A Química do Cabelo

Mal começa o dia e já tentamos arrumá-los, diante do espelho. Uns o querem mais lisos, outros, mais cacheados. Muitos, ainda, lutam para não perdê-los. O QMCWEB desta semana fala sobre o cabelo, a moldura de nosso rosto. Do que é feito, como interage com os xampus e com os condicionadores, de que maneira ele pode ser moldado, colorido e alisado pela adição de alguns compostos químicos.

O cabelo é consituído, basicamente, de uma proteína: a alfa-queratina. As queratinas (alfa e beta) são, também, consitituintes de outras partes de animais, como unhas, a seda, bicos de aves, chifres, pêlos, cascos, espinhos (do porco-espinho), entre outros.

Em cada fio de cabelo, milhares de cadeias de alfa-queratina estão entrelaçadas em uma forma espiral, sob a forma de placas que se sobrepoem, resultando em um longo e fino "cordão" protéico. Estas proteínas interagem fortemente entre si, por várias maneiras (veremos adiante), resultando na forma característica de cada cabelo: liso, enrolado, ondulado, etc..

A raiz de cada fio capilar está contida numa bolsa tubular da epiderme chamada folículo capilar. Estima-se que existam cerca de 5 milhões de folículos capilares no corpo humano. As únicas partes da pele que não têm folículos são as palmas da mão e as solas dos pés. O fulículo recebe irrigação na epiderme e, algumas vezes, pode apresentar disfunções, levando ou ao crescimento excessivo de cabelos (ou pelos) ou à queda de cabelos, um problema enfrentado por boa parte da população. A queda de cabelos é mais frequente nos homens, e estudos indicam que ela está associada à testosterona. Este hormônio é convertido, por uma enzima encontrada nos folículos, em dihidrotestosterona (DHT), que é capaz de se ligar a receptores nos folículos. Segundo Dr. Richard S. Strick, um dermatologista na University of California em Los Angeles, "this binding can trigger a change in the genetic activity of the cells, which initiates the gradual process of hair loss".

números

>um adulto tem cerca de 150 mil fios de cabelos na cabeça; > O número total, incluindo todos os pêlos, chega a mais de 1 milhão; >o cabelo cresce cerca de 2cm por mês; > apenas 3 meses após a fecundação, os primeiros fios de cabelo já nascem no feto;

A cor do cabelo vem de pigmentos, como a melanina, que são agregados ao cabelo a partir do folículo capilar, o aparelho que é responsável pela produção do mesmo. Em geral, a cor do cabelo está relacionada à cor da pele: pessoas com pele escura tendem a ter cabelos escuros, e vice-versa. Isto porque a pigmentação do cabelo depende da quantidade de melanócitos presentes.

Uma proteína é uma sequência de amino-ácidos, um polipeptídeo. A queratina é formada por cerca de 15 amino-ácidos diferentes, que se repetem e interagem entre si. Na conformação alfa, cada cadeia polipeptídica enrola-se sobre si mesma, no formato de uma hélice (como uma escada de caracol). Na conformação beta, as cadeias ficam semi-estiradas, dispostas paralelamente. A figura ao lado ilustra a proteína G, que apresenta as duas conformações: alfa, em lilás, e beta, em amarelo. As ligações intramoleculares entre os aminoácidos da mesma cadeia é que sustentam a configuração da cadeia. Entre os tipos de interação, destacam-se as pontes de hidrogênio e as pontes cistínicas, que são as pontes formadas entre os grupos -SH do amino-ácido cistina, presente na queratina.

Como se faz o cabelo "Permanente" ?

Um dos amino-ácidos presentes na queratina é a cisteína, responsável pelas ligações cisteínicas. A cisteína, RSH, pode interagir com outra cisteína da mesma cadeia polipetídica, e formar uma ligação convalente, RSSR. Estas ligações são responsáveis pelas "ondas" que aparecem em nossos cabelos. A possibilidade da interconversão entre as formas oxidadas (RSSR) e reduzidas (RSH) da cisteína é que permite ao cabelereiro "moldar" o seu cabelo, ou seja, alisar um cabelo crespo, ou fazer "cachos" e "ondas" em um cabelo liso. A primeira etapa consiste na redução de todos os grupos RSSR. Isto se faz, geralmente, com a aplicação do ácido tioglicólico (também conhecido como ácido 2-mercaptoacético) em uma solução de amônia (pH 9). Esta solução reduz os grupos RSSR para RSH. thioglycolic acid (also known as 2-mercaptoacetic acid) in an ammonia solution (about pH 9) reduces RSSR to RSH (os cabelereiros chamam esta solução de "relaxante").
A segunda etapa consite em imprimir no cabelo a forma desejada: lisa ou ondulada. Após se lavar toda a solução de ácido tioglicólico e se enrolar ou esticar o cabelo, o cabelereiro, então, oxida os grupos RSH para RSSR, com a aplicação de um agente oxidante, tal como o peróxido de hidrogênio (H₂O₂, água oxigenada) ou borato de sódio (NaBrO₃) (os cabelereiros se referem a esta solução como "neutralizante"). O novo padrão imposto, então, dura até o crescimento do cabelo, quando será uma nova visita ao salão.
Como o cabelo pode ser colorido?
Existem, basicamente, 2 métodos: o primeiro consiste na incorporação de pigmentos na formação do fio de cabelo. Este processo é lento e, em geral, é feito com pigmentos naturais, tais como o encontrado na henna ou na camomila. Devido ao uso constante, em xampus e/ou condicionadores, estes pigmentos começam a fazer parte dos novos fios de cabelos formados.
O segundo método é a pintura imediata do cabelo, com a destruição dos pigmentos (descoloração) já existentes nos fios, e a incorporação de novos pigmentos. O processo de descoloração é ainda feito, na maioria das vezes, com peróxidos ou amônia, embora ambos os produtos sejam tóxicos. Um dos pigmentos mais utilizados, na coloração, é o acetato de chumbo, embora também seja tóxico.
As indústrias investem muito em pesquisa nesta área. Recentemente, a americana L'Oréal chegou a uma solução original para o tratamento de cabelos grisalhos: desenvolveu um produto a base de dihidróxido-5-6-indol, um precursor natural da melanina, o principal pigmento do cabelo. A figura ao lado ilustra o indol, o reagente de partida para a síntese do produto da LÓréal.
Como agem os xampus e condicionadores?
Ambos possuem, em sua formulação, moléculas de surfactantes. O QMCWEB já fez uma aula virtual sobre surfactantes. Os xampus e condicionadores diferem, basicamente, na carga do surfactante: os xampus contém surfactantes aniônicos, enquanto que os condicionadores têm surfactantes catiônicos. Quando o cabelo está sujo, ele contém óleo em excesso e uma série de partículas de poeira e outras sujeiras que aderem à superfície do cabelo. Esta mistura é, geralmente, insolúvel em água - daí a necessidade de um xampu para o banho. O surfactante ajuda a solubilizar as sujeiras, e lava o cabelo.
Um problema surge do fato de que surfactantes aniônicos formam complexos estáveis com polímeros neutros ou proteínas, como é o caso da queratina. O cabelo, após o uso do xampu, fica carregado eletrostaticamente, devido a repulsão entre as moléculas de surfactantes (negativas) "ligadas" à queratina. É aí que entra o condicionador: os surfactantes catiônicos interagem fracamente com polímeros e proteínas neutras, e são capazes de se agregar e arrastar as moléculas de xampu que ainda estão no cabelo. Nos frascos de condicionadores existem, ainda, alguns produtos oleosos, para repor a oleosidade ao cabelo, que foi extraída com o xampu.
O cabelo, após o condicionador, fica menos carregado e, ainda, com mais oleosidade.

Segundo este critério, não existe xampu "2 em 1", ou seja, uma formulação capaz de conter tanto um surfactante aniônico como um catiônico. Os produtos encontrados no mercado que se dizem ser "xampu 2 em 1" são, na verdade, xampus com surfactantes neutros ou, ainda, surfactantes aniônicos com compostos oleosos, que minimizam o efeito eletrostático criado pelo xampu normal.