A química do cabelo – tipos de cabelo e o que acontece ao alisarmos?

Faaaaala pessoa querida, na paz?

O artigo de hoje foi escrito para responder a dúvida do queridíssimo Davi Chaves que me mandou a dúvida pelo Instagram. Dá  uma olhada na mensagem dele:

Então bora lá falar um pouco sobre a química por trás dos cabelos!

Vamos começar entendendo um pouco de como é a…

…ESTRUTURA DO CABELO

Independente se é liso, encaracolado, crespo ou qualquer outra variação possível, um cabelo se divide em 3 partes: a medula, o córtex e a cutícula.

Figura 01: Anatomia do fio de cabelo

A medula seria a parte mais interna do cabelo. Seu papel nos humanos ainda é um mistério, mas em outros animais parece ter função na termorregulação.

O córtex seria a meiuca ali do cabelo e é onde toda a magia acontece. Mudança de cor, alisamento, tudo é por conta de mudanças que acontecem no córtex.

Por fim a cutícula seria a parte mais externa e é formada por várias camadas de pequenas células incolores. Seu papel principal é a de proteger o córtex. É aqui onde podemos observar a questão de ponta dupla, brilho, se o cabelo é fácil de pentear ou não, enfim, a aparência geral do cabelo a gente observa tudo na cutícula.

Indo agora pra estrutura química, em linhas gerais, todo e qualquer tipo de cabelo é constituído de um polímero natural chamado de proteína. No caso, a principal proteína do cabelo é a α-queratina, mas ainda temos o colágeno e a elastina como outras proteínas presentes e bem importantes para o nosso cabelo. O colágeno sendo um dos responsáveis pela forma, elasticidade e resistência do fio, e a elastina sendo uma proteína fibrilar que auxilia na manutenção da saúde dos cabelos.

E aqui com tanta proteína nos nossos cabelos, acho que cabe uma breve explicação sobre o que viria a ser um polímero. Afinal de contas uma proteína, independe de qual seja, nada mais é do que um polímero natural né? Então partiu aí entender um pouco mais sobre:

A QUÍMICA DOS POLIMEROS

Um polímero, seja ele natural ou artificial, seria uma sequencia de grupos de átomos ligados um a um. Pense você como se cada bolinha abaixo fosse um conjunto de átomos diferentes.

Figura 02: Representação de um polimero com apenas um monômero

Se considerarmos apenas um grupo de átomos desses, ou seja, uma bolinha apenas, teremos o que a gente chama de monômero.

Existem polímeros com apenas um tipo de monômero, mas também há aqueles com vários tipos de monômeros diferentes, é o caso da α-queratina.

Figura 03: Representação de um polimero com mais de um monômero

A α-queratina apresenta a possibilidade de 20 monômeros diferentes que no caso são os 20 aminoácidos essenciais que temos no organismo. Então imagine você quantas são as possíveis combinações de aminoácidos hein? Pouco grande, só um pouco. Hehehe

Por aminoácido entenda que são moléculas que apresentam um grupo amino (C-NH2) e um grupo ácido (COOH), daí o nome aminoácido. J

Além desses grupamentos, um aminoácido apresenta um grupo R que é o que diferencia cada um dos 20 aminoácidos, dê uma olhada na imagem abaixo(1). O da hora dessa imagem é que há uma legenda com grupos R’s polares, apolares, ácidos e básicos. Muito massa mesmo.

Figura 04: Os 20 aminoácidos essenciais e que constituem qualquer proteína

Mas como que os “monômeros aminoácidos” se ligam uns aos outros?

Nesse caso ocorre uma reação entre o grupo amino de um aminoácido e o grupo ácido do outro, formando assim o que chamamos de ligação peptídica e essa ideia vale pra qualquer proteína ta? Não só a α-queratina.

Figura 05: reação de formação de uma ligação peptídica

Mas voltando aí à nossa proteína de interesse, os aminoácidos na α-queratina se distribuem de forma espiralada, formando um tipo de hélice. Essa hélice se mantem por conta das ligações de hidrogênio que ocorrem entre o grupo carbonila de um e o grupo amino de outro aminoácido como é possível notar na imagem abaixo, e repare você que o grupo R dos monômeros se localiza sempre pra fora da hélice.

Figura 06: Entrutura da queratina.

Agora sobre o grupo R, precisamos conversar sobre ele.

OS GRUPOS R’S NA α-QUERATINA E SUAS INTERAÇÕES

Quando duas ou mais hélices estão próximas umas das outras pode ocorrer dos grupos R’s acabarem formando novas ligações químicas que acabam por unir essas hélices.

A α-queratina é rica no aminoácido cisteína, que tem como grupo R um tiol (-SH), como podemos reparar na imagem abaixo.

Figura 07: Estrutura da cisteína

Sendo assim, a principal ligação que se vê entre duas hélices é a chamada ligação de dissulfeto (-S-S-), onde duas cisteínas se ligam formando aí uma ligação covalente enxofre-enxofre.

Além da ligação de dissulfeto pode ainda ocorrer a ligação de hidrogênio (interação entre hidrogênio de um grupo hidroxila de um aminoácido com o oxigênio de um grupo carbonila de outro aminoácido) ou a formação de ligação do tipo iônica, no caso de grupos R’s carregados positiva e negativamente se aproximarem uns dos outros.

Figura 08: Tipos de ligações entre estruturas de queratina. 1- Ligação iônica; 2- Ligação de dissulfeto; 3- Ligação de hidrogênio

Entre esses tipos de ligações possíveis, a de hidrogênio é a mais fraca e a iônica aquela que apresenta força intermediária, ambas podendo ser rompidas apenas no molhar do cabelo, o que acaba ajudando no pentear, afinal, menos ligações químicas, menos resistência, mais fácil é de moldar o cabelo ao seu gosto.

No caso das ligações iônicas, essas são bem afetadas pelo pH do cabelo também. Tanto um pH mais básico ( maior que 7) quanto um pH ácido (menor que 7) consegue alterar essas ligações. E isso faz todo sentido, uma vez que ao modificar o pH você aumenta a concentração de H+ (para meios ácidos) ou de OH (para meios básicos) que são espécies com cargas positivas e negativas, que podem interagir aí com as cargas presentes nos grupos R e assim rompendo as ligações iônicas. Olha que beleza né?

Já a quebra das ligações de dissulfeto a gente vai falar daqui a pouco. Aguarde. Por agora vamos  entender melhor sobre…

…O QUE DEFINE O FORMATO DE UM CABELO LISO, CRESPO OU ENCARACOLADO?

Além da sequencia  de aminoácidos que compõe a queratina, outro fator que contribui para essa característica é a secção transversal do fio.

Um cabelo com uma secção transversal mais grossa e cilíndrica apresentará uma aparência lisa. Já um cabelo crespo ou encaracolado tem sua secção transversal mais fina e achatada.

Mas porque isso acontece?

Pare e pense comigo, entre uma corda e um fio dental, qual se enrola mais facilmente? Sacou?

Quanto mais fina a secção transversal, mais embolado o cabelo fica, maior será a quantidade de ligações de dissulfeto entre as hélices e mais encaracolado será o cabelo.

E aí agora que entendemos o que faz um cabelo ser liso, encaracolado ou crespo, podemos falar sobre os…

…MÉTODOS DE ALISAMENTO.

Uai gente, se um cabelo liso tem menos ligações de dissulfetos, para alisarmos um cabelo precisamos então romper ou reposicionar as ligações no cabelo para então alisá-lo. Mas como fazer isso? Há dois caminhos mais comuns: o calor ou a química.

No caso de chapinha ou escovas, o que se faz é o reposicionamento de ligações de hidrogênio ou iônicas por meio do calor. Nesse caso diz-se que a queratina foi desnaturada.

Essa desnaturação é temporária pois o aumento da umidade faz com que as ligações voltem aos seus lugares de origem, tornando esse tipo de alisamento temporário.

Se tratando de chapinha com íons negativos (juro que esse tipo de chapinha eu só fui saber da existência estudando pra esse artigo aqui. hehe) a ideia é que as cargas negativas interajam com as cargas positivas presentes em várias cadeias laterais (os R’s da vida que conversamos anteriormente) de aminoácidos. Essa interação entre cargas faz com que o frizz do cabelo diminua. Sacou?

No caso de alisamento permanente as ligações rompidas são as de dissulfeto. Porém o alisamento ocorre só na parte visível do cabelo, isso quer dizer que os cabelos que estão por nascer não nascerão lisos. Sacou? Então esse é o famoso permanente que você precisa fazer de tempos em tempos. Hehehe

Em paralelo ao tratamento na base do calor, temos um tratamento mais químico (como se o que vimos até aqui não fosse química pura né?) hehehe. Mas estou falando do tratamento baseado em reações de oxirredução.

Primeiro deve-se reduzir a queratina, ou seja, romper as ligações de dissulfeto. Pra isso geralmente se usa compostos bem básicos por exemplo alguns hidróxidos como o de sódio e o de lítio, amônia, tioglicolato de amônio, etc.

Ligações quebradas então é a hora de esticar o cabelo e pra isso é na manha mesmo. Vai esticando até chegar no ponto em que se deseja. Nessa de esticar, os aminoácidos acabam mudando de lugar, e, posteriormente, quando forem refeitas as ligações de dissulfeto essas conexões ajudarão o cabelo a se manter liso.

Alisou tudo? Então agora é a hora de refazer as ligações de dissulfeto, e pra isso bora tacar-lhe um oxidante no cabelo. Mas quais oxidantes? Usa-se muito xampus com pH’s ácidos, variando ai de 4 a 6 o pH.

E pra finalizar, bora falar um pouco do formol.

Figura 09: Estrutura do formol

O mecanismo de ação do alisamento utilizando formol é um pouco diferente de quando se aplica hidróxidos em geral. Com a aplicação do formaldeído ocorre uma reação de adição nucleofílica entre o grupo tiol (-SH) e a carbonila (C=O) do formol, gerando assim uma ponte metilênica entre os enxofres ( -S-C-S-), o que confere maior alisamento ao cabelo. O formol ainda age impermeabilizando o cabelo, mantendo o mesmo liso e mais rígido.

Figura 10: Representação da ponte metilênica no alisamento com formol

A técnica de alisamento com formol ficou conhecida por escova progressiva devido ao fato do efeito alisante ser maior com futuras reaplicações da escova.

Então é isso.

Claro que há muito mais química no cabelo. Podemos falar da coloração e da química usada pra mudar as cores dos fios, ou ainda citar os produtos como xampus, condicionadores, cremes, etc. É química que não acaba mais. Hehehe

Mas por hoje ficamos por aqui.

O que achou do artigo? Curtiu? Ficou alguma dúvida? Quer a continuação do artigo com mais química do cabelo? Comenta aí. Comenta também qualquer sugestão de tema para futuros artigos, ou caso queira, vai lá no meu Instagram ( @victaumca ) e me manda mensagem que em breve sua pergunta ou sugestão pode virar um artigo.

Lembre-se de compartilhar o artigo, mande essa curiosidade química pra galera.

Acho que é isso

Abraços

FUI!