Molekulare Struktur des Haares: Hauptverbindungen und Haarreparatur

Wir sehen nur die Farbe und Länge der Haare, obwohl Haare auf mikroskopischer Ebene aus unzähligen Proteinsträngen und den Verbindungen zwischen ihnen bestehen – all dies ist Teil der Haarfaser. Trotz ihrer mikroskopischen Größe haben diese Verbindungen einen enormen Einfluss auf den allgemeinen Zustand der Haare.

Je intakter die Verbindungen sind, desto gesünder ist das Haar.

Was sind Haarverbindungen?

Bevor wir tiefer auf das Thema Verbindungen eingehen, erinnern wir an die Haarstruktur: Haarfasern bestehen hauptsächlich aus Proteinen. Chemische Wechselwirkungen innerhalb und zwischen diesen Proteinsträngen verleihen dem Haar die Eigenschaften, die wir sehen und fühlen – wie Festigkeit, Glanz und sogar Form.

Offensichtlich sind diese chemischen Wechselwirkungen von größter Bedeutung. Genau hier kommen die Verbindungen ins Spiel: Diese Interaktionen sind nur dank der Haarverbindungen möglich, die fast wie Hängebrücken zwischen den einzelnen Proteinsträngen wirken. Deshalb sind starke und gesunde Verbindungen entscheidend für die allgemeine Haargesundheit.

Fangen wir mit den Grundlagen an. Keratin ist der Hauptbestandteil jedes einzelnen Haares, und seine Struktur wird durch verschiedene Verbindungen zusammengehalten, wie Wasserstoff-, Salz- (ionische) und Disulfidbindungen. Disulfidbindungen sind besonders wichtig, da sie dem Haar Stärke, Struktur und Stabilität verleihen. Sie beeinflussen auch die Form und Textur des Haares.

Wenn das Haar gesund ist, sind die Disulfidbindungen stark und unbeschädigt. Diese Verbindungen können jedoch durch Schäden infolge von Blondierung, Färben, Sonneneinwirkung, Hitze-Styling, Bürsten oder mechanischer Belastung und andere Faktoren zerstört werden. Geschwächte oder zerstörte Disulfidbindungen sind mit bloßem Auge nicht sichtbar, ihre Auswirkungen sind jedoch deutlich erkennbar. Wenn das Haar trocken, brüchig oder kraus erscheint, kann dies auf beschädigte Verbindungen hinweisen. Weitere Anzeichen sind gespaltene Spitzen, stumpfe Farbe und dünner werdendes Haar.

Haarstruktur

Haare bestehen aus zwei Hauptteilen: dem Haarfollikel und dem Haarschaft.

Der Follikel ist mit der Haarzwiebel unter der Kopfhaut verbunden. Dies ist der „lebendige“ Teil des Haares, der die Nährstoffe erhält, die für das Wachstum und die Gesundheit des Haares notwendig sind.

Der Haarschaft ist der sichtbare Teil des Haares über der Kopfhaut. Er besteht aus totem Keratin (Protein). Der Schaft ist aus drei Zellschichten von Keratin aufgebaut, die durch chemische Bindungen zusammengehalten werden.

Die drei Keratinschichten des Haares umfassen:

Kutikula

Die Kutikula ist die schützende äußere Schicht jedes Haares. Diese sichtbare Schicht besteht aus flachen Zellen, die sich überlappen und auf Temperatur, pH-Wert und Feuchtigkeit reagieren. Die Kutikula schützt die empfindlichen inneren Haarschichten vor Schäden.

Wenn die Zellen geschlossen und ebenmäßig sind, erscheint das Haar glänzend, und Medulla sowie Cortex sind geschützt. Eine Störung dieses Zellgleichgewichts führt zu Brüchigkeit und Frizz. Chemische Behandlungen wie Färben und Aufhellen können die Kutikula beschädigen und das Haar schädigen.

Cortex

Der Cortex liegt unter der Kutikula und enthält lange, gewundene Proteinfasern, die durch Wasserstoffbrücken verbunden sind. In dieser Schicht befindet sich Melanin (Pigment) und sie verleiht dem Haar Elastizität und Festigkeit.

Wenn die Kutikula beschädigt ist, wird der Cortex verwundbar, was zu gespaltenen Spitzen führt. Da der Cortex sich nicht selbst regenerieren kann, können gespaltene Spitzen nur durch Schneiden entfernt werden.

Medulla

Die Medulla ist der weiche, dünne innere Kern aus transparenten, runden Zellen. Sie kommt bei dickem und kräftigem Haar vor. Natürlich blondes und feines Haar hat in der Regel keine Medulla.

Das Vorhandensein oder Fehlen der Medulla beeinflusst nicht, wie das Haar auf Styling reagiert.

Drei verschiedene Arten von Haarbindungen

Nicht alle Bindungen im Haar sind gleich. Es gibt drei verschiedene Arten von Bindungen im Haar: Wasserstoffbrücken, Ionenbindungen und kovalente Bindungen. Zusammen bilden sie starke Wechselwirkungen zwischen den Proteinsträngen, aus denen das Haarfasergewebe besteht. So unterscheiden sie sich:

• Wasserstoffbrücken: Diese temporären Bindungen sind die schwächsten der drei Typen.
• Ionenbindungen: Sie werden manchmal auch als Salzbindungen bezeichnet. Auch sie sind temporär, aber in der Regel deutlich stärker. Tatsächlich machen sie etwa ein Drittel der Haarfestigkeit aus.
• Kovalente Bindungen: Dies sind permanente Bindungen, die dem Haar Struktur und Form verleihen. Eine der bekanntesten Formen kovalenter Bindungen ist die Disulfidbindung.

Kovalente Bindungen (Disulfidbindungen)



Kovalente Bindungen, auch als Disulfidbindungen bekannt, sind starke, permanente Bindungen, die die Textur und Form des Haares bestimmen. Die Anzahl und Verteilung der Disulfidbindungen sind entscheidend dafür, wie lockig oder glatt das Haar erscheint.

Diese Bindungen sind auch für die Festigkeit des Haares verantwortlich. Schäden an kovalenten Bindungen führen zu Brüchigkeit, wodurch das Haar anfälliger für Haarbruch wird.

Ionenbindungen (Salzbindungen)

Ionenbindungen, oder Salzbindungen, sind temporäre, aber relativ starke Bindungen, die zwischen den positiv und negativ geladenen Enden von Aminosäureketten entstehen. Etwa ein Drittel der Haarfestigkeit hängt von diesem Bindungstyp ab.

Eine Veränderung des pH-Werts kann Salzbindungen schwächen oder zerstören. Daher ist es besonders wichtig, Haarpflegeprodukte zu verwenden, die auf den Haartyp abgestimmt sind. Einige Produkte sind jedoch so formuliert, dass sie für alle Haartypen geeignet sind.

Wasserstoffbrücken

Wasserstoffbrücken sind temporär, deutlich schwächer als Disulfid- und Salzbindungen und verändern sich leicht unter Einwirkung von Hitze und Wasser. Sie sind maßgeblich für die Elastizität des Haares und seine Fähigkeit, die Form zu ändern.

Wasserstoffbrücken sind auch für das Kräuseln des Haares verantwortlich, da sie durch Wärme oder Feuchtigkeit leicht geschädigt werden. Hast du dich schon einmal gefragt, warum sich das Haar bei feuchtem Wetter kräuselt oder warum Strähnen nach dem Gebrauch eines Lockenstabs schnell eine Form annehmen? Dies sind deutliche Beispiele für Veränderungen, die in den Wasserstoffbrücken auftreten.

Was zerstört Bindungen im Haar?

Die Bindungen im Haar sind verletzlicher, als man denkt: Kämmen, Hitzestyling, Färben und chemische Behandlungen können sie schwächen oder zerstören. Selbst gewöhnliches Styling erfordert Kraft, chemische Einflüsse oder Hitze, um die Bindungen zu verändern, die die Form der Haarsträhnen halten, was das Haar mit der Zeit schwächt. Darüber hinaus schädigen Färbe- und Bleichprozesse die innere Struktur der Haarfaser, wodurch das Haar anfälliger für Bruch wird. Gleichzeitig zerstören verschiedene Arten von Schäden unterschiedliche Bindungstypen – so geschieht es:

Wie werden Wasserstoffbrücken im Haar zerstört?

Wasserstoffbrücken werden leicht durch Wasser oder Hitze beeinflusst. Deshalb kehrt das Haar, das mit einem Föhn getrocknet wurde (wenn die Hitze die Wasserstoffbrücken „fixiert“), sofort wieder in seine natürliche Form zurück, sobald es nass wird.

Wie werden Ionenbindungen im Haar zerstört?

Obwohl sie zur Haarfestigkeit beitragen, können Ionen- oder Salzbindungen unter bestimmten Bedingungen, wie z. B. bei einer Änderung des pH-Werts, schwächer werden und schließlich brechen.

Wie werden Disulfidbindungen im Haar zerstört?

Obwohl kovalente Bindungen die stärksten sind, können sie durch aggressive Verfahren wie Bleichungen oder übermäßiges Hitzestyling beschädigt werden, die die innere Struktur des Haares verändern und zerstören.

Wie man Bindungen im Haar stärkt und repariert

Vermeiden Sie Hitze

Die tägliche Verwendung heißer Stylinggeräte beansprucht das Haar stark. Geben Sie Ihren Strähnen eine Pause und lassen Sie sie auf natürliche Weise trocknen, anstatt einen Föhn zu benutzen. Experimentieren Sie mit Frisuren, die keine Hitze erfordern.

Um welliges Haar ohne Lockenstab zu erhalten, drehen Sie das leicht feuchte Haar vorsichtig zu einem lockeren Dutt und lassen Sie es über Nacht. Am Morgen lösen Sie den Dutt und sprühen leicht ein Textur-Spray auf, um die Wellen zu betonen.

Wenn die Verwendung heißer Geräte unvermeidlich ist, tragen Sie vor dem Styling einen Hitzeschutzspray auf. Dieser schützt das Haar vor hohen Temperaturen.

Kalt-Rekonstruktionsbehandlungen

Keratinbehandlungen glätten das Haar und stellen seine Struktur vorübergehend wieder her. Sie verleihen Glanz, reduzieren Frizz und machen die Strähnen glatter.

Kalte Rekonstruktoren für das Haar sind professionelle Produkte, die Disulfidbindungen wiederherstellen, ohne Hitze anzuwenden. Sie wirken auf molekularer Ebene, dringen in den Haarcortex ein und reparieren zerstörte Schwefelbrücken, die für Stärke, Elastizität und Form des Haares verantwortlich sind. Im Gegensatz zu thermischen Behandlungen erfordert die kalte Rekonstruktion keine Hitze, wodurch zusätzliche Schäden an der Struktur vermieden werden. Diese Formeln enthalten in der Regel Aminosäuren, Protein-Komplexe, schwefelhaltige Verbindungen und Bonding-Aktive, die die inneren Bindungen des Haares „vernähen“ und es dichter, glatter und bruchfester machen. Das Ergebnis: Das Haar wird stärker, hält die Form besser und sieht nach nur wenigen Behandlungen gesünder aus.

Bond-Building-Behandlungen

Professionelle Bond-Building-Behandlungen helfen, Haarschäden während chemischer Verfahren zu verhindern. Sie erhalten die Haarintegrität, indem sie neue, starke Bindungen aufbauen.

Diese neuen Bindungen „retten“ das Haar, reparieren beschädigte Stellen und machen das Haar stärker als vor der chemischen Behandlung. Personen, die gerne färben oder heiße Geräte verwenden, sollten solche Behandlungen in Betracht ziehen.

Leave-In-Produkte

Leave-In-Produkte wie intensive Feuchtigkeitsmasken und Öle helfen, Bindungen wiederherzustellen, das Haar zu hydratisieren, zu glätten und weiteren Schäden vorzubeugen. Sie sind für alle Haartypen geeignet.

Für die beste Wirkung sollten Produkte, die auf Wasserstoffbrücken basieren und täglich verwendet werden können, mit proteinbasierten Produkten abwechseln. Proteinprodukte enthalten Komponenten zur Keratinaufbau und können bei übermäßigem Gebrauch das Haar austrocknen, daher sollten sie sparsam angewendet werden.

Zutaten zur Wiederherstellung von Haarbindungen

In den letzten Jahren haben viele Kosmetikmarken spezielle Technologien entwickelt, um Disulfidbindungen in der Haarstruktur wiederherzustellen – die stärksten kovalenten Bindungen, die die Festigkeit und Elastizität des Haares bestimmen. Diese Technologien basieren überwiegend auf patentierten Wirkstoffen, die in den Haarcortex eindringen, gerissene Disulfidbrücken erkennen und deren „Reparatur“ oder die Bildung neuer Bindungen fördern können. Unternehmen wie Olaplex, Uberliss, K18 und andere patentieren aktiv ihre Formeln und Moleküle, sodass ihre Produkte auf molekularer Ebene wirken und das Haar nach chemischen, thermischen oder mechanischen Schäden wiederherstellen können. Solche Wirkstoffe werden häufig durch Aminosäuren, Peptide und andere aktive Verbindungen ergänzt, die den gesamten Rekonstruktionsprozess der Keratinstruktur unterstützen.

Beispiele für patentierte und speziell entwickelte Wirkstoffe zur Wiederherstellung von Disulfidbindungen im Haar:

• Bis-Aminopropyl Diglycol Dimaleate – ein aktives, patentiertes Molekül, das in Olaplex-Systemen wie No.3 Hair Perfector und anderen Olaplex-Produkten zur Reparatur von Disulfidbindungen verwendet wird.
• Glycidoxy Dimethicone – patentiertes reaktives Silikon in Uberliss Bond Treatment zur aktiven „Vernähung“ beschädigter Bindungen.
• Hydroxypropyl Gluconamide / Hydroxypropylammonium Gluconate – Bestandteile von FiberHance™, die in den Cortex eindringen und neue Wasserstoff- und Ionenbindungen bilden, um die Haarstruktur zu stärken.
• Peptidkomplexe (z. B. in Peptide-basierten Bond-Building-Produkten), die in Haarwiederherstellungsprodukten wie Cosrx Peptide‑132 Ultra Perfect Hair Bonding Treatment eingesetzt werden.
• Aminosäure- und Proteinkomplexe, die die allgemeine Haarstruktur verbessern und die Rekonstruktion von Keratin unterstützen können (häufig Bestandteil von Rekonstruktionsprodukten).

Fazit

Das Haar ist bei jedem Menschen unterschiedlich in Struktur und Festigkeit, und sein Zustand hängt von der Art der Bindungen ab – Disulfid-, Wasserstoff- und Keratinbindungen. Um die Gesundheit des Haares zu erhalten, ist es wichtig, die Pflege an den Haartyp anzupassen und Produkte zu verwenden, die beschädigte Bindungen wiederherstellen, stärken und die natürliche Haarstruktur unterstützen.