연령 및 성별에 따른 정상 모발의 물리적 성질과 형태학적 변화 관찰

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Basic data regarding the hairs of the Koreans and other Asians are rare, while basic data on the physiology of the Caucasian hair abound.
To identify the Physical and morphological features of the hairs of Koreans of different ages and genders, these authors divided the 60 study subjects (30 males, 30 females) into five age groups of six subjects each by gender, measured the thickness, water swelling, alkali solubility, and tensile strength of their hairs and the intervals and thicknesses of their cuticles, and observed their cuticles and cortex under an electron microscope. The results of the study showed that the thickness of the hairs of both the male and female subjects increased significantly in proportion to their ages from childhood to adulthood (p<0.05) but became thin in old age due to senility. The male hairs were relatively thicker than the female hairs, except in the elderly subjects. The water swelling increased in childhood in both the male and female subjects, decreased in adolescent and adulthood, and increased again in old age. The water swelling by gender showed similar patterns to the hair thickness. The alkali solubility of the hairs, unlike the water swelling, was higher in the adolescent and elderly subjects than in the infant subjects, and it increased from adolescent to old age. The alkali solubility of the male hairs was higher than that of the female hairs, and a good correlation (r = -0.719) was found between hair thickness and alkali solubility. The tensile strength of both the male and female hairs gradually increased in childhood and adolescent, when the body metabolism is active, but decreased in old age with the onset of senility. A significantly good correlation (r = 0.803) between hair thickness and tensile strength was also shown.
Under a scanning electron microscope, it was observed that the intervals of the cuticle gradually increased from childhood through adolescent and in adulthood and old age. The intervals of the male hair cuticle were wider than those of the female hair cuticle. The thickness of the hair cuticle increased in childhood through adolescent but gradually decreased in adulthood and old age. There was no big difference in the morphology of the cuticle between the male and the female subjects, and the overlapping tail ends of the cuticle layers became regular and gentle with aging, while the intervals between the cuticles became wider.
Under a transmission electron microscope, it was observed that the boundary between the cuticle layers and the cortex in the infant subjects was not obvious, that the melanin granules in the cortex of both the male and the female subjects formed hard lumps, that the granules were broken down at the cuticle layers after they were pushed up from the cortex to the cuticle layers or at the EndC and ExoC layers, and that vacuoles were formed where the melanin granules had been. In the elderly, many melanic pigments, which are abundant in the cuticles, were dispersed evenly in EndC and in ExoC, and the melanin granules diffused in the hair cortex were pushed up to the EndC and ExoC layers in the cuticle layers. In addition, the boundary of the macrofibril bundles was not obvious.
In the infant, adolescent, and elderly groups of both the male and female subjects, the roughness of the hairs was observed to decrease as the cuticle intervals became wider. In the infant subjects, the roughness of the hairs was relatively high due to the narrow cuticle intervals and overlapping layers, while the roughness was low in the adolescent, adult, and elderly subjects due to their wide cuticle intervals and wavy scales.
In conclusion, it is suggested that the differences in the Physical and morphological features of the Korean hairs by gender and age identified in the present study can be highly useful as basic data for hair physiology.

국문 초록 (Abstract)

모발 생리에 관한 기초자료와 정보는 백인모발에 관한 것이 대부분이고, 우리나라 사람과 아시아인의 모발에 대한 기초 자료는 많지 않다.
따라서 본 연구에 우리나라 사람의 연령 및 성별에 따른 모발의 이・화학적 특성과 형태학적 변화를 알아보고자 총 60명의 남녀를 각 6명씩 5 연령기로 분류하여 모발의 굵기, 수분 팽윤도, 알칼리 용해도, 인장강도, 모소피의 간격 및 두께를 측정하고, 모소피와 피질을 전자현미경으로 관찰하였다.
그 결과, 남녀의 모발은 아동기부터 성인기까지 유의적으로 굵어지다가(p<0.05), 노화가 진행된 노인기에서 얇아졌고, 성별에 따른 모발은 노인기를 제외하고 남자 모발이 여자 모발보다 상대적으로 굵었다. 연령에 따른 수분 팽윤도는 남녀의 아동기에서 증가하다가 청년기와 성인기에서 감소하고, 다시 노인기에서 증가하였으며, 성별에 따른 수분 팽윤도는 모발굵기와 동일한 양상을 나타냈다. 모발의 알칼리 용해도는 수분 팽윤도와는 달리 남녀 영유아기 모발보다 청년기부터 노인기까지 증가하였고, 성별간의 차이는 남성이 여성보다 높은 것으로 나타났으며, 모발굵기와 알칼리 용해도는 r= - 0.719로 좋은 상관관계를 나타냈다. 모발의 인장강도는 남녀 모두 아동기에서 청소년기까지 신진대사가 활발한 성장기를 거치면서 점점 증가하였고, 성인기를 지나 노화가 진행된 노인기에 접어들면서 감소하는 양상이었다. 상관성을 분석하였을 때 모발의 굵기와 인장강도와는 r = 0.803으로 유의적으로 좋은 상관관계가 있었다.
주사전자현미경 관찰에서 모소피의 간격은 남녀 모두에서 아동기, 청소년기, 성인기를 거쳐 노인기까지 점점 넓어지고, 성별간의 차이는 남성의 모발이 여성의 모발보다 모소피의 간격이 넓었으며, 모소피의 두께는 아동기에서부터 청년기까지 증가하다가 성인기와 노인기에서 서서히 감소하는 것으로 관찰되었다. 모소피의 형태 변화에서는 남녀 간에 많은 차이는 없었고, 연령이 증가할수록 모소피층의 겹쳐지는 끝부분이 규칙적이면서 완만하게 형성되고 모소피 사이 간격이 점점 멀어지는 것으로 관찰되었다.
투과전자현미경 관찰에서 영유아기 모발은 모소피층과 피질의 경계가 명확하지 않았고, 아동기, 청년기와 성인기 남녀의 피질층의 멜라닌 과립은 매우 단단한 덩어리를 형성하였으며, 멜라닌 과립들은 피질에서부터 모소피층으로 밀려 올라오면서 분해되거나 EndC과 ExoC층에서 분해가 되었으며, 멜라닌 과립이 존재했던 자리에는 공포(vacuoles)가 형성되었다. 노인기에서는 모소피층에 많은 멜라닌 색소들이 EndC뿐 아니라 ExoC에 고루 퍼져 있고, 모피질에 산재해 있는 멜라닌 과립은 compact하지 못하고 diffuse하게 퍼지면서 모소피층의 EndC층과 ExoC층으로 밀려 올라가고, 피질층의 macrofibril bundle의 경계가 뚜렷하지 못한 것으로 확인되었다.
모발 표면의 거칠기는 영유아기군, 청소년기군, 노인기군의 남녀 모두 모소피의 간격이 넓어질수록 거칠기가 감소하는 것으로 나타고, 영유아기 모발은 모소피의 간격이 좁고 여러 층이 포개어져 있어 거칠기의 수치가 높고, 청소년기에서부터 노인기까지 모소피의 간격과 파상의 문리가 넓고 크기 때문에 거칠기가 낮아졌다.
따라서 백인 뿐 아니라 우리나라 사람의 모발에서도 연령과 성별에 따라 물리적 성상과 형태의 변화가 확인됨으로서 모발 생리의 기초 자료로서 활용가치가 높다고 사료된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 10
• 1. 재 료 10
• 가. 시약 10
• 나. 기기 10
• 2. 방 법 11
• 가. 모발의 채취 및 수집 11
• 나. 채취 모발의 전처리 11
• 다. 모발의 연령별 구분 기준 11
• 라. 실험 계획의 설정 13
• 마. 모발의 이・화학적 변화 관찰 14
• 1) 모발의 굵기 측정 14
• 2) 모발의 수분 팽윤도 측정 14
• 3) 모발의 알칼리 용해도 측정 14
• 4) 모발의 전처리 및 인장강도 측정 15
• 5) 모발의 굵기와 팽윤도, 알칼리 용해도, 인장강도의 상관관계 15
• 바. 모발의 형태학적 관찰 16
• 1) 주사전자 현미경(SEM)을 이용한 모소피 관찰 16
• 2) 투과 전자 현미경(TEM)을 이용한 모소피 및 피질 관찰 16
• 3) 원자간력 현미경(SPM)을 이용한 모소피 관찰 16
• 사. 통계처리 17
• Ⅲ. 결 과 18
• 1. 연령별 정상 모발의 굵기 변화 18
• 2. 연령별 정상 모발의 수분 팽윤도 변화 22
• 3. 모발의 굵기와 수분 팽윤도의 상관관계 25
• 4. 연령별 정상 모발의 알칼리 용해도 변화 26
• 5. 모발의 굵기와 알칼리 용해도의 상관관계 29
• 6. 연령별 정상 모발의 인장강도 변화 30
• 7. 모발의 굵기와 인장강도의 상관관계 33
• 8. 모발의 형태학적 변화 34
• 가. 주사전자현미경(SEM)을 이용한 모소피 변화 34
• 1) 연령 및 성별의 모소피의 간격 34
• 2) 연령 및 성별의 모소피의 두께 40
• 3) 연령 및 성별의 주사전자현미경 관찰에 의한 모소피 변화 46
• 나. 투과전자현미경(TEM)을 이용한 모소피 및 피질의 형태학적 변화 49
• 다. 원자간력 현미경(SPM)을 이용한 모소피의 형태학적 변화 57
• Ⅳ. 고 찰 65
• Ⅴ. 결 론 71
• 참고문헌 74