Gli studi sui capelli umani con diffrazione a raggi X hanno una lunga storia e ne rivelano le principali caratteristiche strutturali. Tuttavia alcuni problemi sono ancora da chiarire.
L’acido tioglicolico (HSCH2 COOH) è una classica molecola riducente usata per l’ondulazione permanente, che agisce sulla ridistribuzione dei legami disolfuro lungo le catene cheratiniche, tuttavia il meccanismo fisico della permanente è stato poco esplorato. Lo studio riportato nell’articolo esamina in modo scientifico alcuni problemi strutturali con l’utilizzo della diffrazione a raggi X.
La fibra del capello è un complesso strutturale multicompartimentale formato da quelli che vengono definiti “elementi di struttura”. Questi costituiscono un complesso sistema fisico a vari livelli:
1- a livello macroscopico ci sono cuticola e cortex., la cui dimensione è dell’ordine di 10 μm circa;
2- a livello cellulare gli elementi sono cellule di dimensione di circa 1 μm;
3- a livello fibrillare le fibrille hanno dimensione di circa 10 nm;
4- a livello atomico gli elementi sono atomi o gruppi di catene cheratiniche con dimensione dell’ordine di 0.1–1 nm.
Gli ultimi due livelli presentano unità strutturali di micro fibrille del diametro di circa 7.5 nm parallele all’asse del capello e separate tra loro da aree di sostanza intrafibrillare disordinata, nota come matrice amorfa. Le catene sono infatti presenti come segmenti di elica e non elica, mentre nella sezione cheratinica ordinata si hanno catene parallele all’asse delle fibrille, con struttura di alfa elica, unite da legami disolfuro e di idrogeno. Lo studio sui vari livelli della struttura dei capelli ha messo a punto un modello per valutare le aree cristallina, interfibrillare e intrafibrillare non ordinate, per valutare il livello d’azione dell’acido tioglicolico. Si è quindi eliminata l’area cristallina, giudicando più facile la reazione chimica nell’area disordinata, sia per un minor livello di energia richiesto che per una maggior area. Il dubbio era scoprire se le molecole di acido tioglicolico fossero localizzate nella zona interfibrillare o in quella fibrillare.
Il modello sperimentale ha esaminato con X-ray diffrattometro DRON-3M, capelli femminili non trattati con un diametro delle fibre di circa 70 μm e campioni degli stessi dopo trattamento con acido tioglicolico (sol.10%) a 35°C per 10 min, sciacquati e asciugati.
Le conclusioni hanno evidenziato che durante il processo di ondulazione permanente, le molecole di acido si posizionano nell’area intrafibrillare disordinata, con rottura e ricostruzione dei legami disolfuro. La riformazione del legame disolfuro mantiene la nuova forma del capello.

The location of the thioglycolic acid molecules in intrafibrillar unordered areas of the human hair keratin structure
Zabashta, Y. F., Kasprova, A. V., Senchurov, S. P. and Grabovskii, Y. E.
Int. J of Cosmetic Science, 34(2012), pp223–225
doi: 10.1111/j.1468-2494.2012.00707.x
http://onlinelibrary.wiley.com/enhanced/doi/10.1111/j.1468-2494.2012.00707.x/
Keywords: struttura cheratina, ondulazione permanente, acido tioglicolico, X-ray scattering