不同发色的麦乐宁有两种：优麦乐宁和非麦乐宁。优麦乐宁呈棕色/黑色，而非麦乐宁呈红色。正是这两种或其中一种麦乐宁的数量和分配方式才影响了头发的最后颜色。
如果非麦乐宁的数量很集中并靠近表皮层，那么头发的颜色就更趋向红色。发色很深很黑的人甚至可能在表皮层都有麦乐宁，而发色较浅的人只在皮质中才有麦乐宁。如果头发和皮肤中完全没有色素沉淀，那么这种状况叫做白化病。
灰白发是因为头发的皮质中减少了颜色色素而形成的。灰白发有时被称为杂色发，意思是有些白色斑点分散在发茎中。灰白发是从灰色的乳突中生长出来的，而不是头发钻出皮肤之后变灰的。自然老化的过程也会使头发变灰。但有些严重疾病或情绪变化同样会引起头发变灰。遗传因素也会使头发过早变灰。这通常是色素形成中的一个缺陷。
皮肤和头发中的麦乐宁都能抵抗阳光中有害光线的损伤。比如，如果皮肤暴露在太阳光下，就会产生更多的麦乐宁，并且这些麦乐宁会被输送到皮肤表面，以保护这些敏感的细胞，结果就会产生更多的颜色，通常被称为“日晒色”。
尽管皮肤颜色是由基因得来的，但是在赤道附近土生土长的种族人皮肤中麦乐宁含量较高，这样会更好地抵御阳光中有害物质的损伤。头发也一样，例如，白发由于缺少麦乐宁，所以日晒时危险最大，如果日晒时间过长，就会变成黄色。因此，对这类人群需要采用防晒措施，并在参加长时间的室外活动中要戴上帽子。