Di cosa sono fatti i capelli? Alla scoperta della struttura di un singolo fusto capillare

I capelli sono una fibra biologica cheratinizzata composta principalmente da proteine, acqua, lipidi, pigmenti e minerali. Solo le strutture sotto la pelle sono vive; il fusto visibile è costituito da tessuto morto e indurito.

I capelli sono uno dei materiali biologici più studiati dalla scienza. Ogni fusto ha origine da cellule vive all’interno della pelle, che poi si induriscono trasformandosi in una fibra composta da cheratina, una proteina strutturale resistente. Secondo Robbins, la fibra capillare contiene circa dal 65 al 95 percento di proteine; il resto è costituito da acqua, lipidi, pigmento di melanina e minerali in tracce (Robbins 2012). Comprendere questa struttura è importante perché la salute dei capelli, i risultati dello styling, i fenomeni di rottura e la caduta dei capelli dipendono tutti da essa. Questo articolo spiega la composizione dei capelli strato per strato, dagli amminoacidi al follicolo, utilizzando una struttura SEO semantica affinché ogni domanda trovi una risposta chiara.

Quali sono i principali componenti dei capelli umani?

Proteine di cheratina, acqua, lipidi, pigmento di melanina e minerali. La cheratina è il componente predominante e costituisce l’impalcatura meccanica della fibra.

I capelli sono un materiale composito, non una singola sostanza. La cheratina costituisce la maggior parte della fibra e ne garantisce la resistenza. L’acqua occupa la struttura interna e influisce sulla flessibilità. I lipidi rivestono la superficie e regolano gli scambi di umidità. I pigmenti di melanina conferiscono ai capelli il loro colore. Minerali come zinco, rame e calcio sono presenti in tracce e contribuiscono alla stabilità della fibra (Robbins 2012). Ogni componente svolge un ruolo specifico e, insieme, spiegano il comportamento dei capelli.

Che cos'è la cheratina e perché è essenziale per i capelli?

La cheratina è una proteina strutturale fibrosa composta da amminoacidi. Conferisce ai capelli forza, elasticità e forma attraverso un esclusivo sistema di legami.

La cheratina appartiene a una famiglia di proteine chiamate filamenti intermedi. L'alfa-cheratina, la forma presente nei capelli umani, si ripiega assumendo una struttura elicoidale e si organizza in fibre resistenti (Bragulla e Homberger 2009). Un amminoacido contenente zolfo, la cisteina, è alla base di questa resistenza. Due molecole di cisteina formano un legame disolfuro, un legame trasversale che mantiene unite le catene di cheratina. Questo sistema di legami consente ai capelli di allungarsi, piegarsi e tornare alla loro forma originale. I trattamenti chimici, come le permanenti, agiscono proprio rompendo e riformando questi legami disolfuro (Robbins 2012). I capelli contengono anche regioni simili alla beta-cheratina, ma l'alfa-cheratina predomina nella corteccia e determina la maggior parte delle proprietà meccaniche.

Quali sono i tre strati del fusto del capello?

La cuticola, la corteccia e il midollo. La cuticola protegge, la corteccia conferisce forza e colore, mentre il midollo si trova al centro e talvolta è assente.

Una sezione trasversale del fusto del capello mostra tre strati concentrici. La tabella seguente ne riassume le caratteristiche prima di esaminare in dettaglio ciascuno strato.

Che cos’è la cuticola del capello?

La cuticola è lo strato protettivo esterno formato da cellule sovrapposte, simili a scaglie. Regola il modo in cui i capelli interagiscono con acqua, sostanze chimiche, calore e attrito.

La cuticola è costituita da cinque a dieci strati di cellule piatte sovrapposte, ciascuna ricoperta da una membrana lipidica (Robbins 2012). Queste scaglie sono orientate dalla radice verso la punta, come le tegole di un tetto. Quando è sana, la cuticola aderisce alla superficie del capello, che risulta così liscio e riflette la luce. Scaglie sollevate o mancanti causano ruvidità, nodi e rottura. La messa in piega a caldo, i trattamenti chimici, l’esposizione ai raggi UV e l’attrito meccanico sollevano queste scaglie; quando la cuticola si deteriora, la corteccia sottostante perde la sua protezione.

Che cos’è la corteccia del capello?

La corteccia costituisce la maggior parte della fibra capillare e contiene fasci di cheratina e pigmento di melanina. Determina la resistenza, la struttura e il colore del capello.

La corteccia rappresenta circa il 90 percento della massa della fibra capillare. Le cellule corticali allungate si dispongono parallelamente lungo il fusto, ricche di filamenti di cheratina uniti da legami disolfuro (Bragulla e Homberger 2009). Fasci di questi filamenti si organizzano in strutture più grandi chiamate macrofibrille. La corteccia contiene inoltre i granuli di melanina che determinano il colore naturale dei capelli. Poiché sostiene il carico meccanico della fibra, i danni a questo livello si manifestano con indebolimento, doppie punte e perdita di elasticità.

Che cos’è il midollo del capello?

Il midollo è il nucleo centrale e lasso di alcuni capelli, formato da cellule e spazi pieni d’aria. Spesso è assente, soprattutto nei capelli fini o chiari.

Il midollo si trova al centro del fusto, formato da cellule disposte in modo lasso, con piccole sacche d’aria tra loro (Robbins 2012). I capelli spessi e grossi contengono solitamente un midollo, mentre i capelli fini e vellus spesso ne sono del tutto privi. Gli scienziati discutono ancora sulla sua funzione esatta, anche se potrebbe conferire maggiore rigidità alle fibre spesse. La sua presenza o assenza consente una semplice classificazione: i capelli midollati hanno un nucleo, quelli non midollati ne sono privi.

Qual è la differenza tra il fusto e la radice del capello?

Il fusto è la parte visibile e non vitale al di sopra della pelle. La radice è la parte viva e in crescita situata all’interno del follicolo.

Ogni capello presenta due zone anatomiche. Il fusto si estende al di sopra della superficie cutanea ed è costituito interamente da cellule indurite e cheratinizzate. La radice si trova sotto la superficie cutanea, ancorata all’interno di una struttura chiamata follicolo (NCBI 2023). La radice è l’unica parte che cresce. Quando le cellule si cheratinizzano e risalgono nel fusto, muoiono. Questo semplice dato spiega perché tagliare i capelli non ne influenza la crescita e perché è la salute del follicolo a determinare la formazione di nuovi capelli.

Quali strutture compongono un follicolo pilifero?

Il follicolo è un mini-organo dotato di guaine, ghiandole, muscoli e nervi, che produce, lubrifica e percepisce ogni capello.

Il follicolo contiene regioni specializzate e strutture di supporto:

• Infundibolo: la sezione superiore a forma di imbuto, vicino alla superficie cutanea

• Istmo e bulge: la zona centrale che ospita le cellule staminali responsabili della rigenerazione del follicolo

• Follicolo inferiore: la zona più bassa, che contiene il bulbo e la matrice del capello

• Guaine radicolari esterna e interna: rivestimenti protettivi che guidano la fibra in crescita

• Muscolo erettore del pelo: un piccolo muscolo che fa rizzare il capello

• Ghiandola sebacea: produce il sebo, l’olio naturale che lubrifica capelli e pelle

• Fibre nervose: avvolgono il follicolo e rilevano il tatto

Insieme, queste parti coordinano la produzione, la crescita, la sensibilità e la lubrificazione del capello.

Cosa accade all’interno del bulbo pilifero?

Il bulbo contiene la papilla dermica e la matrice del capello, dove si formano nuove cellule che si cheratinizzano e ricevono il pigmento.

Il bulbo pilifero è la base allargata del follicolo. Al suo interno, la papilla dermica è collegata ai vasi sanguigni e fornisce ossigeno e sostanze nutritive. Intorno alla papilla, la matrice del capello ospita alcune delle cellule che si dividono più rapidamente nell’organismo umano (Schneider, Schmidt-Ullrich e Paus 2009). Le cellule della matrice si moltiplicano, si spostano verso l’alto, si riempiono di cheratina e si induriscono. Durante la loro formazione, i melanociti trasferiscono la melanina a queste cellule. Il risultato è un flusso continuo di cellule cheratinizzate che emerge formando il fusto del capello.

Come si forma un nuovo capello?

Le cellule della matrice si dividono, si differenziano, si riempiono di cheratina e risalgono come cellule morte e indurite che formano il fusto visibile.

Il processo segue una sequenza ben definita. Le cellule della matrice vicine alla papilla dermica si dividono rapidamente. Man mano che risalgono, attivano i geni della cheratina, perdono i nuclei e muoiono. La cheratinizzazione indurisce ogni cellula e le cellule sovrapposte si compattano formando una fibra solida (Bragulla e Homberger 2009). Il fusto attraversa quindi il canale follicolare ed emerge attraverso la pelle. Il fusto visibile non contiene cellule vive, né apporto sanguigno né nervi.

Che cosa determina il colore dei capelli?

I melanociti producono due pigmenti, eumelanina e feomelanina. Il loro rapporto determina ogni colore naturale dei capelli.

I melanociti del bulbo pilifero producono melanina e la trasferiscono alle cellule dei capelli in formazione (Schneider, Schmidt-Ullrich e Paus 2009). L'eumelanina produce tonalità castane e nere. La feomelanina produce tonalità rosse e gialle. I capelli neri contengono un'elevata concentrazione di eumelanina; i capelli biondi contengono quantità ridotte di entrambi i pigmenti; i capelli rossi contengono molta feomelanina. Con l'età, i melanociti rallentano la produzione, il pigmento sbiadisce e i capelli appaiono grigi o bianchi. Anche i cambiamenti strutturali all'interno delle fibre invecchiate diffondono la luce, contribuendo all'aspetto argentato (Robbins 2012).

Perché alcuni capelli sono lisci e altri ricci?

La forma del follicolo determina la sezione trasversale del fusto. I fusti rotondi crescono lisci; quelli ovali o irregolari crescono ricci.

Un follicolo rettilineo produce una fibra rotonda che cresce uniformemente in ogni direzione. Un follicolo asimmetrico o curvo produce una sezione trasversale ovale o appiattita; la diversa velocità di crescita lungo questa forma incurva la fibra trasformandola in un riccio (Thibaut et al. 2005). I capelli molto ricci presentano in genere una sezione trasversale fortemente appiattita e un follicolo curvo. Si tratta di una differenza strutturale, non di una differenza nella composizione chimica della cheratina: per questo il riccio si forma prima ancora che il capello fuoriesca dalla pelle.

Che cosa conferisce ai capelli forza e flessibilità?

I fasci di cheratina, uniti da legami disolfuro all'interno della corteccia, conferiscono forza ed elasticità. Il danneggiamento di questi legami riduce entrambe.

La corteccia contiene filamenti di cheratina immersi in una matrice proteica. I legami disolfuro tra le unità di cisteina, insieme ai più deboli legami idrogeno e salini, mantengono unita questa rete (Robbins 2012). I legami idrogeno si rompono facilmente con l'acqua e il calore, consentendo ai capelli di allungarsi durante lo styling e di riformarsi quando si asciugano. I legami disolfuro resistono all'acqua e conferiscono una forma permanente. Decoloranti e prodotti liscianti aggrediscono questi legami forti, spiegando perché i capelli trattati chimicamente si indeboliscono e si spezzano più facilmente.

In che modo acqua, lipidi e minerali influenzano la struttura dei capelli?

L'acqua controlla la flessibilità, i lipidi sigillano la superficie e limitano la perdita di umidità, mentre i minerali stabilizzano la fibra.

L'acqua penetra nella corteccia e agisce come plastificante, mantenendo i capelli morbidi. I capelli asciutti assorbono l'umidità e si gonfiano; i capelli molto bagnati si allungano fino al 30 percento della loro lunghezza (Robbins 2012). I lipidi formano una barriera protettiva sulla cuticola e rallentano il movimento dell'acqua in entrata e in uscita. Il sebo prodotto dalla ghiandola sebacea si distribuisce lungo il fusto e riduce l'attrito. Minerali come calcio, magnesio e ferro si legano alla cheratina e influenzano consistenza e rigidità. L'acqua dura lascia depositi minerali che rendono i capelli ruvidi al tatto: una causa chimica con un effetto fisico.

Qual è il ciclo di crescita dei capelli e quale relazione ha con la struttura?

I capelli crescono in fasi ricorrenti: anagen, catagen, telogen ed exogen. Dopo la caduta, il follicolo rigenera ogni nuovo fusto.

Il ciclo determina se un follicolo produce un capello, rimane a riposo o lo rilascia.

La caduta di 50-100 capelli al giorno è normale (NCBI 2023). Una perdita eccessiva si verifica quando i follicoli sono danneggiati o quando molti capelli entrano contemporaneamente in fase telogen, come accade nel telogen effluvium. I problemi strutturali del fusto e i disturbi follicolari sono condizioni diverse: questa distinzione è importante.

È possibile riparare un fusto del capello danneggiato?

No. Il fusto è costituito da tessuto morto e non può ripararsi biologicamente. I prodotti condizionanti possono soltanto mascherare il danno.

Quando le cellule cheratinizzate si induriscono e muoiono, l’organismo non può ricostruirle. Le doppie punte non possono ricongiungersi e i legami disolfuro spezzati nel fusto non possono rigenerarsi (Robbins 2012). I prodotti condizionanti cosmetici rivestono la fibra, levigano la cuticola e ne migliorano temporaneamente l’aspetto. Un vero ripristino avviene esclusivamente nel follicolo, dove si forma un nuovo capello non danneggiato. Per questo la prevenzione dei danni, attraverso una manipolazione delicata, la protezione dal calore e un uso moderato dei trattamenti chimici, è più importante della riparazione.

Qual è il legame tra la struttura del capello e la caduta dei capelli?

La caduta dei capelli è un problema del follicolo, non del fusto. I follicoli danneggiati o i cicli alterati riducono la produzione di nuovi capelli.

Un fusto ruvido e spezzato influisce sull’aspetto, ma non sulla crescita. La caduta dei capelli ha origine nel follicolo: l’alopecia androgenetica riduce progressivamente le dimensioni dei follicoli, l’alopecia areata attacca i follicoli attraverso le cellule immunitarie e il telogen effluvium spinge i capelli a entrare prematuramente nella fase di riposo (Schneider, Schmidt-Ullrich e Paus 2009). La valutazione di qualsiasi forma di caduta dei capelli richiede un’analisi della biologia follicolare, dei tempi del ciclo e della salute del cuoio capelluto, perché solo il follicolo determina se crescerà o meno il capello successivo.

Domande frequenti sulla struttura del capello

I capelli sono composti interamente da cheratina?

No. La cheratina è predominante, ma nella fibra sono presenti anche acqua, lipidi, melanina e minerali. La composizione esatta varia da persona a persona (Robbins 2012).

Il fusto del capello è tessuto vivente?

No. Le cellule del fusto si cheratinizzano e muoiono prima di lasciare il follicolo. Solo la radice e il bulbo contengono cellule viventi.

Qual è la parte più resistente del capello?

La corteccia, perché i suoi fasci di cheratina e i legami disolfuro sostengono il carico meccanico della fibra.

Tutti i capelli hanno una medulla?

No. I capelli spessi di solito ne hanno una; i capelli fini spesso ne sono privi.

Dove si trova la melanina nei capelli?

All’interno delle cellule della corteccia, depositata dai melanociti nel bulbo durante la formazione del capello.

Cosa rende i capelli ricci o lisci?

La forma del follicolo e la sezione trasversale del fusto. I fusti ovali tendono a incurvarsi, mentre quelli rotondi rimangono lisci (Thibaut et al. 2005).

Perché i capelli diventano grigi o bianchi?

Con l’età, i melanociti rallentano la produzione di melanina e i cambiamenti strutturali all’interno della fibra disperdono la luce.

I capelli danneggiati possono ripararsi da soli?

No. Il fusto non può rigenerarsi, anche se il follicolo produce continuamente nuovi capelli.

La composizione dei capelli varia da persona a persona?

Sì. Pigmentazione, contenuto lipidico e livelli di minerali variano in base a genetica, età, alimentazione e ambiente.

Quale parte del capello è responsabile della crescita?

La matrice del capello nel bulbo, alimentata dalla papilla dermica.

Conclusione: come comprendere la struttura dei capelli aiuta a spiegare la loro salute

Il capello è una fibra cheratinizzata dotata di cuticola, corteccia e midollo, prodotta da un follicolo vivente che attraversa cicli di crescita e riposo.

Il capello opera simultaneamente su quattro livelli: a livello chimico, quello della cheratina, dell’acqua, dei lipidi, dei pigmenti e dei minerali; a livello della fibra, quello della cuticola, della corteccia e del midollo; a livello follicolare, quello della radice, del bulbo, della matrice e della papilla dermica; e a livello biologico, quello della produzione cellulare, della cheratinizzazione, della pigmentazione e del ciclo di crescita. Il fusto visibile è costituito da cellule morte e non può rigenerarsi, mentre il follicolo nascosto determina ogni futuro capello. Questa distinzione spiega quasi tutte le domande pratiche sui capelli: dal motivo per cui il balsamo non può riparare le doppie punte a quello per cui i trattamenti contro la caduta agiscono sul cuoio capelluto e non sul fusto.

Riferimenti

Bragulla, Hermann H., e Dominique G. Homberger. «Structure and Functions of Keratin Proteins in Simple, Stratified, Keratinized and Cornified Epithelia». Journal of Anatomy, vol. 214, n. 4, 2009, pp. 516–559.

NCBI. «Anatomy, Hair Follicle». StatPearls, National Center for Biotechnology Information, 2023.

Robbins, Clarence R. Chemical and Physical Behavior of Human Hair. 5ª ed., Springer, 2012.

Schneider, Marlon R., Ruth Schmidt-Ullrich, e Ralf Paus. «The Hair Follicle as a Dynamic Miniorgan». Current Biology, vol. 19, n. 3, 2009, pp. R132–R142.

Thibaut, Stanislas, et al. «Human Hair Shape Is Programmed from the Bulb». British Journal of Dermatology, vol. 152, n. 4, 2005, pp. 632–638.