健康儿童发育过程中头发超微结构的初步研究

冯华 刘铁兵 胡亚红 王婷琳 徐宏俊 王剑磊 林秋兰 王琪

健康儿童发育过程中头发超微结构的初步研究

冯华 刘铁兵 胡亚红 王婷琳 徐宏俊 王剑磊 林秋兰 王琪

目的 对不同年龄儿童头发表面和横断面的形态结构进行检测分析，从超微结构方面了解出生后小儿头发的发育成熟过程和状况。方法 健康儿童按年龄分为婴儿期组（＜1岁）、幼儿期组（1～2岁）和学龄前期组（3～5岁），每组各30例。在顶部、颞部和枕部三个解剖部位收集样本后，使用场发射扫描电子显微镜检测，以获得毛发表面以及横截面形态学数据，包括头发横截面短径与长径、毛发指数（头发横截面短径与长径的比值）、毛小皮厚度（于毛发横截面测得，每根毛发大约包绕5～10层毛小皮）和数目（毛干表面每单位长度100 μm内包含的毛小皮游离缘数目）以及毛小皮形态（扁平波形和不规则形）。以方差分析、t检验以及卡方检验对所获得的数据进行统计学分析。结果 方差分析显示，在相同解剖部位，3个年龄组儿童毛发短径及长径差异有统计学意义（顶部：F=39.67、28.32，均 P ＜ 0.01；颞部：F=13.12、11.91，均 P ＜ 0.01；枕部：F=18.41、16.43，均P＜0.01），数值随着年龄增长而增大，而毛发指数没有改变。顶部头发毛小皮厚度在3个年龄组差异有统计学意义（F=6.15，P＜0.01），顶、颞、枕3个部位头发的毛小皮数目在3个年龄组的差异均有统计学意义（F值分别为3.29、3.36、3.48，均P＜0.05）。多重比较（LSD方法）分析表明，在婴儿期组与幼儿期组、婴儿期组与学龄前期组间，儿童毛发的短径及长径差异均有统计学意义（均P＜0.001），学龄前期组儿童顶部毛小皮厚度（0.59±0.09 μm）较婴儿期组（0.49±0.08 μm）增加（P=0.003），顶、颞、枕 3个部位毛发的毛小皮数目在学龄前期组均较婴儿期组减少（均P＜0.05）。在相同部位男女性别之间所测毛发短径及长径、毛发指数、毛小皮厚度和数目差异均无统计学意义。两种鳞片形态在3个年龄组间的分布差异无统计学意义。结论 毛发直径随着儿童的生长发育而增大，毛小皮厚度存在上升趋势，而鳞片数目则具有下降的趋势。

毛发；婴儿；儿童，学龄前；儿童发育；显微镜检查，电子，扫描

头发对外观的影响不可忽视。从出生到老年，在内在基因、外部理化环境影响下，头发存在着明显的变化，如颜色、光泽度、结构等，头发的护理也因此不同［1-2］。婴幼儿的头发健康以及洗护用品的研发越来越受到人们的关注，受益于显微技术的不断发展，可以使用电镜［3-6］了解小儿头发生长发育过程中的基本变化规律。

材料与方法

一、入选标准

经民航总医院生物医学伦理委员会同意后，确定试验入选标准和排除标准。于我院儿童体检中心选取小于6周岁的健康儿童，体检时常规评估儿童生长发育情况，进行微量元素检测以及血尿常规、血生化等实验室检查，性别不限，经监护人同意并签署知情同意书后参加本试验；排除生长发育异常、营养不良、伴有系统性疾病、头皮或者毛发疾病者。

二、样本制备

分别在顶部、颞部和枕部紧贴受试儿童的头皮剪取少量头发（不少于10根），头发离头皮距离控制在0.5 cm以内。所获取的头发样本以蒸馏水清洗后室温晾干，部分毛发样本固定包埋于石蜡块中，之后以Leitz 1512型手动切片机缓慢而均匀的修整石蜡块，直至暴露出毛发样本的横截面，作为电镜测试的平面。

三、电镜检测

头发表面结构可以直接用S-4800场发射扫描电子显微镜（JEM 1200EX,JEOL）进行测试分析，头发横截面样本喷金后固定于载物台上，置于电镜内部扫描检测。实验中测试的参数：①毛发指数：头发截面短径与长径的比值；②毛小皮厚度：于毛发横截面测得，每根毛发大约包绕5～10层毛小皮；③毛小皮数目：指毛干表面每单位长度（100 μm）内包含的毛小皮游离缘数目；④鳞片形态：划分为两种类型，即扁平波形和不规则波形，扁平波形为表面毛小皮排列基本平行，间距较为均匀；不规则波形为表面毛小皮排列紊乱，间距大小不一，没有规律。见图1。

图1 电镜观察儿童毛发毛小皮形态（×1.5 k） 1A：扁平波形（婴儿期组），毛小皮排列规整，基本平行，间距较为均匀；1B：不规则波形（婴儿期组），毛小皮排列紊乱，间距大小不一，没有规律

四、统计学分析

使用SPSS19.0软件进行数据分析，采用单因素方差分析确定毛发短径及长径、毛发指数、毛小皮厚度和数目在3个年龄组间是否存在差异，对方差分析中有统计学意义的结果进行多重比较（LSD方法），在3个解剖部位之间的差异采用随机区组方差分析，在同一年龄组内男女性别之间的比较采用独立样本t检验；而各年龄组之间两种毛小皮形态的分布差异则以卡方检验分析。所有统计分析结果以P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、受试者的一般特征

受试儿童90例，其中婴儿期组30例，年龄＜1岁，男17例，女13例；幼儿期组30例，年龄1～2岁，男12例，女18例；学龄前期组30例，年龄3～5岁，男14例，女16例。

二、头发表面和横截面特征分析

3个年龄组所获得毛发截面短径及长径、毛发指数、毛小皮厚度和数目见表1。单因素方差分析结果显示，随着儿童年龄的增长和发育，相同解剖部位（顶部、颞部或者枕部）的毛发短径和长径在3个年龄组中差异均有统计学意义（均P＜0.001）。多重比较检验结果显示，婴儿期组与幼儿期组、婴儿期组与学龄前期组间差异均有统计学意义（P＜0.001），但毛发指数没有明显改变。顶部毛发毛小皮厚度在3个年龄组差异有统计学意义（F=6.15，P＜0.01），且随年龄增长有逐渐增大的趋势，但多重比较结果表明，仅婴儿期组与学龄前期组顶部毛发间差异有统计学意义（P＜0.01）。顶、颞、枕3个部位鳞片数在3个年龄组差异均有统计学意义（F值分别为 3.29、3.36、3.48，P值分别为 0.05、0.04、0.04）。多重比较显示，在相同解剖部位（顶部、颞部或者枕部），婴儿期组与学龄前期组间差异均有统计学意义（P值分别为0.01、0.04、0.05）。

表1 儿童不同解剖部位毛发形态学测量结果比较（±s）

表1 儿童不同解剖部位毛发形态学测量结果比较（±s）

部位及分期 例数 最小直径（μm)最大直径（μm) 毛发指数 毛小皮厚度（μm)毛小皮数目顶部婴儿期 30 42.32±11.54 52.00±17.61 0.83±0.08 0.49±0.08 15.40±1.35幼儿期 30 64.56±9.84 75.17±9.12 0.85±0.07 0.54±0.08 14.90±1.31学龄前期 30 69.75±8.80 86.03±11.92 0.81±0.05 0.59±0.09 14.32±0.96 F值 39.67 28.32 0.42 6.15 3.29 P值 0.00 0.00 0.66 0.00 0.05颞部婴儿期 30 44.21±12.20 53.11±15.89 0.84±0.05 0.51±0.10 15.29±1.22幼儿期 30 61.07±9.27 72.85±12.59 0.84±0.06 0.52±0.08 15.09±1.27学龄前期 30 65.47±18.44 77.13±24.26 0.85±0.04 0.57±0.11 14.26±0.91 F值 13.12 11.91 0.31 1.74 3.36 P值 0.00 0.00 0.74 0.19 0.04枕部婴儿期 30 43.48±12.63 50.92±16.19 0.86±0.06 0.49±0.13 15.39±1.48幼儿期 30 55.48±8.23 68.81±12.39 0.81±0.06 0.57±0.15 15.14±1.55学龄前期 30 69.09±11.28 80.28±11.44 0.86±0.05 0.58±0.13 14.10±1.24 F值 18.41 16.43 1.77 1.97 3.48 P值 0.00 0.00 0.18 0.15 0.04

同一年龄组毛发短径及长径、毛发指数、毛小皮厚度和数目在3个解剖部位间经随机区组方差分析，差异均无统计学意义。分别将男童和女童的3个解剖部位的参数数值合并计算，进行独立样本t检验分析，结果显示，在同一年龄毛发短径及长径、毛发指数、毛小皮厚度和数目在男女性别间差异均无统计学意义（数据略）。

扁平波形在婴儿期组、幼儿期组和学龄前期组所占构成比范围分别为36.7%～46.7%、46.7%～56.7%、53.3%～60%，不规则波形分别为56.7%～63.3%、43.3%～53.3%、40.0%～46.7%。相同解剖部位（顶部、颞部、枕部）毛发的毛小皮形态在3个年龄组的分布进行χ2检验，结果显示，差异均无统计学意义（χ2分别为 1.692、2.757、0.623，P值分别为0.429、0.252、0.732）。

三、头发毛干、近头皮处以及毛发尖端形态超微结构观察

毛干表面毛小皮呈叠瓦样覆盖，包绕周径，自近头皮处向外延伸；毛发尖端多呈钝圆、针尖或斜截面形，毛小皮受损或者缺如。见图2。毛发横截面多呈类圆形或者椭圆形，偶见肾形，儿童头发中央毛髓质较难发现，毛发皮质外被多层同心圆排列的毛小皮。相同个体的毛小皮形态基本一致，存在的差异极小。

讨 论

小儿处于生长发育的动态变化过程中，各系统器官逐渐发育完善，功能随之日趋成熟，故不同年龄段的小儿在解剖、生理等方面各有不同特点。进入幼儿期后，头发开始有不同的生长速度和不同的时间周期，到3～4岁的学龄前期，头发的粗细、疏密才会完全显现出来［7］。因此，科学养护婴幼儿的头发显得十分重要。

本实验结果显示，随着小儿的生长发育，毛发的短径、长径逐渐增大，而毛发指数没有改变，表明毛发逐渐增粗，而毛发的横截面形态并没有变化。毛小皮厚度也有逐渐增加的趋势，但是在本实验中仅在顶部婴儿期组和学龄前期组之间差异有统计学意义，我们认为这与幼儿期头发开始有了不同的生长特征有关。3个年龄组毛小皮数目比较，婴儿期组最高，其次为幼儿期组，学龄前期组最低，且婴儿期组与学龄前期组比较的差异具有统计学意义，有逐渐下降的趋势，与既往文献［8-9］相比，小儿的毛小皮数目较成人为高。此外，我们的结果显示，在同一个体的不同解剖部位以及不同个体之间，毛小皮形态均存在微小的变异，尽管随着年龄增长，扁平波形有增多的趋势，但是这一差异并没有统计学意义。

毛发的密度、结构、生长与性别、种族以及营养状况等众多因素有关［10-11］。使用现有的科学技术，对于婴幼儿发育过程中头发超微结构的变化进行研究，并对各年龄阶段的数据加以比较，明确健康儿童不同发育阶段头发的各项基本特征参数，有助于建立儿童头发健康状况评估的标准，为研究毛发生长基本规律、毛发疾病，开发医疗和美容应用［12-13］奠定基础。

图2 不同年龄段儿童毛发表面的场发射扫描电子显微镜图像（×1.0 k） 学龄前期组儿童毛小皮数目较婴儿期组减少

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色素性皮肤病的诊疗新进展学习班通知

江苏省常州市第一人民医院定于2015年8月14-16日举办国家级医学继续教育项目“色素性皮肤病的诊疗新进展”学习班［项目编号2015-04-12-032（国）］。学习期满授Ⅰ类学分6分。届时将邀请知名教授做主题演讲及典型病例展示。费用500元（含资料费），食宿统一安排，费用自理。联系方式：江苏省常州市局前街185号常州市第一人民医院皮肤科，邮编213001，联系人：徐斌，手机 18625292403，Email：18625292403@163.com。

Ultrastructure of hairs in healthy children during development:a preliminary study

Feng Hua*,Liu Tiebing,Hu Yahong,Wang Tinglin,Xu Hongjun,Wang Jianlei,Lin Qiulan,Wang Qi.
*Department of Dermatology,Civil Aviation General Hospital,Beijing 100123,China.

Feng Hua,Email:13311063416@189.cn

Objective To characterize the morphology and structure of hair surfaces and cross sections in children of different ages,and to understand the development and maturation processes and status of hairs in terms of ultrastructure in healthy children after birth.Methods Ninety healthy child volunteers were equally classified into 3 groups:infancy group（aged less than 1 year）,toddler group（aged 1-2 years）,and preschool-age group（aged 3-5 years）.Hair samples were collected from the vertex,tempus,and occiput of each child.Field emission scanning electron microscopy was performed to obtain morphological data on surfaces and cross sections of hairs,including minimal and maximal hair diameters,hair index（the ratio of minimal to maximal diameter of hairs）,hair cuticle thickness（measured on hair cross sections,each hair has 5-10 layers of cuticles）,hair cuticle count （the number of cuticles per 100 μm length of hair shaft） and pattern （flat waveform or irregular shape）.Statistical analysis was carried out by using analysis of variance,ttest,chi-square test,and least significant difference（LSD）test with SPSS19.0 software.Results The minimal and maximal cross-sectional diameters of hairs significantly differed between the three age groups at the same anatomic site（vertex:F=39.67,28.32,respectively,bothP＜0.01;tempus:F=13.12,11.91,respectively,both P＜0.01;occiput:F=18.41,16.43,respectively,bothP＜0.01）,and increased with age,while no significant changes occurred in hair index with age.Meanwhile,significant differences were observed between the three age groups in the thickness of hair cuticles on the vertex（F=6.15,P＜0.01）,and in the number of hair cuticles on the vertex,tempus,and occiput（F=3.29,3.36 and 3.48 respectively,allP ＜ 0.05）.LSD test showed a significant difference in minimal and maximal hair diameters between the infancy group and toddler group and between the infancy group and preschool-age group（allP＜0.001）,an elevation in the thickness of hair cuticles on the vertex in the preschool-age group compared with the infancy group（0.59 ± 0.09 vs.0.49 ± 0.08 μm,P=0.003）,but a decrease in the number of hair cuticles on the vertex,tempus and occiput in the preschool-age group compared with the infancy group （allP＜0.05）.No significant differences were observed between male and female volunteers in minimal and maximal hair diameters,hair index or hair cuticle thickness and number at the same anatomic site.In addition,there were no significant differences in the distribution of the two hair cuticle patterns between the three age groups.Conclusions Hair diameter and cuticle thickness both increase,while hair cuticle number decreases,with the development of children.

Hair;Infant;Child,preschool;Child development;Microscopy,electron,scanning

作者单位：100123北京，民航总医院皮肤科（冯华、胡亚红、王婷琳、徐宏俊、王剑磊、王琪），民用航空医学研究所（刘铁兵），病理科（林秋兰）

10.3760/cma.j.issn.0412-4030.2015.07.008

2013年中华医学会-欧莱雅中国人健康毛发研究项目（H2013101011）

冯华，Email：13311063416@189.cn

2014-09-01）

（本文编辑：颜艳）