健康兒童發育過程中頭發超微結構的初步研究

馮華 劉鐵兵 胡亞紅 王婷琳 徐宏俊 王劍磊 林秋蘭 王琪

健康兒童發育過程中頭發超微結構的初步研究

馮華 劉鐵兵 胡亞紅 王婷琳 徐宏俊 王劍磊 林秋蘭 王琪

目的 對不同年齡兒童頭發表面和橫斷面的形態結構進行檢測分析，從超微結構方面了解出生后小兒頭發的發育成熟過程和狀況。方法 健康兒童按年齡分為嬰兒期組（＜1歲）、幼兒期組（1～2歲）和學齡前期組（3～5歲），每組各30例。在頂部、顳部和枕部三個解剖部位收集樣本后，使用場發射掃描電子顯微鏡檢測，以獲得毛發表面以及橫截面形態學數據，包括頭發橫截面短徑與長徑、毛發指數（頭發橫截面短徑與長徑的比值）、毛小皮厚度（于毛發橫截面測得，每根毛發大約包繞5～10層毛小皮）和數目（毛干表面每單位長度100 μm內包含的毛小皮游離緣數目）以及毛小皮形態（扁平波形和不規則形）。以方差分析、t檢驗以及卡方檢驗對所獲得的數據進行統計學分析。結果 方差分析顯示，在相同解剖部位，3個年齡組兒童毛發短徑及長徑差異有統計學意義（頂部：F=39.67、28.32，均 P ＜ 0.01；顳部：F=13.12、11.91，均 P ＜ 0.01；枕部：F=18.41、16.43，均P＜0.01），數值隨著年齡增長而增大，而毛發指數沒有改變。頂部頭發毛小皮厚度在3個年齡組差異有統計學意義（F=6.15，P＜0.01），頂、顳、枕3個部位頭發的毛小皮數目在3個年齡組的差異均有統計學意義（F值分別為3.29、3.36、3.48，均P＜0.05）。多重比較（LSD方法）分析表明，在嬰兒期組與幼兒期組、嬰兒期組與學齡前期組間，兒童毛發的短徑及長徑差異均有統計學意義（均P＜0.001），學齡前期組兒童頂部毛小皮厚度（0.59±0.09 μm）較嬰兒期組（0.49±0.08 μm）增加（P=0.003），頂、顳、枕 3個部位毛發的毛小皮數目在學齡前期組均較嬰兒期組減少（均P＜0.05）。在相同部位男女性別之間所測毛發短徑及長徑、毛發指數、毛小皮厚度和數目差異均無統計學意義。兩種鱗片形態在3個年齡組間的分布差異無統計學意義。結論 毛發直徑隨著兒童的生長發育而增大，毛小皮厚度存在上升趨勢，而鱗片數目則具有下降的趨勢。

毛發；嬰兒；兒童，學齡前；兒童發育；顯微鏡檢查，電子，掃描

頭發對外觀的影響不可忽視。從出生到老年，在內在基因、外部理化環境影響下，頭發存在著明顯的變化，如顏色、光澤度、結構等，頭發的護理也因此不同［1-2］。嬰幼兒的頭發健康以及洗護用品的研發越來越受到人們的關注，受益于顯微技術的不斷發展，可以使用電鏡［3-6］了解小兒頭發生長發育過程中的基本變化規律。

材料與方法

一、入選標準

經民航總醫院生物醫學倫理委員會同意后，確定試驗入選標準和排除標準。于我院兒童體檢中心選取小于6周歲的健康兒童，體檢時常規評估兒童生長發育情況，進行微量元素檢測以及血尿常規、血生化等實驗室檢查，性別不限，經監護人同意并簽署知情同意書后參加本試驗；排除生長發育異常、營養不良、伴有系統性疾病、頭皮或者毛發疾病者。

二、樣本制備

分別在頂部、顳部和枕部緊貼受試兒童的頭皮剪取少量頭發（不少于10根），頭發離頭皮距離控制在0.5 cm以內。所獲取的頭發樣本以蒸餾水清洗后室溫晾干，部分毛發樣本固定包埋于石蠟塊中，之后以Leitz 1512型手動切片機緩慢而均勻的修整石蠟塊，直至暴露出毛發樣本的橫截面，作為電鏡測試的平面。

三、電鏡檢測

頭發表面結構可以直接用S-4800場發射掃描電子顯微鏡（JEM 1200EX,JEOL）進行測試分析，頭發橫截面樣本噴金后固定于載物臺上，置于電鏡內部掃描檢測。實驗中測試的參數：①毛發指數：頭發截面短徑與長徑的比值；②毛小皮厚度：于毛發橫截面測得，每根毛發大約包繞5～10層毛小皮；③毛小皮數目：指毛干表面每單位長度（100 μm）內包含的毛小皮游離緣數目；④鱗片形態：劃分為兩種類型，即扁平波形和不規則波形，扁平波形為表面毛小皮排列基本平行，間距較為均勻；不規則波形為表面毛小皮排列紊亂，間距大小不一，沒有規律。見圖1。

圖1 電鏡觀察兒童毛發毛小皮形態（×1.5 k） 1A：扁平波形（嬰兒期組），毛小皮排列規整，基本平行，間距較為均勻；1B：不規則波形（嬰兒期組），毛小皮排列紊亂，間距大小不一，沒有規律

四、統計學分析

使用SPSS19.0軟件進行數據分析，采用單因素方差分析確定毛發短徑及長徑、毛發指數、毛小皮厚度和數目在3個年齡組間是否存在差異，對方差分析中有統計學意義的結果進行多重比較（LSD方法），在3個解剖部位之間的差異采用隨機區組方差分析，在同一年齡組內男女性別之間的比較采用獨立樣本t檢驗；而各年齡組之間兩種毛小皮形態的分布差異則以卡方檢驗分析。所有統計分析結果以P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、受試者的一般特征

受試兒童90例，其中嬰兒期組30例，年齡＜1歲，男17例，女13例；幼兒期組30例，年齡1～2歲，男12例，女18例；學齡前期組30例，年齡3～5歲，男14例，女16例。

二、頭發表面和橫截面特征分析

3個年齡組所獲得毛發截面短徑及長徑、毛發指數、毛小皮厚度和數目見表1。單因素方差分析結果顯示，隨著兒童年齡的增長和發育，相同解剖部位（頂部、顳部或者枕部）的毛發短徑和長徑在3個年齡組中差異均有統計學意義（均P＜0.001）。多重比較檢驗結果顯示，嬰兒期組與幼兒期組、嬰兒期組與學齡前期組間差異均有統計學意義（P＜0.001），但毛發指數沒有明顯改變。頂部毛發毛小皮厚度在3個年齡組差異有統計學意義（F=6.15，P＜0.01），且隨年齡增長有逐漸增大的趨勢，但多重比較結果表明，僅嬰兒期組與學齡前期組頂部毛發間差異有統計學意義（P＜0.01）。頂、顳、枕3個部位鱗片數在3個年齡組差異均有統計學意義（F值分別為 3.29、3.36、3.48，P值分別為 0.05、0.04、0.04）。多重比較顯示，在相同解剖部位（頂部、顳部或者枕部），嬰兒期組與學齡前期組間差異均有統計學意義（P值分別為0.01、0.04、0.05）。

表1 兒童不同解剖部位毛發形態學測量結果比較（±s）

表1 兒童不同解剖部位毛發形態學測量結果比較（±s）

部位及分期 例數 最小直徑（μm)最大直徑（μm) 毛發指數 毛小皮厚度（μm)毛小皮數目頂部嬰兒期 30 42.32±11.54 52.00±17.61 0.83±0.08 0.49±0.08 15.40±1.35幼兒期 30 64.56±9.84 75.17±9.12 0.85±0.07 0.54±0.08 14.90±1.31學齡前期 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顳部嬰兒期 30 44.21±12.20 53.11±15.89 0.84±0.05 0.51±0.10 15.29±1.22幼兒期 30 61.07±9.27 72.85±12.59 0.84±0.06 0.52±0.08 15.09±1.27學齡前期 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枕部嬰兒期 30 43.48±12.63 50.92±16.19 0.86±0.06 0.49±0.13 15.39±1.48幼兒期 30 55.48±8.23 68.81±12.39 0.81±0.06 0.57±0.15 15.14±1.55學齡前期 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

同一年齡組毛發短徑及長徑、毛發指數、毛小皮厚度和數目在3個解剖部位間經隨機區組方差分析，差異均無統計學意義。分別將男童和女童的3個解剖部位的參數數值合并計算，進行獨立樣本t檢驗分析，結果顯示，在同一年齡毛發短徑及長徑、毛發指數、毛小皮厚度和數目在男女性別間差異均無統計學意義（數據略）。

扁平波形在嬰兒期組、幼兒期組和學齡前期組所占構成比范圍分別為36.7%～46.7%、46.7%～56.7%、53.3%～60%，不規則波形分別為56.7%～63.3%、43.3%～53.3%、40.0%～46.7%。相同解剖部位（頂部、顳部、枕部）毛發的毛小皮形態在3個年齡組的分布進行χ2檢驗，結果顯示，差異均無統計學意義（χ2分別為 1.692、2.757、0.623，P值分別為0.429、0.252、0.732）。

三、頭發毛干、近頭皮處以及毛發尖端形態超微結構觀察

毛干表面毛小皮呈疊瓦樣覆蓋，包繞周徑，自近頭皮處向外延伸；毛發尖端多呈鈍圓、針尖或斜截面形，毛小皮受損或者缺如。見圖2。毛發橫截面多呈類圓形或者橢圓形，偶見腎形，兒童頭發中央毛髓質較難發現，毛發皮質外被多層同心圓排列的毛小皮。相同個體的毛小皮形態基本一致，存在的差異極小。

討 論

小兒處于生長發育的動態變化過程中，各系統器官逐漸發育完善，功能隨之日趨成熟，故不同年齡段的小兒在解剖、生理等方面各有不同特點。進入幼兒期后，頭發開始有不同的生長速度和不同的時間周期，到3～4歲的學齡前期，頭發的粗細、疏密才會完全顯現出來［7］。因此，科學養護嬰幼兒的頭發顯得十分重要。

本實驗結果顯示，隨著小兒的生長發育，毛發的短徑、長徑逐漸增大，而毛發指數沒有改變，表明毛發逐漸增粗，而毛發的橫截面形態并沒有變化。毛小皮厚度也有逐漸增加的趨勢，但是在本實驗中僅在頂部嬰兒期組和學齡前期組之間差異有統計學意義，我們認為這與幼兒期頭發開始有了不同的生長特征有關。3個年齡組毛小皮數目比較，嬰兒期組最高，其次為幼兒期組，學齡前期組最低，且嬰兒期組與學齡前期組比較的差異具有統計學意義，有逐漸下降的趨勢，與既往文獻［8-9］相比，小兒的毛小皮數目較成人為高。此外，我們的結果顯示，在同一個體的不同解剖部位以及不同個體之間，毛小皮形態均存在微小的變異，盡管隨著年齡增長，扁平波形有增多的趨勢，但是這一差異并沒有統計學意義。

毛發的密度、結構、生長與性別、種族以及營養狀況等眾多因素有關［10-11］。使用現有的科學技術，對于嬰幼兒發育過程中頭發超微結構的變化進行研究，并對各年齡階段的數據加以比較，明確健康兒童不同發育階段頭發的各項基本特征參數，有助于建立兒童頭發健康狀況評估的標準，為研究毛發生長基本規律、毛發疾病，開發醫療和美容應用［12-13］奠定基礎。

圖2 不同年齡段兒童毛發表面的場發射掃描電子顯微鏡圖像（×1.0 k） 學齡前期組兒童毛小皮數目較嬰兒期組減少

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色素性皮膚病的診療新進展學習班通知

江蘇省常州市第一人民醫院定于2015年8月14-16日舉辦國家級醫學繼續教育項目“色素性皮膚病的診療新進展”學習班［項目編號2015-04-12-032（國）］。學習期滿授Ⅰ類學分6分。屆時將邀請知名教授做主題演講及典型病例展示。費用500元（含資料費），食宿統一安排，費用自理。聯系方式：江蘇省常州市局前街185號常州市第一人民醫院皮膚科，郵編213001，聯系人：徐斌，手機 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

作者單位：100123北京，民航總醫院皮膚科（馮華、胡亞紅、王婷琳、徐宏俊、王劍磊、王琪），民用航空醫學研究所（劉鐵兵），病理科（林秋蘭）

10.3760/cma.j.issn.0412-4030.2015.07.008

2013年中華醫學會-歐萊雅中國人健康毛發研究項目（H2013101011）

馮華，Email：13311063416@189.cn

2014-09-01）

（本文編輯：顏艷）