모발의 구조와 성질, 생리

 

모발의 구조를 보면 맨 안쪽의 중심 부분은 모수질(medulla)이고, 그 주위를 모피질(cortex)이 둘러싸고 있으며 모소피가 겉에서 감싸고 있는 형태로 되어 있습니다. 모소피는 모표피 또는 큐티클(cuticle)이라고 불리며 모발의 맨 바깥을 싸고 있는 층으로, 모발이 손상된 경우는 주로 이 모소피가 손상된 것입니다. 큐티클은 케라틴(keratin)이라는 단백질로 된 비늘 모양의 각질세포로 외부의 자극으로부터 모피질을 보호하고 수분 증발을 억제합니다. 모수질은 모발의 중심으로 지지체 역할을 하며, 가운데가 비어 있는 죽은 세포로 구성되어 있습니다. 모피질은 모발에서 가장 중요한 부분으로 전체의 약 90%를 차지하고 있으며, 모발에 탄력을 부여해 줄 뿐만 아니라 멜라닌 색소에 의해 모발의 색을 결정해 주며, 수분을 일정하게 유지시켜 주는 성질이 있습니다.

 

모필질은 작은 섬유다발이 모발이 자라는 방향으로 늘어진 구조로 되어 있으며, 섬유다발들 사이에는 간충물질(matrix)라고 하는 부드러운 케라틴이 채워져 있습니다.

간충물질은간충 물질은 전체 케라틴의 1/8 정도를 차지하고 있으며 섬유다발들을 고정시켜 주는 시멘트 역할을 하게 됩니다. 그러나 이 간충 물질은 비교적 느슨한 비결정 구조를 하고 있어 외부 요인에 의해 쉽게 파괴되는 성질이 있습니다. 따라서 퍼머 등을 자주 하거나 가혹한 모발 손실을 하게 되면 간충 물질이 파괴되어 소실될 수 있으므로 주의하여야 하겠습니다.

 

모발은 케라틴 단백질로 되어 있으므로 pH에 따라 전기적인 성질이 달라집니다. 모발은 pH4 부근에서 전기적으로 중성이 되며, pH4 이상과 이하에서는 전기적으로 음이온성 또는 양이온성을 나타내게 됩니다. 이런 이유 때문에 모발은 pH에 따라 팽윤(swelling)되는 성질을 갖게 됩니다. 이처럼 단백질 분자가 전기적으로 중성이 되는 pH를 등전점(isoelectric point)라고 하며, 모발이 등전점의 pH를 가지는 용액에 있을 경우 큐티클층이 닫혀있어 매우 안정된 상태로 존재합니다.

그러나 알칼리용액에서는 모발 단백질이 음이온성을 띠게 되므로 큐티클층이 서로 전기적으로 반발되고 그 결과 팽윤이 일어나게 됩니다. 또한 강산성 용액에서는 양이온성을 띠게 되므로 양이온들 사이의 반발에 의해 큐티클층이 벌어지게 되고 이로 인해 물 분자가 내부로 쉽게 침투하게 되어 모발의 팽윤 형상이 일어납니다. 이런 현상은 모발화장품에서 중요한 의미를 가지게 되는데 모발에 알칼리성 염모제, 펌제, 비누 등을 사용하게 되면 모발의 큐티클 층이 열리게 됩니다. 반면 린스, 트리트먼트를 사용하면 pH 가 등전점 부근이 되므로 모발 단백질을 전기적으로 중성인 상태로 만들어주어 안정한 상태로 만들어 줍니다.

 

또한 모발의 가장 바깥층인 모소피층은 친유성으로 되어 있지만 모피질은 친수성을 나타냅니다. 그렇기 때문에 모발은 물을 흡수하는 성질과 오일을 흡수하는 성질을 함께 가지고 있습니다. 샴푸를 한 후 모발은 약 30%의 수분을 함유하고 있으나, 드라이로 건조한 직후에는 약 10%의 수분만 남아있게 됩니다. 보통 상태에서 수분의 양은 10~15%를 유지하고 있고, 만약 10% 이하의 수분을 함유하고 있는 경우라면 건조하고 푸석거리는 느낌을 줄 뿐만 아니라 특히 겨울철에는 정전기가 쉽게 발생하게 됩니다. 그리고 모발이 물에 젖어 있을 때는 길이는 약 1~2%, 굵기는 15~17%, 무게는 30-~35% 정도 증가하게 됩니다. 더불어 모발이 물에 완전히 팽윤 되는 데는 15분 이상이 걸리지만, 6~7분 정도이면 거의 평형에 가까운 상태에 도달하게 됩니다.

 

한편 모발의 모소피는 친유성이므로 오일을 흡수하는 성질이 있습니다. 모발은 식물성 오일보다 광물성 오일을 많이 흡수하며, 그중에서 특히 파라핀을 많이 흡수하는데, 이는 오일의 분자구조 차이에 기인한 것으로 볼 수 있습니다. 모소피는 친유성인데 반해 모피질은 친수성을 가지고 있어 오일의 흡수는 모발의 모소피에서 이루어진다고 볼 수 있습니다.

그렇기 때문에 펌이나 빗질을 과도하게 할 경우 모소피가 손상되기 때문에 오일 흡수 능력이 떨어질 수 있습니다.

 

그렇다면 이번엔 모발의 생리에 대해 알아보겠습니다.

모발은 처음의 모습 그대로 계속 자라는 것이 아니라 일정 기간이 지나면 자연히 빠지고 얼마 후에 다시 같은 곳에서 새로운 모발이 자라 나오게 됩니다. 모발이 자라는 속도는 개인에 따라 차이는 있지만 보통 하루에 0.2~0.5mm 정도씩 자라는 것으로 알려져 있습니다. 모발은 끊임없이 성장하고 빠지고 하면서 건강한 모발이 다시 자라는 것을 반복하게 되는데 이를 모발 사이클(hair cycle)이라고 부릅니다. 샵에서 커트를 할 때 처음에는 가지런하게 자르지만 1~2개월 후에 보면 들쑥날쑥해지는 것을 볼 수 있는데 이것은 자라는 속도가 조금씩 차이가 있기 때문입니다. 즉 사람은 모발 하나하나가 독립적인 생장 사이클을 가지고 있음을 알 수 있습니다. 

 

성장기(anagen)는 모모세포가 활발히 활동하면서 새로운 모발이 자라나는 시기로 3~6년 정도이며, 전체모발의 약 88%를 차지합니다. 이후 성장기가 지나면 모모세포가 활동을 멈추는 퇴행기(catagen)로 접어들게 됩니다. 퇴행기 때는 대사과정이 느려 모발의 성장이 느려지는 시기로 2~3주 정도로 전체 모발의 약 1%를 차지합니다. 2~3주 정도의 퇴행기가 끝나면 모발의 성장이 멈추는 휴지기(telogen)가 되는데, 기간은 3~4개월 정도로 전체 모발의 약 11%를 차지합니다. 이때가 지나면 모발이 빠지고 새로운 모발이 모근을 밀어 올리면서 또 새로운 모발이 자라는 모발 사이클이 시작됩니다.

 

한국 성인 남성의 경우 머리카락의개수는 약 10만 개 정도라고 알려져 있는데, 모발의 수명을 약 5년으로 계산한다면 하루에 빠지는 머리카락 수는 약 60개 정도로 볼 수 있습니다. 그러나 계절이 바뀔 때 머리카락이 빠지는 개수도 달라진다고 알려져 있는데 봄, 가을에 특히 탈모가 많습니다. 이 외에도 그날의 건강 상태나, 모발의 청결도 등의 개인차로 인해 차이가 있을 수 있습니다.