Как на самом деле растут волосы и почему мы ошибались

Десятилетиями учебники биологии объясняли рост волос просто: клетки делятся у корня и выталкивают волос наверх, как зубную пасту из тюбика. Но новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало, что это объяснение не совсем верно. На самом деле волос не выталкивается — он подтягивается вверх под действием скоординированной силы внутри фолликула, который работает почти как крошечный биологический мотор. Выходит, проблему выпадения волос всегда решали неправильно, а ведь волосы — часть наших органов чувств.

Мы думали, волосы растут потому, что клетки у корней делятся и выталкивают их вверх, как зубную пасту из тюбика. Но это не так. Источник изображения: zmescience.com

Как устроен рост волос и волосяной фолликул

Прежде чем перейти к открытию, стоит вспомнить, как устроен волосяной фолликул — маленькая фабрика, спрятанная в коже. На дне фолликула находится так называемая луковица, где клетки активно делятся. Долгое время считалось, что именно это деление и толкает волос вверх — примерно как конвейерная лента, где новые клетки подпирают старые снизу.

Вокруг самого стержня волоса есть защитная оболочка — наружное корневое влагалище. Раньше его роль считали чисто пассивной: что-то вроде чехла, который просто окружает растущий волос. Но именно эта структура, как оказалось, играет ключевую роль в росте.

Если задумывались, почему волосы на голове растут длинными, а на руках — нет.

Команда учёных из L’Oréal Research & Innovation и Лондонского университета Куин Мэри впервые смогла наблюдать за живыми человеческими фолликулами в реальном времени, используя 3D-микроскопию с покадровой съёмкой. До этого исследователям приходилось работать со статичными срезами — по сути, с замороженными «фотографиями», по которым невозможно увидеть динамику процесса.

Почему волосы растут не из-за деления клеток

Когда учёные стали отслеживать движение отдельных клеток внутри живых фолликулов, они увидели неожиданную картину. Клетки наружного корневого влагалища двигались вниз по спиральной траектории — то есть в сторону, противоположную росту волоса.

На первый взгляд это кажется парадоксальным: как движение вниз может поднимать волос вверх? Но физика процесса оказалась понятной. Представьте, что вы берётесь за верёвку и тянете её вниз, перебирая руками. Сама верёвка при этом скользит наверх. Примерно так работает и фолликул: скоординированное спиральное движение клеток вокруг стержня создаёт тягу, которая вытягивает волос из кожи.

3D-визуализация движения клеток внутри волосяного фолликула

Профессор Инеш Секейра, один из авторов исследования, назвала происходящее внутри фолликула «увлекательной хореографией» и сравнила его работу с «крошечным мотором». Это не просто метафора: речь идёт о реальной механической силе, которую создают клетки, действуя слаженно.

Что доказали учёные о механизме роста волос

Красивая гипотеза требовала жёсткой проверки. И исследователи провели два ключевых эксперимента.

Сначала они заблокировали клеточное деление в фолликуле. Если бы старая модель «выталкивания» была верна, волос должен был перестать расти. Но этого не произошло — рост продолжался почти с той же скоростью.

Затем учёные подавили активность актина — белка, который позволяет клеткам сокращаться и перемещаться. Актин — это своего рода «мышца» каждой клетки: он формирует внутренний каркас, благодаря которому клетка может менять форму и двигаться. Когда работу актина нарушили, скорость роста волос упала более чем на 80%.

Это стало решающим доказательством: именно механическое движение клеток, а не просто их деление, является главным двигателем роста волос. Компьютерные модели подтвердили вывод — расчётная сила тяги, создаваемая скоординированным движением клеток, точно совпала с реальной скоростью роста.

Строение волосяного фолликула. 1. Луковица волосяного фолликула, содержащая концентрические слои различных типов клеток. Слои разделены на несколько отделов: стержень волоса, состоящий из мозгового вещества, кортекса и кутикулы; внутренняя корневая оболочка, состоящая из кутикулы, слоя Хаксли и слоя Хенле; компаньон-слой и наружная корневая оболочка. Пунктирной линией обозначена область поперечного среза. 2. Современная модель, основанная на отслеживании клеточных линий, связывающих локально различающиеся матриксные клетки-предшественники с растущими слоями волосяного фолликула. Источник изображения: nature.com

Как открытие механизма роста волос изменит лечение облысения

Сегодня большинство средств от выпадения волос работают с биохимией: стимулируют деление клеток, влияют на гормоны, улучшают кровоснабжение фолликулов. Именно на этом основано действие миноксидила и финастерида — двух самых популярных препаратов. Но если главная движущая сила роста — не деление клеток, а механическое движение, то получается, что существующие подходы работают лишь с частью картины.

Новое понимание открывает совершенно другое направление: создание препаратов, которые восстанавливают или усиливают физическую динамику внутри фолликула. Речь идёт о том, как клетки двигаются, как они создают тягу и как ткани фолликула сохраняют свою структуру.

Кроме того, разработанная методика 3D-визуализации позволяет тестировать лекарства прямо на живых человеческих фолликулах — наблюдая не только за делением клеток, но и за их движением в реальном времени. Это принципиально важно, потому что до сих пор основная часть знаний о росте волос была получена на грызунах, а человеческие фолликулы устроены иначе.

Исследователь работает с мультифотонным микроскопом для наблюдения за живыми фолликулами

От чего зависит рост волос и почему он меняется

Средняя скорость роста волос на голове составляет около 1–1,5 см в месяц, или примерно 12–15 см в год. У женщин волосы обычно растут чуть быстрее, чем у мужчин, а наиболее активный рост приходится на возраст от 15 до 30 лет. На скорость влияют генетика, гормональный фон, питание, стресс, состояние здоровья в целом и даже внешняя среда, например, вода из-под крана.

Но все эти факторы до сих пор рассматривались исключительно через призму биохимии — гормонов, витаминов, кровоснабжения. Новое исследование добавляет к этому списку ещё один, ранее неизвестный параметр: механическую активность клеток фолликула. Возможно, у некоторых людей проблемы с ростом волос или облысение связаны не только с нехваткой питания или гормональными сбоями, но и с нарушением этого «внутреннего мотора».

Будь в курсе новых событий по максимуму — подписывайся на наш канал в Max!

Правда, нужно честно обозначить границы открытия. Эксперименты проводились на фолликулах, выращенных в лабораторных условиях, а не в живой коже. Учёным ещё предстоит подтвердить, что тот же механизм вытягивания работает в полноценном организме — с его кровотоком, гормонами и иммунной системой. Также пока неясно, одинаков ли этот механизм для разных типов волос и участков тела.

Тем не менее, исследование опубликовано в серьёзном рецензируемом журнале Nature Communications, подкреплено экспериментами, компьютерным моделированием и совпадает с тем, что наука уже знает о роли механических сил в других процессах — например, в заживлении ран и развитии эмбриона. Это не революция, которая завтра вылечит облысение, но это фундаментальный сдвиг в понимании того, как вообще растут наши волосы — и именно такие сдвиги со временем меняют медицину.