Волосы под микроскопом • EstPortal
Раневскую спросили: «Какие, по вашему мнению, женщины склонны к большей верности: брюнетки или блондинки?»
Не задумываясь, она ответила: «Седые!»
Что необходимо знать парикмахеру о волосах
Мечта стать блондинкой посещает самые разные головы – и тёмные, и светлые, и даже рыжие. А если учесть, что волосы отличаются друг от друга не только цветом, но и множеством других признаков, становится ясно – чтобы блондирование удалось, парикмахер должен знать о волосах всё. И даже больше.
Волосы как они есть
Что собой представляют волосы с научной точки зрения? «Волосы – составная часть защитного покрова», – отвечает толковый словарь, то есть, проще говоря, волосы – это часть кожи. Именно поэтому между волосами и кожей, как между всякими «близкими родственниками», наблюдается очевидное сходство: чем тоньше кожа, тем тоньше волосы и наоборот. Ещё одна интересная закономерность — общее количество волос на голове зависит от их «масти». Так, например, у брюнетов их около 150 тысяч волос, у блондинов – 100 тысяч, у рыжих – приблизительно 80 тысяч. При этом каждый волос является автономным центром роста и «небольшим заводом» по производству цвета. Конечно, учёные не ограничились визуальным изучением такого интересного объекта. Положив волос под микроскоп, они выяснили, что он представляет собой довольно сложный орган. Видимая часть волоса называется 
Строение волоса. Волосы растут из верхнего слоя кожи (эпидермиса). Видимая часть волоса называется стержнем, а невидимая — волосяным корнем.
Слой за слоем
Если изучить под микроскопом поперечный срез волоса, можно увидеть, что он состоит из нескольких слоёв.
Самый верхний слой – кутикула. Его образуют плоские чешуйки кератина, которые расположены таким образом, что каждая предыдущая чешуйка частично прикрывает последующую. От «целости и сохранности» кутикулы зависит не только благополучие нижних слоёв волоса, но и внешний блеск. Надо заметить, что неповреждённая кутикула обнаруживается лишь на расстоянии 6 см от поверхности кожи. Но почему?! Оказывается, виной тому – агрессивные механические и химические воздействия (слишком энергичное расчёсывание, окрашивание, завивка). Если кератиновые чешуйки здоровых волос напоминают аккуратно уложенную черепицу, то у повреждённых волос эта «черепица» – лежит «зазорами», отдельные чешуйки приподняты или даже лежат не в том направлении. Деформированные чешуйки цепляются друг за друга, провоцируя спутывание волос. Попытки их расчесать приводят к тому, что расчёска вообще «слущивает» кутикулу. Оставшиеся без защитного слоя волосы становятся ломкими и не блестят, потому что беспорядочные чешуйки не могут отражать свет. Поэтому за волосами, особенно если они длинные, обязательно нужно ухаживать. Скептики могут возразить – какой в этом смысл, если единственная «живая» часть волоса – это корень, а видимый глазу стержень образуют давно ороговевшие клетки? Да, это так. Но, как вы можете заметить, структура волоса похожа на волокно, и ухаживать за волосами нужно как за волокном – то есть косметические средства должны защищать целостность этого волокна, не позволять ему разрушаться.
Второй слой волоса носит название кортекс или корковый слой. Он занимает 90 % толщины волоса и обеспечивает ему эластичность и прочность.
Именно в кортексе находятся пигменты, ответственные за цвет волос, и именно здесь происходят все химические и физические процессы во время окраски и химической завивки.
Строение кортекса. По своей структуре волос напоминает волокно и состоит из множества перекрученных между собой кератиновых протеинов.
В самой сердцевине волосяного стержня находится медулла или мозговое вещество
Слово о цвете
Природный цвет волос зависит от количества красящих веществ – меланинов, или пигментов, находящихся в клетках коркового слоя волоса. Биологи различают два вида пигментов – эумеланин (чёрно-коричневый цвет) и феомеланин (жёлто-красный цвет). Они отличаются друг от друга и формой гранул: эумеланин имеет удлинённую форму, а феомеланин – овальную или круглую. Другое название этих пигментов – гранулированный и диффузный. Комбинации этих пигментов, плотность их расположения в клетках волоса и количество воздуха, который «разбавляет» пигмент, и дают всю гамму цветовых оттенков. В соответствии с индивидуальной генетической программой пигменты синтезируются специальными клетками – меланоцитами.
Чем выше концентрация пигментов (обеих групп), тем темнее волосы. Количество чёрно-коричневых пигментов отвечает за уровень глубины тона, а вот жёлто-красный феомеланин определяет фон осветления. Каждому уровню глубины тона соответствует определённый фон осветления.
1.Седой волос. 2. Жёлто-красный пигмент феомеланин. 3. Чёрно-коричневый пигмент эумеланин.
Волосы принято делить на 10 уровней глубины тона
Между прочим, это только кажется, что все без исключения волосы имеют цвет. Если взглянуть на очень светлые волосы через микроскоп, видно, что они прозрачные. Когда на них падает свет, одна его часть отражается и придаёт волосам блеск, а другая проходит через волосы, частично поглощается и снова выходит, придавая волосам оттенок, который мы и воспринимаем невооружённым глазом. С цветом связана одна из самых главных загадок волос, а именно – появление седины. Учёные до сих пор не выяснили, почему со временем синтез феомеланина и эумеланина в волосах прекращается, и они становятся седыми.
Кстати, из-за того, что волосы ведут автономное существование, они никогда не седеют одновременно.
По материалам “Теория блондирования и мелирования”
Строение волос под микроскопом
11 Декабря 2018 года
Волос состоит из корня и стержня. Корень волоса представляет собой сложную структуру, в которую входит волосяная луковица. В луковице волоса находится его ростковая часть — волосяной фолликул. Он состоит из дермального сосочка и окружающих его эпителиальных клеток корневого влагалища.
Клеточный состав волосяного фолликула представлен:
- меланоцитами, отвечающими за цвет волос;
- фибробластами, продуцирующими коллаген;
- кератиноцитами, синтезирующими кератин — основное вещество стержня волоса;
- клетками железистого эпителия, вырабатывающими себум;
- незрелыми клетками — предшественниками фибробластов и кератиноцитов.
Рядом с фолликулом расположены сальная, потовая железы и мышца-подниматель волоса. Основная часть корня волоса расположена в дерме и лишь малая его часть (дермальный сосочек) — в подкожной жировой клетчатке.
Доказано, что гиподермальный слой поддерживает и стимулирует рост волос — именно поэтому при его истончении (на фоне голодания, химиотерапии и других агрессивных воздействий) рост волос замедляется и происходит их выпадение. Кровоснабжение и питание волос происходит за счет дермального сосочка, соединенного с кровеносными сосудами и нервами.
Стержень волоса имеет слоистую структуру: снаружи он покрыт кутикулой, выполняющей защитную функцию. Она состоит из чешуек, напоминающих черепицу, которые соединены между собой липидной прослойкой. Кутикула защищает волосы от действия высоких температур, избыточной влажности, холода. При ее разрушении волосы становятся пористыми, сухими и ломкими, их структура повреждается.
За кутикулой расположен кортикальный слой, состоящий из кератиноцитов: он составляет основу стержня волоса и отвечает за его гибкость и прочность.
В некоторых (жестких и седых) волосах имеется глубокий, медуллярный слой, ответственный за теплоизоляцию.
Волос под микроскопом. Как его исследовать?
Изучать микромир можно с различных точек зрения. Один из самых лёгких и доступных способов наблюдений — это изучение волос под микроскопом. Достать такой микропрепарат просто: возьмите человеческий волос либо шерстинку любого домашнего питомца, а затем внимательно рассмотрите её через домашний микроскоп.
Строение волос и методика их изучения
Волосы и шерстинки не нуждаются в специальной подготовке или обработке. Для наблюдения будет достаточно изучить их методом проходящего света. Положите между двумя стёклышками, покровным и предметным, небольшой участок волоса длиной от 1,5 до 2 см. Теперь нужно поместить готовый микропрепарат под объектив микроскопа и опустить предметный столик до конца.
Переходим к процессу фокусировки: плавно поднимаем предметный столик, без рывков, со включенной нижней подсветкой. Спустя пару секунд вы сможете увидеть волосок, который покажется вам размером с человеческий палец. При увеличении от 100 до 400 крат хорошо видна структура объекта: луковица, чешуйки и стержень. Также при хорошем освещении станут видны естественные повреждения волоска в виде изломов и секущихся кончиков, если они есть.
Если вы будете использовать волоски и шерстинки, взятые от разных животных и людей, то увидите большую разницу в их структуре и цвете.
Что ещё могут показать наблюдения?
Прежде всего, такие наблюдения могут показать, насколько здоровы волосы человека или шерсть животного. У здорового волоска чешуйки плотно прилегают одна к другой, а внешне он выглядит аккуратным и блестящим. Если же волосы тусклые и плохо слушаются, их чешуйки будут выглядеть небрежно и топорщиться в проходящем свете.
При изучении волос под микроскопом вы также можете запечатлеть весь процесс исследований на фото или видео.
Для этого понадобятся цифровой микроскоп, имеющий USB-шнур, и возможность подсоединения к компьютеру. При этом, нет необходимости проводить съёмку на большой кратности: увеличения во 100 крат вам вполне хватит.
Трихоскопия шерсти – статья о лечении животных ИВЦ МВА
Трихоскопия шерсти – это очень простой и эффективные метод визуальной диагностики волос, взятых с тела пациента.
Трихоскопия практически безболезненная процедура. Врач, специальным зажимом, забирает, выщипывает небольшой пучок волос. Так же волосы могут забираться на прозрачный липкий скотч.
Для повышения вероятности нахождения некоторых паразитов, таких выщипов требуется несколько. Это очень удобный метод для взятие материала с трудных участков кожи – вокруг глаз, из области межпальцевых пространств.Затем врач помещает волосы на стекло и осматривает их под микроскопом.
Что же может увидеть доктор при таком исследовании?
Оценивается качество волоса, его строение, его волосяная луковица .
Это один из важных методов исследования при подозрении на дерматофитию у животных (лишай). Под микроскопом хорошо видны волосы, пораженные грибковой инфекцией и споры грибов.
Рис. 1 Волосы пораженные дерматофитиами.
Так же по количественному соотношению живых ( растущих) волос и спящих, можно увидеть нарушение цикла линьки. Предположить о наличии эндокринных или метаболических нарушения в организме, которые отражаются на коже и шерсти.
Многие паразиты живущие на коже или в волосяном фолликуле попадают под микроскоп врачу при трихоскопии.
Хорошо видны вши, которые прикрепляют свои яйца к стержню волоса.
Рис.2 Яйца вшей прикрепленные к волосу.
Клещи хейлетелла, паразитирующий в верхнем роговом слое кожи, отлично попадается на липкий скотч вместе с волосками.
Рис.3 Клещ Cheyletiella.
Клещи демодекс, живущие в волосяном фолликуле, выщипываются вместе с луковицей волоса, крепко за нее держась.
Рис. 4 Клещи Demodex canis.
Трихоскопия – тот метод диагностики, который используется врачами дерматологического отеделния ИВЦ МВА в повседневной практике, в сочетаниями с другими методами диагностики для постановки достоверного диагноза.
Вернуться к списку
Строение волос | Полезные статьи на сайте клиники Телос Бьюти проф.
Строение волос довольно интересно, рассматривая его не перестаешь удивляться предусмотрительности природы.
Волос как дерево делится на ствол (стержень) и корень.
Стержень волоса – это его видимая часть, торчащая над поверхностью кожи и создающая столь неповторимый облик каждого из нас. Корень волоса находится в дерме, в особом углублении – волосяном мешочке. В совокупности с окружающими его тканями образует волосяной фолликул (волосяную луковицу). Эти ткани формируют наружное и внутреннее корневые влагалища и волосяно-железистый комплекс (сальная и потовая железы; мышца, поднимающая волос; кровеносные сосуды и нервные окончания). Мы рождаемся на свет с определенным количеством таких фолликулов, величина эта генетически запрограммирована, и тут уж ничего изменить нельзя. Хотя, быть может, в недалеком будущем ученые смогут перепрограммировать эту наследственную информацию, – сейчас для этого созданы все предпосылки. Впрочем, это практически лишено смысла, поскольку запас в 1 млн. корневых волосяных луковиц используется нашим организмом далеко как не полностью – всего 100-150 тысяч превратятся в волосы. Так что, скорее всего, было бы рациональным научиться “будить посадочный материал” уже имеющийся у нас в запасе.
Нижняя, расширенная честь корня волоса называется луковицей, именно за счет нее происходит рост волоса, а также образование и формирование новых волос. В луковицу вдается волосяной сосочек, содержащий кровеносные сосуды, через которые и обеспечивается ее питание.
Волосяной фолликул является уникальным мини-органом, который играет важную роль в процессе роста волос. В волосяной мешочек выводятся протоки сальных желез, которые своим секретом смазывают волос, придавая ему эластичность, гибкость и блеск. Поэтому внешний вид и здоровье волос напрямую зависят от работы сальных желез. И здесь, как говориться, нужна золотая середина. Если жира мало, то волосы будут сухими, тусклыми и ломкими. Если много – волосы быстро загрязняются и становятся жирными.
Растущий волос – это сложный коктейль веществ и химических реакций. Каждый фолликул включает в себя семь разных видов клеток, которые взаимодействуют с другими клетками – нервными и кровяными. Более того, целая система отвечает за реализацию различных генетических программ, которые являются причиной созревания, роста, отмирания и возрождения различных участков в определенное время. Ученые установили, что цикл роста волос зависит от более чем дюжины возрастных особенностей и белков. Белки должны быть представлены в определенных группах и концентрациях, в противном случае волос перестает расти.
Некоторые клетки имеют специальные рецепторы – участки, которые принимают химические сигналы, используемые клетками для общения между собой. У мужчин фолликулы на волосистой части головы и на подбородке имеют рецепторы к тестостерону.
Если рассмотреть продольный срез волоса под микроскопом, можно увидеть, что стержень волоса состоит из нескольких слоев: кутикулы, коркового и мозгового вещества. Кутикула волоса состоит из ряда плоских, прозрачных, продолговатых ороговевших клеток, корковое вещество – из веретенообразных эпителиальных клеток, содержащих растворенный пигмент. Кроме того, в них же находятся зернышки пигмента. Сочетания диффузного пигмента и зернышек пигмента дают многообразную окраску волос. В середине волоса находится мозговое вещество. Клетки мозгового вещества богаты воздухом, находящимся между ними.
Благодаря своему композитному (слоями) строению волосы очень прочны и обладают гигроскопичностью (могут удерживать влаги до 50% своего веса), эластичностью; хорошо гнутся, могут быть вытянуты на 1/3 своей длины. Волос растет из кожи не всегда перпендикулярно, а под углом, причем этот угол у разных людей и на разных участках кожи различен. Чем сильнее волос наклонен, тем сложнее определенным образом причесать волосы, так как они не желают укладываться в другую сторону.
Распределение волос на коже также подчинено определенной закономерности. В определенных они сходятся кругами в одной точке, от которой потом расходятся, что породило массу легенд и историй. А так же существует другой необъяснимый факт – у одних и тех же людей в момент важных событий и перемен в жизни направление волос может изменяться.
Трихография (трихоскопия) | Ветеринарная клиника доктора Шубина
Трихография – исследование под малым увеличением микроскопа выдернутого волоса. Данный вид исследования применяется при оценке следующих состояний: самоиндуцированная алопеция, дерматофитоз, алопеция разбавленного цвета, пищевая и врожденная дисплазия волоса, узловой трихорексис, трихоптилоз, трихомаляция, пили торти, анаген и телоген алопеция, эндокринные алопеции, пигментарные нарушения растущих волос, демодекоз.
Трихографию проводит захватыванием небольшого пучка волос кончиками пальцев или зажимом с резиновыми губками и выдергиванием его по ходу роста волос. Полученный пучок перемещается на предметное стекло, смачивается минеральным маслом, накрывается покровным стеклом и исследуется при малом увеличении микроскопа.
Цикл роста волос состоит из фазы роста (анаген), регрессии (катаген), отдыха (телоген), и выпадения (экзоген). Луковица анагена – круглая, гладкая, клюшкообразная, блестящая, зачастую пигментированная и мягкая так что это вызывает изгиб корня волоса.
Луковица телогена булаво- или копьеобразная с грубой поверхностью, непигментированная и чаще прямая. Луковица катагена редко обнаруживаются, она имеет промежуточный вид между луковицей анагена и телогена. Нормальный волос однороден в диаметре и постепенно снижается к концу. Животные с вьющимися волосами имеют соответствующую структуру. Все волосы должны иметь хорошо различимую кутикулу, корковое и мозговое вещество. Окраска волос должна быть однородной.
При трихографии волос здоровых взрослых животных выявляется различные сочетания фаз анагена и телогена (примерно 50/50). Соотношение анагена к телогену может быть определено при подсчете 100 волос, но данный подсчет редко используется ввиду отсутствия достоверных данных о норме.
Если все волосы находятся в стадии телогена, это может говорить о том что у животного телоген алопеция или фолликулярный ареста. Большое количество волос в стадии телогена может говорить о пищевой, эндокринной или метаболической алопеции.
При исследовании стержня волоса, обращают внимание на искривление и неоднородность по толщине – это может быть признаком пищевых или метаболических заболеваний а также врожденных аномалий. Волос с нормальным стержнем но обломанным или с продольным расщеплением говорит о наружной травме при вылизывании или расчесывании. Сломанный волос с нормальным стержнем может наблюдаться при алопеции разбавленного цвета и других врожденных алопециях. Фолликулярные слепки наблюдаются при заболеваниях сопровождающихся аномалиями кератинизаци (пр. себаденит, первичная себорея, фолликулярная дисплазия и эндокринопатии).
Фото 1. Волос в стадии анагена.
Фото 2. Волос в стадии телогена.
Фото 3. Волос кошки, пораженный дерматофитами.
Фото 4. Возбудитель демодекоза, полученный при трихографическом исследовании.
Валерий Шубин, ветеринарный врач, г. Балаково
Ресницы под микроскопом
Ресницы – это волосяной покров, окаймляющий глаз сверху и снизу.
Длина этих образований может составлять до 10мм (верхнее веко) и менее 7 мм на нижнем веке. Срок жизни ресниц разисит от физического состояния организма человека и колеблется в интервале 100-150дней. Ресницы возобновляемы, и одновременно на поверхности верхнего века может присутствовать 150-250 ресниц, на нижнем – 50-150.
Толщина ресниц также неоднородна и зависит от происхождения человека: у азиатов они толстые и короткие, у европейцев – длинные и более тонкие.
Ресницы растут на протяжении всей жизни человека, постоянно обновляясь. Со временем меняется их структура – они становятся более тонкими, короткими, теряют некоторую часть пигментных клеток и, соответственно, светлеют. Эмбрионально ресницы закладываются на 8-й неделе.
Микроскопическое строение ресниц.
Ресничка состоит из тела (стержня) и корня, заканчивающегося волосяной луковицей. Корень с луковицей располагаются в волосяном фолликуле и отвечают за деление и рост клеток. Корень по отношению к краю века находится на расстоянии в 2 мм.
В поперечном разрезе ресницы отчетливо видны 3 слоя:
- наружный – кутикулярный. Кутикула представлена уложенными в виде черепицы клетками, толщиной в 6-9 слоев. Направление роста – от корня волоса к его кончику. В отличие от волос головы, ресницы более гладкие за счет достаточного слоя межклеточного вещества, который связывает «черепичные» клетки между собой. Кутикулярный слой носит защитную функцию;
- Кора – корковый слой. Он расположен непосредственно под кутикулой и состоит из ороговевших клеток имеющих форму веретена. Каждая клетка содержит в составе гранулы пигмента меланина, отвечающего за окраску ресницы. Общий слой кортекса придает структуре прочность из-за находящихся в его составе белковых структур кератина – спиральных нитей, соединенных дисульфидными связями.
- Медула (сердцевина ресницы) – состоит из неороговевших клеток кубической формы. Межклеточное пространство медулы заполнено пузырьками с воздухом.
Нижняя часть волоса – волосяная луковица. Она имеет расширенную форму и состоит из активно делящихся клеток. Волосяная луковица окружает дермальный сосочек, который содержит большое количество гемокапилляров. За счет этого образования волос ресницы получает питание с током крови.
Современные микроскопы дают возможность получить макрографическое изображение ресниц в 3Д. В густых, крупных стволах, вырастающих из шелушащейся поверхности, сложно узнать ресницы человека. Тем не менее, это именно они – предмет гордости каждой красавицы, стремящейся сделать их более пушистыми и длинными. Рассмотреть ресницы вам помогут следующие микроскопы:
Плесень под микроскопом
Под названием «плесень» объединяют разного рода микроорганизмы, охотно поселяющиеся на разных поверхностях. Распространенные повсюду, они присутствуют в воздухе, в пище. Среди плесневых грибов много паразитических видов, именно поэтому важно изучать их, чтобы знать врага и друга в лицо!
Кирпич под микроскопом
Один из наиболее важных строительных материалов – кирпич. Он состоит из минеральных материалов и легкоплавкой глины, обладает прочностью, стойкостью к морозам и воздействию воды.
Волосы под микроскопом – Rs ‘Science
Поделиться – это забота!
Прически – часть нашей повседневной жизни, но вы когда-нибудь действительно смотрели на свои волосы под микроскопом?
В этом посте я расскажу о функциях, структуре и, наконец, о микроскопическом изображении волос.
[На этом рисунке] Волосы под сканирующим электронным микроскопом (SEM) и составным микроскопом.
Вы можете увидеть чешуйку (кутикулу) на поверхности.Человеческий волос составляет около 70 микрометров в ширину.
Источник фото: science image
Биология волос
Функция волос
Волосы – характерный атрибут млекопитающих. Он отличается от рыбьей чешуи и птичьих перьев.
Мех – это густой волосяной покров, покрывающий кожу многих млекопитающих. Он состоит из комбинации более длинных остевых волос сверху и более коротких флисовых волос (также известных как под мехом или пуховыми волосами) под ними.Защитный волос препятствует попаданию влаги на кожу; Подшерсток действует как изолирующее одеяло, согревающее животное.
Теплоизоляция
Основное назначение волос – обеспечить теплоизоляцию . Животные, живущие в более холодном климате, обычно покрыты более толстым слоем шерсти (также называемой пальто или шерстью). Например, у овцебыка густой остевой волос составляет 30 см (12 дюймов) в длину. Некоторые пустынные млекопитающие, такие как верблюды, используют густой мех, чтобы солнечное тепло не достигало их кожи, позволяя животному сохранять прохладу.Люди, которым не нужна дополнительная защита от холода из-за развития одежды, относятся к числу наименее волосатых млекопитающих.
[На этом рисунке] Аляскинский овцебык имеет очень плотный слой меха.
Фотография предоставлена: Бюро землеустройства
Гидроизоляция
Мех также выполняет функцию гидроизоляционного слоя . Водные млекопитающие, такие как бобры и выдры, улавливают воздух в своей шерсти, чтобы сохранить тепло, сохраняя кожу сухой.
Защита
Hair также обеспечивает защиту животных.У дикобразов и ежей есть свои шипы, которые представляют собой полые волоски, жесткие из-за кератина. Цвета и узор меха можно использовать для маскировки в зависимости от среды обитания животных. Нижняя часть волосковых клеток окружена нервами, поэтому волосы также являются сенсорным органом. Щетинки – длинные волоски, которые обычно используются в визуальных сигналах, например, в гриве льва.
Базовая структура волос
Волосы можно охарактеризовать как длинные нитевидные выросты из фолликулов кожи млекопитающих.
Волосы состоят в основном из белка, называемого кератином . Подробно базовая структура волос может быть разделена на три анатомических области: кутикулы , коры и мозгового вещества .
[На этом рисунке] Структура волос: кутикула, кора и продолговатый мозг.
Фотография предоставлена: Bigen
Кутикула
Кутикула – это внешний слой волос, который действует как защитная чешуя. Кутикула состоит из перекрывающихся прозрачных кератиновых клеток.Эти клетки мертвые и ороговевшие, но сохраняют свои кератиновые волокна, устойчивые к химическим веществам и защищающие кору головного мозга от химического воздействия.
Состояние слоя кутикулы определяет гладкость и блеск ваших волос, потому что их можно увидеть и потрогать. Кутикула может быть повреждена химическими процессами, чрезмерным воздействием солнечного света (УФ), чрезмерным нагревом от сушилки, неправильной чисткой и расчесыванием, чрезмерно хлорированной водой в бассейне и т. Д.
При обработке кондиционеров применяются только дополнительные химические слои, чтобы сделать волосы выглядят гладкими и блестящими.Поврежденная кутикула не может восстановиться сама по себе, если она повреждена из-за отсутствия жизнеспособных клеток.
[На этом рисунке] Кутикула на поверхности определяет состояние волос.
Фотография предоставлена: Bigen
Cortex
Cortex – это основная часть волос, в которой удерживаются влага и естественный пигмент (меланин). Никакая другая часть волос не содержит пигментов. Количество меланина, содержащегося в коре головного мозга, определяет естественный цвет ваших волос.Некоторые средства для окрашивания волос, особенно при осветлении, воздействуют на меланин. В седых волосах отсутствует меланин.
Кора состоит из удлиненных и веретеновидных (веретенообразных) клеток.
Кора головного мозга может содержать воздушные пространства, называемые корковыми слияниями, пигментные гранулы и большие овальные структуры, называемые яйцевидными телами.
Медулла
Медулла – это центральная сердцевина волос, которая может присутствовать или отсутствовать. Он может быть заполнен воздухом и в таком случае в проходящем свете микроскопа будет выглядеть как черная или непрозрачная структура.Если мозговое вещество присутствует, его структура может быть непрерывной или фрагментированной. Пока не ясно с научной точки зрения, почему это происходит.
Принципиальная схема микроструктуры волос. Обратите внимание, что кутикулярные чешуйки всегда направлены от проксимального или корневого конца волоса к дистальному или кончику волоса.
[На этом рисунке] Схематическая диаграмма микроструктуры волос.
Обратите внимание, что кутикулярные чешуйки всегда направлены от проксимального или корневого конца волоса к дистальному или кончику волоса.
Как растут волосы?
Наши волосы растут из фолликулов. Волосяной фолликул находится в дермальном слое кожи и состоит из 20 различных типов клеток, каждый из которых выполняет свои функции.
[На этом рисунке] Строение волосяного фолликула.
Источник фото: wiki
Волосы можно разделить на две части в зависимости от их положения. Часть волоса, которая остается под кожей внутри фолликула, называется корнем волос .Основание корня волоса называется волосяной луковицей. Волосяная луковица окружена кровеносными сосудами и получает питательные вещества для образования новых волосковых клеток.
По мере того, как в волосяной луковице образуются новые волосковые клетки, существующие волосы поднимаются над поверхностью кожи и становятся частью стержня волоса . В то же время эти клетки также подвергаются процессу созревания, называемому кератинизацией, когда они теряют свое ядро (мертвые клетки) и заполняются волокнистым белком, называемым кератином.
Таким образом, волосы можно описать просто как пряди ороговевшего белка.
Криминалистика волос
Трихология – это научное исследование волос. Наши знания в области трихологии не только полезны для лекарств и косметики, но трихология также является ценным инструментом для криминалистов, чтобы выяснить правду за кулисами преступлений.
Исследование волос под микроскопом является важной частью судебно-медицинских исследований. Как и отпечатки пальцев, тип волос индивидуален для каждого человека.У нас есть мягкие, средние, жесткие, густые, жесткие, прямые, вьющиеся, поврежденные, окрашенные волосы – с многочисленными комбинациями всего вышеперечисленного. Волосы также поглощают химические вещества (например, металлы) из окружающей среды, когда они растут. Все эти свойства могут быть использованы в судебной медицине для идентификации отдельных лиц.
Еще одна причина, по которой волосы являются ценным инструментом для криминалистических исследований, – это их долговечность. Волосы более устойчивы к гниению, чем большинство других тканей и жидкостей организма, поэтому остаются неповрежденными гораздо дольше, чем другие доказательства.Такая долговечность делает волосы одним из наиболее часто встречающихся улик на местах преступлений.
Судмедэксперты проводят три основных анализа волос
Морфология под микроскопом
Судмедэксперты рассматривают волосы под микроскопом , чтобы собрать доказательства, основанные на морфологии . Обычно они изучают чешуйчатый узор волос, их цвет и внешний вид мозгового вещества. Опытный судмедэксперт может легко определить, принадлежит ли образец волоса человеку или животному.Сравнивая разные образцы волос, они также могут определить, принадлежат ли они конкретному человеку.
Химический состав стержня волоса
Судмедэксперты могут проверить стержень волоса на его химический состав .
Например, химический анализ волос может определить, употреблял ли человек лекарство или испытывал дефицит питательных веществ. Все эти данные могут предоставить ценную информацию о состоянии тела владельца волос.
ДНК клетки у корня волоса
Судмедэксперты могут получить ДНК из клеток в корне волос.Эти образцы ДНК могут предоставить убедительные доказательства того, кому принадлежат волосы.
[На этом рисунке] Практическое руководство и руководство, используемое ФБР для микроскопического анализа следов волос. Вы можете скачать и прочитать на сайте.
Чтобы узнать больше о том, как судебно-медицинские эксперты работают с доказательствами волос в ФБР, перейдите по этой ссылке: https://archives.fbi.gov/archives/about-us/lab/forensic-science-communications/fsc/july2000/deedric1. htm
Сравнительная микроскопия
Микроскопы для сравнения, которые позволяют видеть два объекта (например, волосы или волокна) бок о бок, являются мощным инструментом судебной медицины.
Микроскоп сравнения состоит из согласованной пары составных микроскопов с обычными предметными столиками. Эти ступени были объединены системой линз, призм и зеркал в так называемом оптическом мосту. Мост позволил исследователям одновременно наблюдать и сравнивать два физически разделенных, но оптически соединенных объекта в одном поле зрения. Это поле зрения было разделено оптической линией волос.
[На этом рисунке] (A) Микроскоп сравнения.Источник: Ken-a-vision Microscopes. (B) Пример параллельного сравнения двух образцов волос, чтобы определить, принадлежат ли они одному и тому же человеку. Источник: kfrazierforensics. (C) Разделенное изображение для расследования огнестрельного оружия. Источник: микроскопы Ludesco.
Микроскопия волос
Волосы под стереомикроскопом
Стереомикроскоп хорош для первоначального исследования волос перед переходом к сложному микроскопу.
Под стереомикроскопом вы можете легко наблюдать основные характеристики, такие как цвет, форма, текстура и длина волос.
Ниже приведено изображение, чтобы напомнить вам разницу между составным микроскопом и стереомикроскопом. Мы также написали пост о том, «Как выбрать составной микроскоп или стереомикроскоп».
[На этом рисунке] Разница между составным и стереомикроскопом.
Материалы, которые могут вам понадобиться:
- Различные образцы волос – попробуйте собрать разные типы волос, например, волосы на теле человека (на разных участках тела), волосы разных людей, волосы животных, например собак и кошек, и т. Д.
- Стереомикроскоп (также можно использовать цифровой USB-микроскоп)
- Пинцет
Что вы можете искать?
Пинцетом аккуратно подберите и поместите прядь волос под маломощный стереомикроскоп. Понаблюдайте и посмотрите, есть ли различия между разными типами волос.
Под стереомикроскопом вы должны увидеть форму волос (прямые, закрученные и т. Д.), А также цвет пряди волос.При большем увеличении вы также можете увидеть вид текстуры на поверхности волос. При просмотре разных типов волос вы также можете различать их по определенным характеристикам, например, по толщине между разными прядями.
[На этом рисунке] Человеческий волос под стереомикроскопом при 5-кратном увеличении.
Фотография предоставлена: Microscope World
Волосы под сложным микроскопом
Составной микроскоп имеет большую мощность, чем стереомикроскоп, для детального изучения структуры волос.Однако свет должен проходить через образец волос, чтобы получить четкое микроскопическое изображение. Есть две основные процедуры, которые можно использовать для просмотра различных структур волос.
Метод 1. Изготовление слепка с помощью прозрачного лака для ногтей и просмотр «микрорельефа» волос.
Литье чешуи – очень полезный метод в биологии, ботанике, палеонтологии и даже судебной медицине. По сути, при литье окалины используется формовочный материал (например, клей) для создания копии поверхности, которую вы хотите исследовать.Хорошая масштабная отливка может сохранить мельчайшие детали текстуры поверхности (так называемый «микрорельеф »), чтобы вы могли изучить их под микроскопом.
Применяя технику литья под давлением к образцу волос, можно хорошо сохранить текстуру поверхности волос. Поскольку характеристики кутикулы (такие как размер, форма и расположение чешуек) являются критическими характеристиками волос, отливка волос очень полезна для биологов или судебно-медицинских экспертов для определения происхождения (человека или животного) происхождения волос. волосы.
[На этом рисунке] Пример чешуйчатого литого волоса.
Вы можете увидеть слой чешуйчатой текстуры на поверхности волос.
Возможные материалы:
- Лак для ногтей (прозрачный, не использовать цветные)
- Предметные стекла для микроскопа
- Пинцет или пинцет
- Различные образцы волос
- Составной микроскоп
Чтобы сделать предметные стекла для слепков, выполните следующие действия:
1.Нарежьте образец волос на 1-2 см длиной и приготовьте.
2. Нанесите на чистое предметное стекло микроскопа область размером с ноготь прозрачным лаком для ногтей.
Примечание : Латекс (для формования) можно использовать вместо лака для ногтей
3. Прежде чем лак для ногтей высохнет, быстро поместите прядь волос на область лака.
4. Дайте слайду постоять в покое на 10–15 минут, чтобы лак для ногтей высох.
5. Когда лак почти высохнет, с помощью щипцов вытяните волосяной покров из слайда.Иногда при удалении волосы могут ломаться на куски. Все в порядке. Постарайтесь вытянуть как можно больше волос. Необязательно удалять каждую прядь волос.
Примечание : лак для ногтей / латекс используется для прикрепления и удержания окалины, которая остается на слайде после удаления прядей волос.
6. Четкая копия, отражающая текстуру волос, останется на предметном стекле микроскопа. Ваш слайд готов к просмотру!
Примечание: Хотя лак для ногтей прозрачный, текстура шерсти на поверхности сохраняется.Под микроскопом вы можете различить взлеты и падения, которые представляют текстуру волос с контрастом тени. Более низкая интенсивность света может дать вам более высокий контраст и более качественные изображения.
Что вы можете искать?
Техника отливки чешуек идеальна для просмотра внешнего слоя волос , который содержит чешуйки (не для внутренней структуры пряди волос). После того, как пряди волос оторваны, чешуйки формы (или микрорельефа) остаются прикрепленными к предметному стеклу и могут быть просмотрены с помощью объективов с меньшим увеличением.
Изучите предметное стекло с помощью маломощного объектива микроскопа. Ищите впечатления от индивидуальных весов. Сравните разные типы волос и дифференцируйте характеристики чешуек.
Биологи изучают слепки волос, собранные у животных, для определения структуры чешуек. Расположение и форма волосяных чешуек могут сильно различаться от вида к виду и часто очень различимы. Ученые обычно делят шкалы на две основные категории:
- Венечный стержень – полностью охватывающий всю ширину стержня волоса
- Череповатый стержень – короткий, широкий и не охватывающий стержень волоса
[На этом рисунке] Примеры различных чешуек кутикулы волос млекопитающих.
Фото: MicrolabNW Photomicrography
Постарайтесь собрать как можно больше образцов волос разных типов (от людей и животных). Хорошо сделанные литейные слайды можно долго хранить в слайд-ящиках (вдали от пыли).
Вы можете создать свою собственную библиотеку коллекций волос.
[На этом рисунке] Коллекция слепков волос различных млекопитающих.
Обратите внимание, что увеличение каждого изображения разное. Кроме того, у каждого животного шерсть разных типов (сторожевой или флисовый) и расположение тела могут сильно отличаться.Для получения более подробной информации посетите этот веб-сайт: MicrolabNW Photomicrograph Gallery.
Метод 2: Изготовление целого предметного стекла для просмотра внутренних деталей (мозгового вещества)
Чтобы посмотреть на внутреннюю структуру волоса, например на мозговое вещество, идеально подходит цельный слайдер.
Возможные материалы:
- Предметные стекла для микроскопа
- Монтажная среда (это может быть вода или среда для влажной фиксации с 70% глицерином)
- Покровные стекла
- Пинцет или щипцы
- Различные образцы волос
- Составной микроскоп
Выполните следующие действия, чтобы создать всю монтировку слайды:
1.Нарежьте образец волос на 1 см длиной (меньше размера вашего покровного стекла).
2. Возьмите чистое предметное стекло микроскопа и поместите на него каплю монтажной среды или воды. Вы можете узнать, «как выбрать монтажный материал»
3. Поместите несколько прядей волос на каплю монтажного средства или воды.
4. Медленно опустите покровное стекло под углом. Позвольте одной стороне капли жидкости сначала коснуться покровного стекла. Это позволяет воздуху выходить с другой стороны. Вы можете использовать щипцы, чтобы контролировать покровное стекло.
5. Удалите излишки раствора, прикоснувшись папиросной бумагой к одной стороне покровного стекла.
6. Необязательно: Вы также можете запечатать все края покровного стекла суперклеем (или лаком для ногтей), чтобы предотвратить смещение покровного стекла и для длительного хранения.
Что вы можете искать?
Сначала исследуйте предметные стекла целиком под маломощными объективами микроскопа. Как только вы найдете правильный фокус, переключитесь на мощные объективы.
Густым волосам или волосам темного цвета может потребоваться более сильный свет, чтобы осветить их внутреннюю структуру.Изучите несколько источников волос (человек или животное или волосы с разных участков тела) и обратите внимание на различные внутренние особенности, такие как гранулы или воздушные пространства. Нарисуйте черты наблюдаемых вами волос или сделайте несколько снимков. Вы также можете измерить ширину волос, если у вас есть микроскопическая линейка.
Определение волос по внешнему виду мозгового вещества
Мозговое вещество – это центральное ядро клеток, которые могут присутствовать в волосах. Если он заполнен воздухом, в проходящем свете он выглядит как черная или непрозрачная структура.
Целая подставка позволяет изучить внешний вид мозгового вещества; однако мозговое вещество не всегда присутствует в волосах (особенно в человеческих волосах). Когда присутствуют мозговые оболочки, они часто демонстрируют отличительные различия между видами. Внешний вид мозгового вещества подразделяется на непрерывный (непрерывный), прерывистый (регулярные интервалы) или фрагментированный (нерегулярные интервалы).
[На этом рисунке] Схема трех основных типов костного мозга.
Различия в мозговом веществе человека и животных
Определение происхождения волос человека или животного – первый шаг судебно-медицинской экспертизы волос.В человеческих волосах мозговое вещество обычно имеет аморфный вид, тогда как в волосах животных их структура часто очень правильная и четко очерченная. Человеческие волосы обычно содержат тонкий (менее ⅓ диаметра волоса), фрагментированный или отсутствующий участок мозгового вещества. Волосы животных обычно имеют толстый продолговатый мозг (более половины диаметра волоса) с правильным рисунком.
[На этом рисунке] Типичное различие мозгового вещества между волосами человека и животных.
Внешний вид мозгового вещества человеческого волоса выглядит фрагментированным и неровным, в то время как мозговое вещество волоса мыши имеет периодический узор.
[На этом рисунке] Примеры различных мозговых структур волос млекопитающих.
[На этом рисунке] Коллекция медуллярных структур волос различных млекопитающих.
Самый интересный экземпляр – шерсть замороженного шерстистого мамонта, обнаруженная во льдах Сибири. Обратите внимание, что увеличение каждого изображения разное. Кроме того, у каждого животного шерсть разных типов (сторожевой или флисовый) и расположение тела могут сильно отличаться.Для получения более подробной информации посетите этот веб-сайт: MicrolabNW Photomicrograph Gallery.
Расширенная микроскопия биологии волос
Подобно другим областям биологических исследований, трихологии также способствуют развитию микроскопических технологий. Например, сканирующий электронный микроскоп (SEM) может выявить подробную текстуру поверхности волос (аналогично отливке чешуек, но с гораздо более высоким разрешением).
[На этом рисунке] Анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии воздействия тепла и обработки ферментативными гидролизатами на волосы.
А, Б – Контроль; C, D – после обработки ферментными гидролизатами и выпрямителем при 180 °; E, F – после обработки ферментативными гидролизатами без нагрева. Источник: BMC Biotechnology.
Комбинация флуоресцентного микроскопа и молекулярной биологии предоставляет биологам отличный инструмент для изучения роста волос, особенно стволовых клеток, находящихся внутри волосяных фолликулов. Эти знания могут улучшить наш успех в лечении выпадения волос из-за старения или болезней.
[На этом рисунке] (A) Анатомия волосяного фолликула. (B) Флуоресцентное изображение волосяного фолликула, показывающее два типа стволовых клеток. Цвета помечены антителами, которые могут распознавать специфические белковые маркеры на стволовых клетках.
Источник: Разработка.
Заключение
Превратите своих учеников в команду CSI и позвольте им раскрыть «преступление» с помощью анализа волос. Судебная тайна одновременно увлечет их и заинтригует, пока они изучают научные концепции.
Преподавание основных концепций физиологической науки интересно с точки зрения судебной медицины.Включая в научное образование подход, основанный на решении проблем, учителя привлекают своих учеников интересными и новаторскими способами. Лаборатории судебной экспертизы также обеспечивают «реальное» применение науки и математики.
Список литературы
«Под микроскопом: проведите судебно-медицинский анализ с помощью анализа волос»
«История анализа волос и волокон»
«Сравнительная микроскопия»
«Идентификация волос человека и животных»
«Волосы, волокна, преступления и улики» Дуглас В.Дидрик. Судебно-медицинская экспертиза, июль 2000 г. – Том 2 – номер 3.
«MicrolabNW Photomicrograph Gallery»
Похожие сообщения
Урок 5: Как выполнить слепку чешуек с помощью прозрачного лака для ногтей и см. «Микротопография»
Как выбрать правильный микроскоп (составной микроскоп или стереомикроскоп)
Поделиться – это забота!
под микроскопом: волосы | Управление науки и общества
Шампуни не питают, не оздоравливают, не наполняют энергией и не омолаживают волосы.Они не могут по той простой причине, что волосы не живые. Итак, что делают шампуни? Они чистят волосы. И у них это получается очень хорошо, потому что это не сложная задача. Разнообразные моющие средства отлично справятся с этой задачей. Более сложная задача для производителей – превратить простой раствор моющего средства в чудо-продукт, по крайней мере, в глазах общественности, добавив в него ингредиенты, призванные укрепить тело, улучшить состояние, защитить от загрязняющих веществ, увеличить блеск и ремонт повреждений.
Моющие средства – прекрасные чистящие средства. На самом деле у них двойной механизм действия. Во-первых, они уменьшают поверхностное натяжение воды, заставляя ее течь более свободно. Вода с растворенным моющим средством не образует шариков, но легко растекается, смачивая каждый уголок и трещину на поверхности. Во-вторых, молекулы моющего средства образуют прочные связи между маслами и водой. Один конец молекулы жирорастворим и заякоривается в любом масляном остатке. Другой конец – водорастворимый. Как следствие, когда раствор моющего средства смывается, молекулы моющего средства оттягивают любые жирные вещества от поверхности, к которой они прикреплены.Волосы покрыты кожным салом – натуральным маслянистым веществом, которое защищает волосы от высыхания. К сожалению, кожный жир также притягивает грязь. Итак, чистка волос в основном заключается в удалении грязного кожного жира. Самый дешевый шампунь сделает это так же, как и самый дорогой. Фактически, то же самое будет и с моющим средством для мытья посуды, которое содержит лаурилсульфат натрия, активный ингредиент большинства шампуней.
Лаурилсульфат натрия – отличное чистящее средство. На самом деле, его слишком эффективно использовать отдельно в шампунях. Он удаляет кожный жир с волос до такой степени, что они остаются очень сухими.И это не очень хорошо пенится. Не то чтобы это как-то связано с чисткой; это не так. Волосы можно эффективно очищать без пены. Но с пеной продаются шампуни, поэтому в нее добавляют усилители пены, такие как моноэтаноламин кокамида.
Чтобы уменьшить сушащий эффект лаурилсульфата натрия, его часто комбинируют с другими менее агрессивными, но, как правило, более дорогими моющими средствами, такими как лауретсульфат аммония. В шампунях, предназначенных для окрашенных или поврежденных волос, больше мягких моющих средств.Некоторые из них также будут включать пантенол, молекулу, которая может диффундировать в стержень волоса и связываться с белками, укрепляя их структуру.
Все шампуни, какими бы нежными они ни были, сталкиваются с общей проблемой. Когда защитный кожный жир удаляется, наружный слой волос, кутикула обнажается. В здоровых волосах они состоят из тонкого слоя полупрозрачных клеток, которые перекрывают друг друга, как черепица на крыше. В поврежденных волосах опоясывающий лишай более открытый и рваный. Соседние волосы могут тереться друг о друга, возникающее трение приводит к переносу электронов и возникновению статического заряда.Конечный результат – ужасное заболевание – расплывающиеся волосы.
В идеале шампунь должен разглаживать кутикулу и покрывать ее чистым слоем материала, похожего на кожный жир. Разглаживающий эффект достигается за счет регулирования кислотности шампуня. Пока pH шампуня составляет от 5 до 8, «опоясывающий лишай» исчезнет. Итак, все шампуни, независимо от того, утверждают они или нет, «сбалансированы по pH».
Замена загрязненного кожного жира чистым защитным покрытием – задача более сложная.В конце концов, откуда шампунь узнать, что он должен удалить одно жирное вещество и оставить после себя другое? Современные рецептуры «2 в 1» прошли долгий путь к решению этой проблемы. Силиконы, такие как диметикон, являются относительно нежирными материалами, напоминающими кожный жир. Они могут покрывать волосы, придавая им блеск и обеспечивая гладкую поверхность для облегчения расчесывания. Они также могут заполнить поврежденные участки, где кутикула была стерта.
С помощью хитроумной химии были разработаны методы удержания силиконов в суспензии в шампуне до тех пор, пока шампунь не будет смыт большим количеством воды.Таким образом, во время мытья головы, когда моющее средство активно, силиконы находятся в состоянии приостановки анимации. Когда шампунь смывается, силиконы активируются, покрывают волосы и оставляют их в хорошем состоянии. Результаты могут быть очень удовлетворительными, но все же 2 в 1 не могут сравниться по эффективности мытья шампунем и кондиционирования по отдельности.
@AdaMcVean
Распутывая волосатую науку
11 мая 2018
Сандра Кох, Ph.Д.
Докладчик: Сандра Кох, Ph.D.
Прическа и укладка – это часть нашей повседневной жизни, но действительно ли вы когда-нибудь смотрели на волосы под микроскопом? Во время этого короткого вебинара вы узнаете о микроструктуре волос, некоторых различиях между волосами человека и млекопитающих, а также о том, что можно определить с помощью микроскопического анализа. Вы узнаете, как готовятся образцы для анализа, и о разнообразии черт волос у людей и других млекопитающих.40 мин.
Просмотрите курс судебного анализа и сравнения волос, предлагаемый Колледжем прикладных наук Гука, членом McCrone Group.
Скачать слайды.
Скачать стенограмму.
Выписка
Чарльз Зона (Чехия): Добрый день, и добро пожаловать на еще один вебинар McCrone Group. Меня зовут Чарльз Зона, и сегодня мы приветствуем Сэнди Кох. Сэнди собирается поговорить с нами о судебно-медицинском анализе волос: «Распутывая волосатую науку», но прежде чем мы начнем, я хотел бы рассказать вам немного о Сэнди.
Сэнди проработала в ФБР более 16 лет следователем по следам. Она провела множество семинаров и коротких курсов по сбору улик на месте преступления и анализу следов. Сэнди – член Американской академии судебных наук и член-учредитель Американского общества следователей по следам. Последние пять лет она исследовала вариации микроструктуры человеческого волоса в Университете штата Пенсильвания и недавно защитила докторскую диссертацию. в биологической антропологии.Сэнди опубликовала статьи по таким темам, как судебно-медицинский анализ волос, волокон, повреждений тканей и идентификации перьев. Она также преподает курс судебно-медицинской экспертизы волос здесь, в колледже прикладных наук Гука, входящем в группу McCrone.
Этот веб-семинар записывается и будет доступен на веб-сайте McCrone Group на вкладке «Веб-семинары». А сейчас передам программу Сэнди.
Сандра Кох (Словакия): Спасибо, Чак. Я надеюсь, что у всех хороший день.Сегодня я хотел бы распутать, если хотите, некоторую информацию о волосах и то, что мы можем определить с помощью анализа волос с помощью микроскопа.
Итак, что же такого особенного в волосах?
Волосы – одна из отличительных черт млекопитающих. Он обеспечивает определенную защиту нашей кожи, и некоторые млекопитающие адаптировали сезонное изменение цвета своей шерсти, что помогает маскироваться в окружающей среде. На этом верхнем правом снимке вы можете увидеть разницу между полярной лисой в летние и зимние месяцы.Это действительно помогает им почувствовать маскировку в окружающей среде.
Арктическая лиса. Слева – летнее пальто; правильно, зимнее пальто.Помимо защиты, шерсть также может помочь животному регулировать температуру тела – поэтому в зимние месяцы у многих животных растет более толстая шерсть, чтобы поддерживать температуру тела, но к лету они сбрасывают эту толстую шерсть на ту, которая немного менее густая. и больше подходит для летних температур.
Волосы также могут расширять наши тактильные ощущения за пределы нашего тела.Если вы посмотрите на эту картинку с усами – это помогает многим млекопитающим ощущать движение воздуха и расширять их способность ощущать свое место в окружающей среде. У людей даже есть такой аспект, как вы можете видеть по мурашкам по коже; волосы встают дыбом. Если вы когда-либо чувствовали, что можете чувствовать больше движения воздуха вокруг своего тела, и, кажется, у вас больше осязательных ощущений.
Волосы также могут использоваться для обозначения нашей религии или культурной самобытности. Он подает сигналы другим, например, предупреждения об опасности, поскольку этот белый хвост олень подает другим животным в этом районе.
Волосы изучаются во многих различных научных дисциплинах:
- Судмедэксперты заинтересованы в микроскопическом исследовании волос, чтобы выяснить, кто мог быть причастен к делу, и выяснить, что могло произойти.
- Антропологи изучают различия в морфологии и микроструктуре волос, чтобы понять аспекты эволюции человека, а также различия внутри и среди человеческих популяций.
- Генетики работают над определением генов, ответственных за многие формы волос, и добиваются больших успехов.
- Биологи продолжают делать новые открытия о росте и развитии волос, а также о клеточных структурах внутри волос.
- Косметическая промышленность – они изучают волосы, чтобы разработать и протестировать продукты, которые многие из нас используют ежедневно.
- Маммологи исследуют волосы, чтобы изучить их состояние, сезонность и изменчивость среди многих видов млекопитающих.
Прежде чем мы сможем ответить на любой из вопросов, которые действительно интересуют ученых, нам нужно знать, как подготовить образцы, чтобы получить максимальную отдачу от нашего анализа.
Что касается световой микроскопии, я не рекомендую помещать волосы на предметное стекло в чистой воде или под покровным стеклом без монтажной среды, потому что вы не сможете так хорошо увидеть внутренние особенности волос. . На этой микрофотографии слева изображены волосы, которые я закрепил в монтажной среде – я использовал Permount. Это позволит мне увидеть как можно больше микроструктуры.
На этом изображении вы можете видеть, что волосы довольно четко видны, структуры внутри видны от края к центру – вам, возможно, придется сфокусироваться вверх и вниз в зависимости от морфологии волос и того, находятся ли определенные объекты в фокусе или нет.Вы можете видеть разные слои волос; внешний чистый край волос – кутикула. Основная часть волоса со всем светло-коричневым пигментом – это кора головного мозга. Через центр проходит мозговое вещество.
Если бы я хотел больше смотреть на внешнюю сторону волос и узор чешуи, я бы не закреплял волосы в монтажной среде; Я бы сделал масштабный слепок. Для этого я разбавляю раствор половиной лака для ногтей и половиной ацетона, или вы можете использовать жидкость для снятия лака в разведении 1: 1.Я нанесу это разбавление на предметное стекло микроскопа, а затем уложу волосы в эту смесь лака для ногтей / ацетона. Как только все высохнет, вы можете очистить волосы, и вы получите слепок, в основном, внешней части волос. На картинке справа вы можете увидеть чешуйчатый узор из этих волос. Вы также можете попробовать смесь водорастворимого клея, такого как клей Элмера, с водой и попытаться слепить из нее окалину.
Волосы закреплены в Permount.Масштабный слепок.
Подготовив волосы к микроскопическому анализу, я хочу понять, какие вопросы я пытаюсь выяснить. Во-первых, это волосы? Если это волосы, это человеческие волосы или нечеловеческие? Могу ли я определить участок тела, на котором могли появиться волосы? Есть ли функции, полезные для оценки происхождения человека или вида животных? Есть ли какие-то характеристики, которые действительно важны, возможно, для определения наличия болезни, повреждения, химического изменения или разложения?
Для волос млекопитающих, отличных от человека, существует три основных типа волос: усы, остевые волосы и подшерсток.Вы можете видеть на этой картинке в нижнем левом углу, что есть волосы, торчащие над основной частью волос, это остевые волосы, и они разбросаны по всему подшерстку, который обеспечивает всю изоляцию животного. . Среди этих трех типов волос остевые волосы действительно обладают достаточными диагностическими характеристиками, которые можно использовать для дифференциации волос среди различных семейств в классе Mammalia. Подшерсток действительно не имеет достаточных характеристик для микроскопического сравнения или идентификации, в основном, за исключением того, что это подшерсток, и вид, возможно, не может быть определен.
У людей разные формы волос разделены по площади тела, и некоторые из этих форм волос не появляются до полового созревания. У нас есть волосы на голове, на ресницах, на руках и ногах, а затем с половым созреванием появляются волосы на лобке, лице и подмышках.
Лобковые волосы.Волосы на конечностях.
Волосы головы.
Волосы на лице (борода).
Обычно для исследования под микроскопом подходят только волосы на голове и лобке.Однако волосы на других участках тела могут быть полезны для идентификации участка тела и, возможно, других повреждений.
У людей на теле около 2 миллионов волосяных фолликулов, но только около 100 000–150 000 из них находятся на коже черепа. Волосы растут из каждого фолликула в нашей коже в цикле. Наш цикл асинхронен с сезоном. Для других млекопитающих это сезонный период, поэтому они сбрасывают свою шубу – мех – на зимнюю или летнюю. Этот цикл волос начинается с фазы роста анагена. Если вы посмотрите на рисунок внизу слева, он показывает, как фолликул и волосы выглядят в разных точках этого цикла.Фаза роста анагена – это фаза роста, и она обычно является самой продолжительной для кожи головы. Катаген – это когда рост останавливается и переходит в фазу телогена, то есть в фазу покоя, а затем все начинается заново.
У людей обычно один волос на волосяной фолликул, тогда как изображение на диаграмме справа показывает собачий волос, который может иметь как остевой волос, так и несколько подшерстков, или промежуточные формы волос, выходящие из одного и того же фолликула.
У меня есть изображение в правом верхнем углу, на котором показаны различные формы волос, которые могут появиться, если их выдернуть из волосяного фолликула, корня волос в анагене, в то время как волосы все еще активно растут.Пигмент по всей длине волоса. Мозговое вещество может доходить до этой корневой области, и вы можете видеть части фолликулярной ткани, все еще прикрепленной к корню волоса, тогда как при катагене она находится в переходном состоянии. Он начинает терять производство пигмента в области корня, и телоген округляет корень волоса. Он больше похож на ватную палочку, он перестал расти и готов к удалению с кожи головы.
Волосы на коже головы обычно имеют самый длинный рост из всех волос на теле – они могут длиться до семи лет, тогда как у наших ресниц цикл роста сильно отличается.Стадия активного роста анагена для ресниц составляет около 30 дней, а затем они находятся в телогене около 105 дней, прежде чем возобновить цикл. Остальные волосы на теле имеют разные скорости активного роста и отдыха, но они также находятся в асинхронном временном цикле роста.
Морфология относится к внешнему виду объекта, например к его размеру и форме, а также к наличию каких-либо видимых узоров. Когда мы смотрим на волосы, мы можем смотреть на их форму по длине или в поперечном сечении. Слева у меня есть поперечные сечения трех разных волос – человеческих волос: верхний – круглый, средний – промежуточный, а нижний – удлиненный овал.Эти формы будут одинаковыми по всей длине волос.
Если волосы скручены, возможно некоторое вращение, особенно в этих более эллиптических волосах, поскольку они меняют свою ориентацию и скручиваются по длине волос. Морфология будет схожей по всей длине, тогда как с волосами, не принадлежащими к человеческому роду, могут быть некоторые резкие различия в разных точках волос, как показано на диаграмме справа, где есть расширяющиеся верхние волосы. для области щита или внизу, где есть несколько резких перетяжек, и эти волосы внизу больше похожи на зигзагообразный узор, который можно найти в подшерстке, который часто встречается у млекопитающих, кроме человека.
Когда я говорю о микроструктуре, я говорю о мелких деталях, которые легче увидеть в микроскоп. На диаграмме справа показаны три слоя волоса: кутикула, кора и мозговое вещество, а также пигментные гранулы, которые придают цвет волосам, кортикальные сращения (которые представляют собой воздушные карманы внутри коры) и яйцевидные тела . На микрофотографии вы можете увидеть несколько примеров овальных тел, которые представляют собой темно-коричнево-черные овальные формы в коре волос.Они часто встречаются в шерсти собак и крупного рогатого скота. У людей тоже есть эти яйцевидные тела. Мы не обязательно уверены в том, что они означают, и означают ли они что-либо, но это особенности, которые мы можем исследовать, и иногда они могут помочь нам определить виды.
Глядя на этот волос и на диаграмму, вы можете увидеть разницу в размере мозгового вещества. Волосы млекопитающих, отличных от человека, имеют продолговатый мозг, который составляет> 1/3 диаметра волоса, тогда как у людей, как правило, мозговое вещество составляет менее 1/3 диаметра.Мы можем измерить общую ширину волос и ширину мозгового вещества, чтобы вычислить медуллярный индекс, и использовать это, чтобы помочь нам в определении того, является ли волос человеческим или нечеловеческим.
Морфология: поперечные срезы человеческого волоса.Здесь вы можете увидеть некоторые из различных форм продолговатого мозга, встречающихся в волосах. Возможность наблюдать эти особенности, проводить измерения и сравнивать с эталонными образцами или опубликованными руководствами может помочь вам сузить шерсть животных до отряда или семейства. Вы можете посмотреть на толщину кутикулы, цвет волос, распределение пигмента; в человеческих волосах так много вариаций; есть также вариации внутри волос у одного человека, поэтому, если вы смотрите на волосы для судебно-медицинских целей, вам необходимо знать, насколько может быть много внутрииндивидуальных вариаций, и получить достаточно большой образец, чтобы уловить эти вариации. и сделайте жизнеспособное сравнение.Во многих опубликованных источниках предлагается от 25 до 50 волосков, взятых со всей головы, например, спереди, сзади, с двух сторон и сверху. Это может помочь уловить тот диапазон вариаций, который вам нужен.
Волосы млекопитающих.Вот несколько изображений разных цветов, которые вы можете видеть, различного распределения: больше к периферии волос для каштановых волос, а рыжие волосы имеют более централизованный цвет. У людей наши пигментные гранулы имеют тенденцию быть распределенными по направлению к кутикуле, к периферии и довольно однородны по длине, хотя могут быть некоторые области с пятнистыми или комковатыми скоплениями пигмента, но в целом они довольно однородны.Нет полос, как вы увидите у млекопитающих, кроме человека.
Коричневые волосы.Красные волосы.
Волосы млекопитающих, отличных от человека, могут иметь эти цветные полосы. Это происходит, когда ген агути экспрессируется в разные моменты времени, когда внутри фолликула развивается волос. Результатом является выработка эумеланина от коричневого до черного на определенном этапе развития волос, а затем переход на желтый или красный феомеланин. Этот рисунок полос в основном возникает из-за изменений в экспрессии гена агути во время роста волос.
Полосы в волосах животных.Помимо световой микроскопии, мы можем исследовать волосы с помощью электронной микроскопии. Мы можем получить невероятно тонкие детали структуры как внутри волос, так и внешне.
Изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) слева, показывает некоторые детали кутикулы, которые мы можем получить. Здесь гораздо легче увидеть, что чешуйки накладываются друг на друга, как черепица на крыше. Глядя на поперечное сечение, полученное с помощью просвечивающей электронной микроскопии, мы можем видеть, что внутри кутикулы есть несколько слоев, и вы также можете увидеть гораздо больше внутренних структур.Эти темные точки – это меланосомы, окрашивающие волосы.
Изображение кошачьей шерсти на растровом электронном микроскопе.Изображение поперечного сечения человеческого волоса, полученное с помощью просвечивающего электронного микроскопа.
С помощью просвечивающей электронной микроскопии вы можете получить гораздо более мелкие детали ультраструктуры волос, но вам необходимо поперечное сечение волос. Эти волосы были разделены на секции толщиной около 70 нм, поэтому они очень тонкие. Если срезы слишком толстые, вы не сможете получить разрешение, необходимое для изучения меланосом, которые представляют собой гранулы темного пигмента, которые вы видите в нижних волосах или корковых клетках.Вы можете увидеть некоторые различия между ортокортикальными и паракортикальными клетками на верхнем изображении.
Изображение поперечного сечения хунаньского волоса, полученное с помощью просвечивающего электронного микроскопа.Другая информация, которую можно определить с помощью микроскопического анализа волос, включает, были ли волосы окрашены или обесцвечены. Вы можете увидеть признаки цветовых различий по длине стержня волоса в правом верхнем углу, есть ли признаки того, что волосы начинают подвергаться разложению с этим рисунком полос по направлению к корневым концам, если есть доказательства того, что волосы подвергся нападению насекомых, если есть следы укусов или грибковые туннели.Большая часть этой информации будет важна – не только для судебных экспертов, пытающихся указать некоторую информацию о волосах, условиях, в которых, возможно, находились волосы до их анализа, – она также может быть полезна для тех, кто может проводить другой анализ. , например, изотопный анализ волос. Может быть важно знать, есть ли характеристики разложения или грибкового туннелирования, которые могут повлиять на их результаты.
С помощью световых и электронных микроскопов мы можем наблюдать различия в волосах разных народов.Были проведены исследования, в которых отмечались различия в форме волос (круглые, овальные и уплощенные овалы), диаметре или общем размере волос, толщине кутикулы, различных рисунках пигмента от даже до пятнистых или комковатых, размере самих пигментных гранул и степени скрученности. Эти различия использовались для классификации происхождения неизвестных образцов волос, но насколько надежны эти классификации?
Для криминалистов мы предоставляем результаты наших экзаменов лицам, не являющимся учеными.Это часто означает, что, хотя мы признаем, что эти классификации не точны, они могут служить ориентиром для расследования дел, но, как вы можете видеть на этом графике, существуют значительные различия в используемых классификациях предков. Я бы порекомендовал вместо того, чтобы указывать окончательное происхождение в отчете, чтобы судмедэксперты представили описание особенностей, наблюдаемых в волосах, будь то форма поперечного сечения, диаметр, толщина кутикулы, рисунок пигмента или степень завивки и затем укажите, что эта комбинация признаков часто встречается в пределах определенной группы предков.После этого следует признать, что указанная родословная может не соответствовать тому, как человек самоидентифицируется – и мы действительно должны признать это в нашем все более смешанном мире. Нам нужно больше исследований разнообразия черт волос и того, как различное количество генетических предков может привести к различиям в этих чертах в наших классификационных системах.
График, демонстрирующий обширные различия в классификациях предков.Первый шаг – отказаться от устаревших расовых терминов прошлого.Эти классификации становятся все более оскорбительными и неточными с научной точки зрения. Исследования показали, что человеческие вариации – это скорее континуум, а не отдельные популяции, которые можно разделить по определенным признакам, и мы должны признать количество человеческих вариаций и совпадений, а также возможность того, что это повлияло на наш вывод.
Существуют ресурсы, которые могут помочь в обучении осмотру волос. Научная рабочая группа по анализу материалов, или SWGMAT, разработала руководящие принципы для судебной экспертизы волос и обучения, которые могут быть интересны другим людям, помимо судебной экспертизы.Эти документы были заархивированы на веб-сайте ASTEE на вкладке «Ресурсы». Организация комитетов по научным направлениям, находящаяся в ведении NIST, обновляет многие из бывших документов SWG документами по обучению волос и экзаменационным документам. Мы надеемся, что некоторые из них будут обновлены, и они могут быть представлены в ASTM, чтобы стать стандартами, которые лаборатории могут использовать в будущем.
Рекомендации SWGMAT можно найти на веб-сайте Американского общества экспертов по следованию (ASTEE).Обучение очень важно, и я хочу поблагодарить всех вас за участие в этом вебинаре.Независимо от того, где вы работаете, может быть полезно знакомство с другими идеями и обучение у кого-то, кто, возможно, изучил другие методы или имеет разные способы объяснения вещей. Хочу сообщить вам, что Колледж прикладных наук Гука, входящий в состав McCrone Group, предлагает курс судебной экспертизы волос, в котором мы более подробно рассматриваем все темы, которые я затронул сегодня.
Я хочу поблагодарить вас за внимание, а сейчас я с радостью отвечу на ваши вопросы. Спасибо.
У вас есть вопросы по образцам волокон или волос? Свяжитесь с нами и поговорите с ученым.
CZ: Спасибо, Сэнди. Это была очень ценная информация. Во время вашего выступления у нас возник вопрос. Если у вас есть какие-либо вопросы, введите их в поле для вопросов. Наш первый вопрос касается терминологии: «Я не знал, что терминология меняется по мере того, как мы становимся культурно чувствительными. Как правильно использовать язык, если вам нужно различать европеоидные, негроидные и монголоидные волосы? »
SK: Это действительно хороший вопрос, и я считаю, что это действительно важный вопрос для обсуждения.Многие из нас научились классифицировать волосы с помощью терминов европеоидный, негроидный и монголоидный, но, возможно, не узнали о более глубоких проблемах, связанных со старой системой классификации. Частично это может быть связано с тем, как проводится обучение. Мы передаем то, что узнаем следующему поколению, может быть, в рамках лабораторной системы или дисциплины, но это также связано с тем фактом, что судебно-медицинские эксперты и антропологи, биологи и дерматологи – мы все не разговариваем друг с другом конференций, у нас нет междисциплинарных исследований, но мы все изучаем одну и ту же структуру, поэтому нам действительно нужно лучше работать, чтобы быть более междисциплинарными.
Термины европеоид, негроиды и монголоиды возникли в результате попыток 19 века изучить людей, что было сделано для того, чтобы доказать, что одна группа интеллектуально и физически превосходила другую. Это развитие таксономии не было сделано таким образом, который мы сегодня признали бы научно обоснованным. Антропологи в основном перестали использовать эти термины, и они перешли к генетическому происхождению или родословной, связанной с этнической или географической принадлежностью. Я думаю, что можно провести дополнительные исследования особенностей волос, которые встречаются у разных популяций с разным генетическим происхождением и разными уровнями примеси.Мы должны отойти от проблемных терминов, связанных с расой, и вместо этого использовать европейское происхождение, африканское происхождение и азиатское или индейское происхождение. Сообщая, что волосы демонстрируют характеристики, которые чаще встречаются у людей европейского, африканского или азиатского происхождения, я думаю, мы указываем на то, что это не так строгое этикетирование, как у людей из Европы, Африки или Азии, но есть комбинация черт, которая чаще встречается у людей, у людей этого генетического происхождения, и на самом деле это не определяет окончательную популяцию.Я знаю, что это может показаться тонким, но я думаю, что, используя термин «родословная», больше людей поймут, что диапазон вариаций может быть шире. Просто посмотрите на свой собственный опыт. Мы – комбинация всех черт людей из нашего генеалогического древа. Некоторые черты передаются сильнее, чем другие. Вы можете больше походить на своего дедушку или бабушку, с одной или другой стороны, и это может происходить из поколения в поколение, а может и нет. Но когда мы используем термин «родословная», мы лучше понимаем, что существует возможность большого разнообразия, потому что мы знаем, что все люди в одной географической области не похожи друг на друга.Сегодня существует множество различий внутри и между человеческими популяциями, поэтому я думаю, что эта терминология лучше выражает это и не обозначает людей или волосы терминами, которые были признаны неточными с научной точки зрения и расистскими.
CZ: Хорошо, вот вопрос от Салли: «Можете ли вы определить пол человека, у которого были волосы?»
SK: Спасибо за вопрос, Салли. Просто изучив волосы под микроскопом, мы не можем сказать, принадлежат ли они мужчине или женщине, или даже их возраст.Было проведено несколько исследований, которые показали небольшое увеличение общего размера волос у мужчин по сравнению с женщинами, но на популяционном уровне это гораздо больше. В пределах определенной группы предков мужские волосы могут быть немного толще женских. Это может быть из-за разных уровней гормонов. На рост волос влияют антигены, поэтому существует определенная логика, почему волосы у некоторых мужчин будут толще, чем у некоторых женщин, но опять же, это изменение возвращается в игру, и размер волос у мужчин будет значительно совпадать. по сравнению с женщинами, так что вы действительно не можете просто измерить волосы и сказать, что это густые волосы, следовательно, это мужские.Нет, не работает.
Что касается возраста, мы не все седеем одновременно, и не все наши волосы перестают производить пигмент одновременно. На самом деле нет надежного способа сказать, что эти волосы принадлежат человеку 50 или 70 лет. Милдред Троттер провела увлекательное исследование. Она провела продольное исследование детских волос от рождения до зрелости, и она действительно показала, что размер волос увеличивается с возрастом, но на самом деле с момента половой зрелости до среднего возраста наши волосы довольно стабильны по размеру и форме. ; это действительно не сильно меняет.По мере того, как мы стареем и уровень наших гормонов снижается, наши волосы могут становиться более тонкими, и могут появиться те странные волосы, которые торчат, которые будут отличаться. Опять же, есть различия в зависимости от нашего здоровья и питания. Таким образом, в настоящее время возраст и пол невозможно определить по отдельному волосу или даже по образцу волос. Спасибо.
CZ: Еще вопрос. Эд спрашивает, является ли ваш основной инструмент во время анализа световым микроскопом.
SK: Привет изд. Да, основной инструмент, который я использую для анализа волос, – это световой микроскоп.Я упомянул электронную микроскопию как способ получить действительно очень подробную информацию о структуре волос, но она будет более ограничена в деталях, которые вы можете найти, а не в деталях, более ограниченных в том, сколько образца можно приготовить. Для ПЭМ, просвечивающей электронной микроскопии, вы берете поперечные срезы, и они должны быть очень тонкими, чтобы вы не получали информацию по всей длине волос. В SEM, если вы смотрите на масштабную модель, вы смотрите снаружи; вы не видите внутренних характеристик.Что касается меня, мне нравится начинать со световой микроскопии для чего угодно. Таким образом, вы действительно можете получить как можно больше деталей о том, как выглядят волосы, о внутренних характеристиках и о том, как они меняются по длине волос, если есть различия между волосами одного человека или внутри образца. Все это без разрушения. Затем вы можете удалить волосы с монтажной среды и, возможно, перейти к другим типам анализов, таким как электронная микроскопия, например, ДНК, например, изотопный анализ. Для всего, что может быть разрушительным, вам сначала нужно провести анализ с помощью световой микроскопии, и это в первую очередь то, о чем я говорил сегодня.
Я хотел бы отметить, что если пишутся какие-либо отчеты о сравнении двух образцов волос с целью идентификации, в отчете должно быть указано, что микроскопический анализ волос не является средством положительной идентификации. Мы можем посмотреть на известный образец и сравнить его с неизвестным волосом и сказать, что волосы обладают схожими характеристиками, и этот известный образец может быть включен в качестве возможного источника, но мы, возможно, не смотрели на все известные образцы в мире [смеется] , и мы не можем, обязательно, поэтому мы не можем исключить возможность того, что может быть другой человек с похожими характеристиками волос, мы можем включить только одного или сказать, что волосы не похожи на известный образец, который у нас есть предоставлены, и тем самым ограничивают необходимость дальнейшего деструктивного анализа.
CZ: Отлично, спасибо Сэнди. Следующий вопрос от Криса: «Становится ли тестирование белковых маркеров в волосах более широко используемой практикой в лабораториях из-за загрязнения ДНК?»
SK: Это действительно хороший вопрос. В наши дни определенно проводится больше исследований по протеомике; Я бы не сказал, что это потому, что заражение ДНК является такой проблемой. В протоколах обследования большинства лабораторий содержится требование мыть волосы несколько раз, чтобы предотвратить заражение.Если волосы обнаружены у кого-то другого, кроме того, от кого было указано, что волосы были получены, волосы обязательно нужно вымыть. Если есть условия окружающей среды, лаборатории знают об этом и стараются максимально предотвратить загрязнение. Если фолликулярная ткань присутствует и видна на корневом конце волоса, то ядерная ДНК все же должна быть сделана. Я не думаю, что тестирование белков еще на той стадии, когда мы можем сузиться до отдельного человека в большей степени, чем ядерная ДНК. Другой вариант – митохондриальная ДНК.Если у вас нет фолликулярной ткани на конце, то митохондриальную ДНК можно получить из стержня волоса, но не все лаборатории имеют возможность проводить тестирование митохондриальной ДНК, и, возможно, именно поэтому исследуются белковые маркеры, потому что некоторые лаборатории могут подумать, что это то направление, в котором они хотят двигаться, и это нормально. Я думаю, что как только он будет одобрен для использования в судебной медицине, мито или протеомика могут стать хорошим вторым тестом для волос; первым тестом все равно должна быть микроскопия. Это потому, что, сочетая визуальный осмотр волос с генетическим или белковым тестированием, вы приближаетесь к тому, что действительно интересует суд; Если это судебно-медицинское дело, это волосы от того человека? Поскольку ни один из типов, ни один из этих тестов не является абсолютно положительной идентификацией, я думаю, вам понадобится комбинация микроскопии с мито или протеомикой, чтобы приблизиться к ответу на этот тип вопросов.
CZ: Вопрос от Тодда: «О чем вам говорит распределение пигмента в волосах?»
SK: Тодд, спасибо за этот вопрос. Когда я смотрю на распределение пигментов, я смотрю на несколько разных вещей. Я могу использовать его для различения человеческих и нечеловеческих волос, где нечеловеческие волосы распределены более централизованно. Человеческие волосы, как правило, более ровные по бокам или ближе к кутикуле, за исключением рыжих. Эти ярко-рыжие волосы – пигмент ближе к центру.Я думаю, что сейчас исследователи изучают: есть ли разница в том, где разные типы меланина распределяются в волосе, как они распределяются в волосе, каковы более темно-коричневые, черные гранулы пигмента эумеланина – являются ли они более периферическими, латеральными и красновато-желтый феомеланин более центрально распределен? Это действительно важно для косметической промышленности – чтобы они нацелились на некоторые из своих продуктов и как они тестировали свой продукт, чтобы увидеть, как он может помочь в окрашивании или обесцвечивании волос. Они хотят знать, на какой пигмент действуют их продукты.Другие биологи, возможно, внимательно изучают распределение этого пигмента, чтобы понять различия в росте и развитии волос человека, а также волос млекопитающих, отличных от человека. По всей длине пигмент может быть распределен очень равномерно, так что по мере роста волос происходит ли более постоянное производство этих гранул пигмента, или оно становится более неоднородным или комковатым? Есть ли различия в том, как пигмент проникает в матрицу волос, прежде чем они станут полностью ороговевшими и вырастут из кожи головы? Я думаю, что можно провести много исследований.А пока мы просто рассмотрим существующие закономерности и используем их для сравнения между разными образцами и между разными млекопитающими. Мне очень интересно на это смотреть.
CZ: Хорошо, на этом мы закончим с вопросами. Если у нас не было возможности ответить на ваш вопрос, мы обязательно ответим на него по электронной почте.
Спасибо, Сэнди, за такую интересную презентацию, и еще раз спасибо всем за то, что присоединились к нам сегодня. Не забудьте присоединиться к нам в следующем месяце, когда нашим ведущим будет Джози Мюллер из McCrone Associates.Джози будет говорить о «Изготовлении и использовании квадратов из микропокрытия». Надеемся увидеть вас тогда.
Свяжитесь с нами – поговорите с ученым.FBI – Deedrick – Forensic Science Communications
Дидрик – Forensic Science Communications – январь 2004 г.Январь 2004 г. – Том 6 – Номер 1 |
Исследования и технологии
Микроскопия волос, часть 1: Практическое руководство и руководство для человеческих волос Douglas W.Дидрик
Специальный агент по надзору
Секция научного анализа
Сандра Л. Кох
Физик, судебно-медицинский эксперт
Отдел сбора доказательств
Федеральное бюро расследований
Квантико, Вирджиния
Введение | Основная структура волос | Идентификация волос | Методы восстановления волос Масштабные слепки
| Методы отбора проб | Подготовка предметного стекла для стеклянного микроскопа Микроскоп
| Идентификация человеческих волос | Выводы | Отчет | Свидетельство
Значение и ценность | Глоссарий | Каталожные номера
Введение
В ходе расследования уголовного дела встречаются многие типы вещественных доказательств.Одним из наиболее распространенных является свидетельство о наличии волос. Идентификация и сравнение волос человека и животных могут быть полезны для демонстрации физического контакта с подозреваемым, жертвой и местом преступления. Волосы могут предоставить следователям ценную информацию для потенциальных зацепок.
До недавнего времени микроскоп для сравнения считался единственным надежным инструментом для идентификации и сравнения микроскопических характеристик волос. Сегодня тестирование ядерной и митохондриальной ДНК (мтДНК) может предоставить дополнительную информацию, которая может повлиять на ценность микроскопических исследований.Когда микроскоп сочетается с технологиями ДНК, сочетание этих технологий сильно влияет на то, как судебные медики, следователи и прокуроры рассматривают доказательства наличия волос.
Хотя технологии ДНК могут добавить важную информацию к доказательствам волос, обнаруженным на месте преступления, первым необходимым шагом в аналитическом процессе является идентификация и сравнение волос человека и животных. Это пересмотренное издание 1977 года Microscopy of Hairs: A Practical Guide and Manual , написанное Джоном У.Хикс предназначен для того, чтобы представить судебно-медицинскому эксперту доказательства наличия волос и обеспечить основу для их надлежащей идентификации и сравнения.
Основная структура волос
Волос можно определить как тонкий нитевидный вырост из фолликула на коже млекопитающих. Состоящий в основном из кератина, он имеет три морфологических участка – кутикулу, мозговое вещество и кору. Эти области проиллюстрированы на Рисунке 1 с некоторыми из основных структур, обнаруженных в них. Иллюстрация представляет собой схему, используемую для выделения структурных особенностей, обсуждаемых в этом руководстве.Некоторые структуры могут быть опущены, а другие улучшены в иллюстративных целях.
Рис. 1. Схема волос
Волосы растут из сосочка и, за исключением этой точки образования, состоят из мертвых ороговевших клеток. Он состоит из стержня, который выступает над кожей, и корня, встроенного в кожу. На рисунке 2 показано, как нижний конец корня расширяется, образуя корневую луковицу. Его основными компонентами являются кератин (белок), меланин (пигмент) и следовые количества металлических элементов.Эти элементы откладываются в волосах во время их роста и / или поглощаются волосами из внешней среды. После периода роста волосы остаются в фолликуле в состоянии покоя, чтобы в конечном итоге выпадать из организма.
Рис. 2. Схема волос на коже
Кутикула
Кутикула – это прозрачный внешний слой стержня волоса, состоящий из чешуек, покрывающих стержень. На рисунке 3 показано, как кутикулярные чешуйки всегда направлены от проксимального или корневого конца волоса к дистальному или кончику волоса.
Рис. 3. Сканирующая электронная микрофотография волос
Есть три основных чешуйчатых структуры, которые составляют кутикулу: коронковидную (коронковидную), остистую (лепестковидную) и черепичную (уплощенную). Возможны комбинации и вариации этих типов. На рисунках 4-9 показаны масштабные структуры.
- Венечный или коронообразный чешуйчатый узор встречается в волосах очень тонкого диаметра и напоминает стопку бумажных стаканчиков. Венечные чешуйки обычно встречаются в волосах мелких грызунов и летучих мышей, но редко в человеческих волосах.Фиг.4 представляет собой схему, изображающую продольный вид корональных чешуек, а Фиг.5 представляет собой микрофотографию шерсти летучей мыши со свободным хвостом.
Рисунок 4. Диаграмма корональных чешуек
Рис. 5. Микрофотография шерсти летучей мыши
- Остистые или лепестковидные чешуйки треугольной формы выступают из стержня волоса. Они встречаются в проксимальной области норковых волосков и на меховых волосках тюленей, кошек и некоторых других животных.Они никогда не встречаются в человеческих волосах. Фиг. 6 представляет собой схему остистых чешуек, а фиг. 7 представляет собой микрофотографию проксимального рисунка чешуи в шерсти норки.
Рисунок 6. Диаграмма остистых чешуек
Рис. 7. Микрофотография проксимального чешуйчатого узора (норка)
- Чешуйчатая или плоская чешуя состоит из перекрывающихся чешуек с узкими полями. Они обычно встречаются в волосах человека и многих животных.Фиг. 8 представляет собой схему черепичных чешуек, а фиг. 9 – микрофотографию рисунка чешуек в человеческих волосах.
Рисунок 8. Схема черепичных весов
Рис. 9. Микрофотография чешуйчатого узора (человек)
Медулла
Медулла – это центральное ядро клеток, которые могут присутствовать в волосах. Если он заполнен воздухом, он выглядит как черная или непрозрачная структура в проходящем свете или как белая структура в отраженном свете.Если он заполнен монтажной средой или другим прозрачным веществом, структура кажется прозрачной или полупрозрачной в проходящем свете или почти невидимой в отраженном свете. В человеческих волосах мозговое вещество обычно имеет аморфный вид, тогда как у волос животных его структура часто очень правильная и четко определенная. Рисунки с 10 по 13 представляют собой микрофотографии типов мозгового вещества, обнаруженных в волосах животных. На Рисунке 10 изображена однорядная лестница, а на Рисунке 11 – многорядная лестница, оба они обнаружены в шерсти кролика.На рис. 12 показан клеточный или вакуолизированный тип, характерный для волос многих животных. На рис. 13 изображена решетка, обнаруженная в волосах семейства оленьих.
Рис. 10. Микрофотография одинарной лестницы продолговатого мозга
Рис. 11. Микрофотография многосерийной лестничной клетки продолговатого мозга
Рис. 12. Микрофотография шерсти животных
Рис. 13. Микрофотография продолговатого мозга оленя
Когда мозговое вещество присутствует в человеческих волосах, его структура может быть описана как фрагментарная или следовая, прерывистая или прерывистая или непрерывная.На рисунке 14 представлена диаграмма, изображающая три основных типа костного мозга.
Рис. 14. Схема продолговатого мозга (след вверху; прерывистый в середине; непрерывный внизу)
Cortex
Кора – это основная часть волоса, состоящая из удлиненных и веретенообразных (веретенообразных) клеток. Он может содержать корковые сростки, пигментные гранулы и / или большие структуры овальной или круглой формы, называемые яйцевидными тельцами.
Кортикальные фузи на Рисунке 15 представляют собой воздушные пространства неправильной формы разных размеров.Обычно они находятся у корня зрелого человеческого волоса, хотя могут присутствовать по всей длине волоса.
Рис. 15. Микрофотография кортикального фузи в человеческих волосах
Гранулы пигмента – это маленькие, темные и твердые структуры, которые имеют гранулированный вид и значительно меньше кортикальных фузий. Они различаются по цвету, размеру и распределению в одном волосе. У людей пигментные гранулы обычно распределяются по кутикуле, как показано на рисунке 16, за исключением рыжеволосых людей, как показано на рисунке 17.Волосы животных имеют гранулы пигмента, обычно распределенные по направлению к мозговому веществу, как показано на рисунке 18.
Рис. 16. Микрофотография распределения пигментов в человеческих волосах
Рис. 17. Микрофотография распределения пигментов в рыжих человеческих волосах
Рис. 18. Микрофотография распределения пигментов в волосах животных
Яйцевидные тела – большие (крупнее гранул пигмента), твердые структуры от сферической до овальной формы с очень правильными краями.Их много в волосах некоторых животных (рис. 19) и собак (рис. 20), а также в шерсти других животных. В той или иной степени они также обнаруживаются в человеческих волосах (рис. 21).
Рис. 19. Микрофотография яйцевидных тел в шерсти крупного рогатого скота
Рис. 20. Микрофотография яйцевидных тел в шерсти собак
Рис. 21. Микрофотография яйцевидных тел в человеческих волосах
Идентификация волос
Волосы животных и человека
Человеческие волосы отличаются от волос других млекопитающих.Волосы животных подразделяются на следующие три основных типа.
- Защитные волосы, образующие внешнюю оболочку животного и обеспечивающие защиту
- Меховые или шерстяные волосы, которые образуют внутреннюю оболочку животного и обеспечивают изоляцию
- Тактильные волоски (усы) на голове животных обеспечивают сенсорные функции
Другие типы волос, встречающиеся на животных, включают волосы на хвосте и гриву (лошади). Человеческие волосы не столь дифференцированы и могут быть описаны как модифицированная комбинация характеристик остевых волос и волос меха.
Волосы человека обычно имеют одинаковый цвет и пигментацию по всей длине стержня волоса, тогда как волосы животных могут проявлять радикальные изменения цвета на коротком расстоянии, что называется полосатостью. Распределение и плотность пигмента в волосах животных также могут быть идентифицируемыми характеристиками. Пигментация волос человека распределена равномерно или немного более плотная по направлению к кутикуле, тогда как пигментация волос животных распределена более центрально, хотя более плотная по направлению к мозговому веществу.
Костный мозг человека, если он присутствует в человеческих волосах, имеет аморфный вид, а ширина обычно составляет менее одной трети общего диаметра стержня волоса. Костный мозг в волосах животных обычно сплошной и структурированный и обычно занимает площадь более одной трети общего диаметра стержня волоса.
Корень волос человека обычно имеет форму булавы (рис. 22), тогда как корни волос животных сильно изменчивы.
Рис. 22. Микрофотография корня человеческого волоса
Чешуйчатый рисунок кутикулы в человеческих волосах обычно имеет черепичную форму.Волосы животных имеют более изменчивый масштаб. Форма стержня волоса также более изменчива в волосах животных.
Классификация человеческих волос
Доказательства наличия волос, исследованные под микроскопом, предоставляют исследователям ценную информацию. Волосы, найденные на ноже или дубинке, могут служить подтверждением обвинения в убийстве и / или нападении. Образец волос, о котором идет речь, можно сравнить под микроскопом с волосами известного человека, если сопоставить характеристики рядом друг с другом.
Человеческие волосы могут быть классифицированы по расовому происхождению, например, кавказские (европейское происхождение), негроидные (африканское происхождение) и монголоидные (азиатское происхождение). В некоторых случаях представленные расовые характеристики четко не определены, что указывает на то, что волосы могут иметь смешанное расовое происхождение.
Область тела, где образовался волос, может быть определена с большой точностью по его внешнему виду и микроскопическим характеристикам. Длину и цвет можно определить. Также можно определить, были ли волосы удалены насильственно, повреждены в результате сжигания или раздавливания или искусственно обработаны путем окрашивания или обесцвечивания.
Характеристики и их вариации позволяют опытному исследователю различать волосы у разных людей. Обследование и сравнение волос с помощью сравнительного микроскопа может оказаться полезным при расследовании преступления.
Исследования ДНК
Волосы, сопоставленные или связанные с помощью микроскопического исследования, также следует исследовать с помощью секвенирования мтДНК. Хотя редко можно найти волосы двух разных людей с одинаковыми микроскопическими характеристиками, это может произойти.По этой причине волосы или их части следует направлять на секвенирование мтДНК. Комбинированные процедуры добавляют убедительности каждому.
Хотя ядерный анализ ДНК волос может дать идентификационное совпадение, микроскопическое исследование не следует игнорировать. Время и затраты, связанные с анализом ДНК, требуют предварительного микроскопического исследования. Часто невозможно полностью извлечь ДНК или недостаточно ткани для проведения исследования. Волосы с крупными корнями и тканями – многообещающие источники ядерной ДНК.Однако исследования ДНК уничтожают волоски, исключая возможность дальнейшего микроскопического исследования.
Методы восстановления волос
Принцип сэра Эдмунда Локарда (1930) гласит, что «всякий раз, когда два объекта соприкасаются, происходит передача материала. Передаваемые следы могут быть использованы для связывания объектов, людей или мест »(Научная рабочая группа по анализу материалов, 1999). Из-за характера следовых доказательств при обработке доказательств следует проявлять осторожность, чтобы свести к минимуму возможность заражения и перекрестной передачи.Исследования должны быть последовательными, чтобы максимизировать потенциальную ценность представленных доказательств.
Волосы можно восстановить с вещественных доказательств с помощью ряда различных методов. Некоторые из методов, используемых для сбора волос с одежды и постельных принадлежностей, – это соскоб, встряхивание, приклеивание лентой и сбор. Мусор с больших поверхностей с ковровым покрытием может быть собран пылесосом в фильтровальную канистру. Если важно конкретное расположение волос на предмете одежды, может потребоваться оторвать волосы или заклеить предмет и записать, где волосы были удалены.
Какой бы метод не использовался, его следует проводить в месте, предназначенном для этой цели, чтобы избежать возможности загрязнения и перекрестного переноса. Специальное освещение и увеличение могут облегчить обнаружение и восстановление.
Отливки шкалы
Может потребоваться слепок образца волос с чешуей, чтобы более четко увидеть узор чешуи, особенно при идентификации шерсти некоторых животных. Огл и Митосинка (1973) разработали быстрый и простой метод создания слепка с использованием устройства для нанесения покрытий на пленку Polaroid.Тонкий слой наносится на предметное стекло микроскопа за два или три прохода устройства для нанесения покрытий Polaroid. Образец волос слегка прижимают к пленке и дают постоять, пока пленка не высохнет. Затем волосы выдергиваются из пленки, и слепок остается.
Метод, разработанный Крокером (1998) в Центре судебной медицины в Торонто, Канада, использует прозрачную ленту в качестве монтажной среды и покровного стекла вместе, что позволяет быстро наблюдать такие особенности поверхности, как масштабный узор.
Чешуйчатые слепки можно также приготовить с использованием прозрачного лака для ногтей. Тонкий слой наносится на предметное стекло микроскопа или, если лак разбавлен ацетоном, капля может стечь по поверхности предметного стекла. Волосы помещают на предметное стекло и дают высохнуть. Когда поверхность высохнет, волосы удаляются, чтобы обнажить чешуйчатый узор.
Методы отбора проб
После удаления следов мусора с вещественных доказательств необходимо выбрать соответствующие типы и количество волос для исследования.Иногда при удалении большого количества мусора (например, с помощью пылесоса) может потребоваться отобрать только репрезентативный образец. Этот процесс включает в себя отбор таких образцов, как волосы разной длины, расовой принадлежности, площади тела и цвета. Другой метод – выбрать волосы, похожие по внешнему виду на целевую группу (например, известные волосы от подозреваемого или жертвы). Комбинация случайной и целевой выборки обеспечивает репрезентативность выборки.
Отбор волосков для микроскопического анализа происходит во время первичной обработки, а также во время микроскопии с малым увеличением на рабочем столе.Просматриваются и выбираются микроскопические характеристики волос с целью предоставить исследователю широкий спектр имеющихся типов волос.
Волосы на голове и на лобке обладают более широким спектром микроскопических характеристик, чем волосы других людей; поэтому волосы на голове и на лобке обычно сравниваются с помощью судебной экспертизы. Адекватный отбор известных образцов волос включает как случайное выдергивание, так и расчесывание. Количество волосков, необходимое для представления подходящего известного образца, зависит от человека.Двадцать пять случайно выбранных волос на голове обычно считаются достаточными для представления диапазона характеристик волос данного человека. Рекомендуется собирать такое же количество волосков в лобковой области. Выбор волос для закрепления из известного стандарта волос может быть случайным, но репрезентативным, особенно когда известный стандарт состоит из множества волос.
Сбор известных норм волос на голове у подозреваемого может происходить через много месяцев, а возможно, и лет после совершения преступления.В этих случаях характеристики известного образца волос на голове могут сильно отличаться от характеристик волос, выпавших во время совершения преступления. Некоторые эксперты по волосам указали, что один год – это предел, и условия окружающей среды или косметические изменения могут сделать его короче. Лобковые волосы, кажется, сохраняют свои характеристики в течение более длительного периода времени.
Подготовка предметного стекла для стеклянного микроскопа
Образцы волос готовят для исследования под микроскопом, помещая их в полупостоянную среду, такую как Permount®.Какая бы монтажная среда ни была выбрана, показатель преломления среды должен приближаться к показателю преломления волос (1,52), чтобы визуализировать внутренние микроскопические характеристики.
Размещение волос на предметном стекле упрощается, если сначала нанести на поверхность предметного стекла тонкую пленку растворителя. Более длинные волосы образуют восьмерку, чтобы уместиться под покровным стеклом. Это позволяет исследователю рассмотреть весь волос от корня до кончика. На горку можно закрепить один или несколько волосков, в зависимости от их толщины и завивки.Слишком много волосков на одном слайде может вызвать чрезмерное перекрытие, которое может затруднить просмотр характеристик лежащих под ними волос. Избыток растворителя можно удалить с помощью небольшого квадрата промокательной бумаги. Несколько капель монтажной среды наносят на верхнюю часть волос (-ов) и осторожно опускают покровное стекло, чтобы предотвратить появление пузырьков воздуха. На рисунке 23 показан этот процесс. Возможно, потребуется приложить некоторый вес к покровному стеклу, чтобы обеспечить тонкое крепление. Чем тоньше крепление, тем легче осмотреть волоски.
Рис. 23. Иллюстрация подготовки предметного стекла
В большинстве случаев волосы можно закрепить прямо на предметном стекле; однако иногда, чтобы рассмотреть детали конструкции, может потребоваться очистить волосы от мусора. Если волосы покрыты кровью, их можно очистить физиологическим раствором, но поскольку вода не смешивается с Permount®, образец необходимо полностью высушить перед нанесением монтажной среды. Жирные волосы или волосы, загрязненные иным мусором, можно очистить ксилолом или эфирно-спиртовым раствором.Перед очисткой волос подумайте, может ли кровь и другие материалы на поверхности иметь доказательную ценность.
Микроскоп
Проведение надежного исследования волос требует обслуживания надежного микроскопа. Он должен содержаться в хорошем рабочем состоянии и отрегулирован для правильного освещения. Следует соблюдать общие процедуры ухода и очистки, чтобы пыль, грязь, отпечатки пальцев или другие загрязнения не повлияли на использование микроскопа.
Освещение
Поле образца освещается низковольтной вольфрамовой лампой накаливания.Цветовой корректирующий синий фильтр используется для приближения белого света. Если с каждой стороны сравнительного микроскопа используется отдельный источник света, важно выполнить цветовую балансировку источников света перед началом любого сравнения. Калибровку для равномерного освещения между сторонами микроскопа сравнения и в каждом поле зрения следует выполнять ежедневно.
Освещение Köhler обеспечивает оптимизацию светового пути. Модифицированный процесс калибровки освещения по Кёлеру выглядит следующим образом:
- Открытие полевой и апертурной диафрагм
- Отрегулируйте межзрачковое расстояние окуляров
- Поместите образец на предметный столик и сфокусируйтесь с помощью нерегулируемого окуляра, затем используйте регулируемый окуляр для фокусировки этого окуляра
- Закройте полевую диафрагму наполовину
- Сфокусируйте и отцентрируйте конденсатор
- Откройте полевую диафрагму, пока она не исчезнет из поля зрения
- Снимите окуляр и закройте апертурную диафрагму на 1/3
Микроскоп готов к работе.
Полевая диафрагма
Полевая диафрагма защищает образец от ненужного нагрева. Как часть освещения Келера, полевая диафрагма закрывается, а затем открывается до тех пор, пока она просто не очищает поле зрения. Если его открыть слишком далеко, излишний свет приведет к потере резкости и контрастности изображения.
Апертурная диафрагма (конденсор)
Апертурная диафрагма определяет разрешение и контраст микроскопического изображения.Чтобы наблюдать образцы при нормальном контрасте, снимите окуляр и уменьшите апертуру объектива на одну треть.
Substage Condenser
Конденсорная линза концентрирует свет на образце. Он должен находиться в положении с объективом с числовой апертурой (N.A.) более 0,25. Конденсорную линзу можно поворачивать, если объектив имеет числовую апертуру менее 0,25.
Линза объектива
Линза объектива формирует перевернутое и перевернутое по бокам промежуточное изображение.На каждой цели есть наборы цифр. Первый набор относится к длине механической трубки, которая включает толщину покровного стекла, для которого был разработан объектив (в мм). Следующий набор указывает увеличение объектива и числовую апертуру. Буквы перед увеличением обозначают тип системы. Апо обозначает апохроматический, Fl обозначает флюорит или Oel обозначает масляную иммерсию. Если перед увеличением ничего не указано, система ахроматическая.
Числовая апертура
Числовая апертура – важный аспект микроскопа; он определяет разрешающую способность или способность объектива фокусироваться на отдельных функциях в образце.Это соотношение между самым широким углом пути, по которому свет проходит к объективу, и показателем преломления монтажной среды, через которую проходит свет. Это соотношение определяет максимальное разрешение цели. Способность линзы объектива различать мелкие структурные детали в образце является основной целью использования микроскопа, поэтому важно понимать ее зависимость от числовой апертуры.
Разрешающая способность
Разрешающая способность = λ / (2 Н.A.)
, где N.A. = n • sinα
α = угол, образованный от внешнего луча света, проходящего через объектив и оптическую ось
α = A / 2
Полезное увеличение
Полезное увеличение светового микроскопа примерно в 1000 раз превышает числовую апертуру его объектива. Обычно используется диапазон увеличения от 40 до 400x. Для расчета максимального полезного увеличения для каждого используемого объектива необходимо умножить цифры, напечатанные на объективе, на 1000 и сравнить результат с увеличением.
Револьверная головка
Револьверная головка позволяет удобно поворачивать линзы объектива. Различные объективы предназначены для парфокальной фокусировки и поэтому требуют только точной настройки фокуса при повороте.
Бинокулярный тубус
Бинокулярный тубус позволяет использовать оба глаза при наблюдении за образцом. Его можно отрегулировать в соответствии с межзрачковым расстоянием наблюдателя.
Окуляр или окуляр
Окуляр собирает промежуточное изображение, создаваемое объективом, и увеличивает изображение.Произведение увеличения объектива и увеличения окуляра дает результирующее или общее увеличение.
Механический предметный столик
Стеклянное предметное стекло микроскопа помещается на предметный столик для наблюдения.
Анализ и сравнение
Отдельные волосы должны быть визуально разделены на составные части или характеристики. Наблюдаются цвет, размер и конфигурация этих характеристик, а также их соотношение друг с другом.Экзаменаторы могут использовать контрольный лист, в котором перечислены различные макроскопические и микроскопические характеристики во время этого процесса.
Характеристики исследуемых волос, определенные посредством анализа, сравниваются с характеристиками, присутствующими в образцах волос известного происхождения, на предмет их консистенции или несоответствия.
Идентификация человеческих волос
Человеческие волосы обычно можно идентифицировать по расовому происхождению, площади тела и другим сравнительным характеристикам.
Расовое происхождение
Ключевые характеристики служат расовыми показателями.Эти показатели являются общими и относятся в первую очередь к волосам на голове. Исследователь может столкнуться с волосами, которые не могут быть легко связаны с определенной расовой моделью из-за плохо определенных характеристик, ограниченного размера или несовместимых показателей. Эти волосы могут быть идентифицированы как очевидная расовая смесь или как неклассифицируемые. Несмотря на невозможность установить расу, волосы могут быть полезны для сравнения. Эта расовая примесь может служить для дальнейшей индивидуализации волос и их источника, особенно если одинаковые смешанные расовые характеристики наблюдаются как в опрошенных, так и в известных образцах.
Кавказский (рисунки 24 и 25)
- Диаметр вала: средний с минимальными отклонениями (средний диаметр волос на голове человека – 80 мкм)
- Гранулы пигмента: от редких до умеренно плотных, с довольно равномерным распределением
- Форма поперечного сечения: овал
Рис. 24. Микрофотография поперечного сечения волос европеоидов
Рис. 25. Микрофотография волос головы европеоидов
Негроид (рисунки 26 и 27)
- Диаметр вала: от среднего до мелкого, со значительными отклонениями
- Гранулы пигмента: плотно распределены (стержень волоса может быть непрозрачным) и расположены в виде заметных скоплений
- Вал: заметное скручивание и скручивание
- Форма поперечного сечения: плоская
Рисунок 26.Микрофотография поперечного сечения негроидных волос
Рис. 27. Микрофотография волос на голове негроида
Монголоид (рисунки 28 и 29)
- Диаметр вала: крупный и обычно с небольшими отклонениями или без них
- Гранулы пигмента: плотно распределены и часто расположены большими пятнами или полосами
- Медулла: выступающая (часто широкая и непрерывная)
- Кутикула: толстая
- Форма поперечного сечения: круглая
Рисунок 28.Микрофотография поперечного сечения монголоидных волос
Рис. 29. Микрофотография монголоидных волос на голове
Область тела
Определенные особенности отдельных волосков определяют область тела, где они возникли. Перечисленные особенности являются общими и соответствуют расовым моделям, полученным на основе известных образцов. Площадь тела может быть сделана с большой точностью; однако возможны вариации, которые могут затруднить это определение.К этой категории относятся незрелые, переходные и рваные волосы.
Головные уборы
- Длинный с умеренным диаметром вала и колебаниями диаметра
- Медулла от отсутствия до непрерывной и относительно узкой по сравнению со структурой волос на других участках тела
- Часто с обрезанными или раздвоенными кончиками
- Может показать искусственное лечение, солнечное отбеливание или механическое повреждение
Лобковые волосы
- Диаметр вала с крупными отклонениями и продольным изгибом (Рис.30)
- Медулла относительно широкий и обычно непрерывный, если присутствует (Рисунок 31)
- Наконечник обычно конический, закругленный или шлифованный
Рисунок 30.Микрофотография выпучивания лобковых волос
Рис. 31. Микрофотография мозгового вещества лобковых волос
Рисунок 32. Микрофотография корня лобковых волос
Волосы на конечностях
- Диаметр мелкий с небольшими отклонениями
- Общий вид волос дугообразный
- Медулла прерывистая и имеет зернистый вид (Рис. 33)
- Наконечники обычно конические, часто тупые и стертые, концы шкалы закруглены из-за износа (Рисунок 34)
Рисунок 33.Микрофотография мозгового вещества волос на конечностях
Рис. 34. Микрофотография кончика волос на конечностях
Волосы на лице (борода / усы)
- Очень крупный диаметр с неправильной или треугольной формой поперечного сечения (Рисунок 35)
- Медулла очень широкий и непрерывный, может быть сдвоен (Рис. 36)
Рис. 35. Микрофотография волос бороды (форма)
Рисунок 36.Микрофотография мозгового вещества волос бороды (удвоенная)
Волосы на груди
- Диаметр вала средний и регулируемый
- Наконечник часто более темного цвета, длинный и тонкий, дугообразный
Подмышечные или подмышечные волосы
- По внешнему виду напоминают лобковые волосы, но менее жесткие
- Медуллярный вид похож на волосы на конечностях
- Диаметр умеренный и переменный, с меньшим изгибом, чем у лобковых волос
- Насадки длинные и тонкие, часто с отбеливанием
Другие волосы на теле
- Бровь: Короткая, немного колеблется в диаметре, саблевидная внешность
- Ресница: Короткая, короткая, с небольшими колебаниями диаметра стержня, саблевидная на вид
- Туловище: сочетание характеристик волос на конечностях и лобке, переходные волосы
Сравнительные характеристики
Определенные физические характеристики, такие как пол, размер, возраст, форма, цвет глаз, текстура волос и цвет, могут различать людей.Ни одна из этих черт не присуща только одному человеку, но общий вид и расположение этих черт служат критериями для идентификации. Аналогичным образом существует ряд особенностей или характеристик, которые могут присутствовать в данном образце волос, которые при совокупном рассмотрении обеспечивают основу для ассоциации.
Нет критерия важности, присвоенного конкретной характеристике. Такое решение может сделать только отдельный экзаменатор и должно основываться на опыте.Характеристики волос изучаются нечасто из-за всех вариаций в одном образце и из-за сложности определения стандартных значений для вариаций. Если, однако, в образцах волос видны определенные характеристики, которые регулярно появляются во всем образце, их следует рассматривать как значимые.
Процесс идентификации или ассоциации включает в себя отдельные этапы в ходе экзамена. При сравнении образцов волос следует учитывать следующие 15 различных особенностей или характеристик.Существуют и другие списки, в которых указывается 25 или более характеристик волос, но эти списки, как правило, не расходятся по существу со следующим, только по способу организации.
Раса: Особенности, которые служат для определения расового происхождения, обсуждались ранее. Волосы определенной расовой группы могут демонстрировать значительный разброс в распределении микроскопических характеристик. Микрофотографии фигур 37-45 иллюстрируют некоторые вариации, которые можно увидеть в волосах на голове у разных людей из разных расовых групп.
Рис. 37. Микрофотография волос на голове у человека европеоидной расы
Рис. 38. Микрофотография волос на голове у человека европеоидной расы
Рис. 39. Микрофотография волос на голове у человека европеоидной расы
Рис. 40. Микрофотография волос на голове негроидной особи
Рис. 41. Микрофотография волос на голове негроидной особи
Рисунок 42.Микрофотография волос на голове негроидной личности
Рис. 43. Микрофотография волос на голове монголоидной особи
Рис. 44. Микрофотография волос на голове монголоидной особи
Рис. 45. Микрофотография волос на голове монголоидной особи
Площадь тела: Характеристики площади тела обсуждались ранее. Как правило, большинство сравнений проводится с использованием образцов волос на голове и лобке.Волосы с других участков тела могут иметь ограниченную сравнительную ценность.
Цвет: Цвет волос у разных людей варьируется. Конкретный оттенок (цветовой оттенок), значение (светлота или темнота) и интенсивность (насыщенность) образца усиливаются с помощью микроскопии, так что можно различить даже незначительные различия. Различия в цвете конкретного образца волос и различия в цвете, существующие по длине волос, являются важными характеристиками для сравнения.Микрофотографии на фигурах 46-50 иллюстрируют изменение цвета, которое может существовать в одном волосе.
Рисунки 46-50. Пять областей единственного волоса на голове (от проксимального до дистального)
Рисунок 46.
Рисунок 47.
Рисунок 48.
Рисунок 49.
Рисунок 50.
Длина: Длина учитывается, хотя волосы могли быть острижены между временем депонирования исследуемого образца и сбором известного образца.Кроме того, может быть значительная разница в длине самых коротких и самых длинных волос на голове человека.
Наконечник: Наконечник можно разрезать, сломать, расколоть, отшлифовать (закруглить) или заострить, как показано на рисунках 51-55. На эти особенности могут влиять уход, гигиена, здоровье и питание человека.
Рис. 51. Микрофотография закругленного кончика волос (конечности)
Рис. 52. Микрофотография вырезанного стеклом или сломанного кончика волос
Рисунок 53.Микрофотография истертого кончика волос
Рис. 54. Микрофотография остриженного кончика волос
Рис. 55. Микрофотография изношенного острого лезвия
Корень: Зрелый корень волоса будет твердым, иметь выпуклую форму и практически не прилипать к фолликулярной ткани. Пигмент скудный или отсутствует, часто наблюдается обилие корковых сращений. Корень, который вырвали до созревания, будет мягким, искаженным и может иметь прилипшую к нему ткань.Присутствует пигмент, редко бывают корковые фузии. Катагеновый корень может иметь луковичную форму с прикрепленной биркой. Волосы естественным образом исчезают с тела после периода роста. Жизненный цикл включает фазу роста или анагена, фазу перехода или катагена и фазу покоя или фазу телогена (рис. 56-58).
Рис. 56. Микрофотография корня волос телогена
Рис. 57. Микрофотография корня волос анагена
Рисунок 58.Микрофотография корня волос Catagen
Диаметр: Общий диаметр вала может варьироваться от очень мелкого (40–50 мкм) до очень крупного (110–120 мкм). Принимается во внимание диапазон отклонений в конкретном образце и отклонения в одном стержне волоса. Также учитывается степень изменения диаметра вала, а также скорость изменения между вариантами. Явление резких и радикальных изменений называется короблением. Форма стержня волоса и то, как волосы лежат на предметном стекле микроскопа, влияют на видимые изменения диаметра стержня волоса.То, что кажется вариацией диаметра, может быть разными углами обзора постоянного диаметра. Скручивание плоских или овальных волосков на предметном стекле микроскопа также влияет на интерпретацию изменения диаметра.
Кутикула: Кутикула состоит из внешнего слоя чешуек, которые могут различаться по толщине и цвету. По длине одного волоса могут быть даже различия в толщине и цвете. Внутренний край кутикулы может быть четко определен или может быть без резких границ (Рисунки 59 и 60).
Рис. 59. Микрофотография внутренних краев кутикулы
Рис. 60. Микрофотография внутренних краев кутикулы
Весы: Отливка чешуи не обязательна для соблюдения характеристик чешуи. Поля шкалы на рис. 61 видны на кутикуле на всем протяжении монтировки, поэтому можно учитывать их общую длину. Чешуйки могут быть нетронутыми и близко выровненными с стержнем волоса, или они могут выступать наружу из стержня.Повреждение и выпячивание накипи связаны с механическими воздействиями, такими как расчесывание, или резкими химическими воздействиями, такими как окрашивание и отбеливание. Чешуйки могут выступать из стержня волоса, а затем загибаться обратно к стержню, создавая вид петли, как показано на Рис. 62.
Рис. 61. Микрофотография выступа чешуи
Рис. 62. Микрофотография петли шкалы
Пигмент: Гранулы пигмента могут отсутствовать, как в седых волосах, или могут быть настолько плотными, что скрывают внутренние структурные детали образца волос.Размер гранул может варьироваться от очень мелких до крупных. Принимается во внимание локальное распределение пигмента по стержню волоса (рис. 63), а также вариации в распределении и плотности вдоль стержня от проксимального к дистальному отделу. Гранулы могут быть равномерно расположены полосами или комками с учетом размера, распределения и плотности этих групп.
Рис. 63. Микрофотография одностороннего распределения пигмента
Medulla: Структура мозгового вещества может варьироваться от непрерывной по центру стержня волоса до фрагментарной или вовсе отсутствовать.Он может быть непрозрачным, полупрозрачным, вакуолизированным или полностью аморфным (рис. 64-68). Когда мозговое вещество фрагментарно, клеточные структуры могут иметь веретеновидную или веретеновидную форму. Следует учитывать ширину продолговатого мозга по отношению к общему диаметру стержня.
Рис. 64. Микрофотография непрерывного прозрачного продолговатого мозга
Рис. 65. Микрофотография непрерывного непрозрачного продолговатого мозга
Рисунок 66.Микрофотография Wafer Medulla
Рисунок 67. Микрофотография следа мозгового вещества
Рис. 68. Микрофотография пузырькового или клеточного продолговатого мозга
Cortex: Следует учитывать общий вид коры. Края удлиненных клеток, составляющих кору, могут быть плохо определены или могут быть отчетливыми (рис. 69). Эти клетки видны, особенно в обесцвеченных волосах, которые выглядят как солома.
Рис. 69. Микрофотография грубой клеточной структуры
Искусственная обработка: Отбеливание удаляет пигмент с волос и может придать волосам характерный желтый оттенок. Края корковых клеток могут стать более заметными, и могут развиться корковые сращения. Кроме того, резкие или повторяющиеся процедуры могут сделать стержень волоса ломким, и чешуйки будут потревожены. Искусственное отбеливание можно отличить от солнечного отбеливания по более четкой демаркационной линии между обесцвеченными и небелеными областями.Для опытного экзаменатора окрашенные волосы имеют неестественный оттенок или цвет. Кроме того, кутикула приобретет цвет красителя (рис. 70). Если волосы обычно растут со скоростью полдюйма в месяц, расстояние можно измерить от корня до демаркационной линии окрашенной части, чтобы оценить время, прошедшее с момента окрашивания. Повторное окрашивание или отбеливание приводит к появлению нескольких демаркационных линий. Это послужит дополнительной индивидуализации конкретного образца волос.
Рисунок 70.Микрофотография окрашенных человеческих волос
Повреждение: При разрезании ножницами получается срезанный конец или под прямым углом (Рисунок 71), тогда как бритвенный разрез получается угловатым, очень прямым или чистым (Рисунок 72). Время, прошедшее с момента резки, зависит от многих переменных; следовательно, нельзя сделать надежного определения. Раздавленные волосы демонстрируют расширение стержня волоса, а корковые клетки кажутся разорванными и разделенными. Ломанные волосы имеют квадратный кончик с удлиненными фрагментами (рис. 73).Обгоревшие или опаленные волосы обугленные и ломкие, с круглыми вакуолями в точке горения (рис. 74).
Рис. 71. Микрофотография волос, остриженных ножницами
Рис. 72. Микрофотография остриженных бритвой волос
Рис. 73. Микрофотография сломанных волос
Рис. 74. Микрофотография обгоревших волос
Особые характеристики: Существуют и другие структуры или характеристики, которые могут встречаться и которые следует учитывать при сравнении образцов волос.
- Наличие, обилие и распределение яйцевидных тел, темных структур овальной или круглой формы разного размера, могут быть важными точками сравнения (рис. 75).
Рисунок 75. Микрофотография яйцевидных тел
- Следует учитывать наличие, размер, распределение и плотность кортикальных сращений (рис. 76).
Рис. 76. Микрофотография кортикального фузи
- Некоторые заболевания или недостатки могут привести к изменению внешнего вида волос.К ним относятся волоски с кольцами или полосами (pili annulati) (рис. 77 и 78), заметные узлы (узловой трихорекс) или регулярные колебания диаметра (monilethrix). Мешки с яйцами паразитических вшей (рис. 79) могут быть прикреплены к основанию стержня волоса. Все это служит для дальнейшей индивидуализации образца волос.
Рисунок 77. Микрофотография Pili Annulati
Рис. 78. Микрофотография Pili Annulati
Рисунок 79.Микрофотография ящика от вшей
- Двойной продолговатый мозг (рис. 80) иногда встречается (обычно в волосах бороды, но также и в рыжих волосах на голове кавказцев). Однако, если это не регулярно встречающаяся особенность в выборке, она не имеет большого значения для индивидуализации.
Рис. 80. Микрофотография двойного продолговатого мозга
- Присутствие темной полосы (Рис. 81) на корневом конце может указывать на то, что он был выпаден после смерти.
Рис. 81. Микрофотография посмертной корневой полоски
Выводы
На основании микроскопического исследования и сравнения волос можно сделать три основных вывода.
- Волосы из исследуемого (Q) источника имеют те же микроскопические характеристики, что и волосы в известном (K) образце волос, и могут быть связаны с источником известных волос.
- Волосы из исследуемого источника микроскопически не похожи на волосы в известном образце волос и не могут быть связаны с источником известных волос.
- Опрошенные волосы демонстрируют как сходство, так и небольшие отличия от волос, обнаруженных в известном образце волос, и нельзя сделать вывод о том, могли ли они происходить из известного источника. Возможно, по мнению исследователя, различий недостаточно, чтобы исключить источник известных волос как возможный источник спорных волос. В то же время наличие этих различий исключает возможность установления ассоциации между опрошенными и известными волосками.
В первом заключении утверждается, что опрошенные волосы могут быть связаны с источником известных волос. Волосы являются биологическими образцами и могут изменяться. Во время анализа волос исследователь должен установить диапазон отклонений в образце, а затем определить, подходят ли исследуемые волосы в этот диапазон. Было обнаружено, что когда два образца волос случайным образом выбираются у разных людей и сравниваются под микроскопом, очень необычно, что их невозможно различить.Однако нельзя исключать возможность того, что могут быть два образца волос, диапазоны вариации которых перекрываются, и различение образцов невозможно.
Отчет
Информация, содержащаяся в отчете, должна быть ограничена изложением фактов о результатах проведенных исследований. Для свидетельских показаний в суде сохраняется толкование доказательств, которое включает объяснение оснований для исследований. Отчет должен быть четким, кратким и понятным.Техническая терминология, чуждая непрофессионалам или участникам, не служит полезной цели. Отчет должен содержать информацию, относящуюся к запросам, сделанным лицом, предоставившим доказательства, и к проведенным исследованиям. Должен быть включен список доказательств и их происхождение, либо описание, либо ссылочный номер соавтора. Результаты экзаменов должны быть четко изложены, после чего должны быть изложены выводы экзаменатора. За этим может последовать заявление, в котором четко указаны ограничивающие факторы обследования волос.
Пример:
- Предмет 1 = предмет с места преступления
Q1 – вязаная шапка
- Предмет 2 = предмет от подозреваемого
K1 – образец волос на голове от Джона Доу
- Результаты обследований: волосы на голове европеоидной расы с такими же микроскопическими характеристиками поскольку в образце K1 волосы были обнаружены на вязаной шапочке Q1.
- Соответственно, эти волосы могут быть связаны с Джоном Доу, идентифицированным источником волос K1.
Сравнение волос не является средством абсолютной идентификации личности.В заявлении о результатах довольно полно излагаются те определения, которые могут быть сделаны (то есть, что волосы произошли с головы, что они обладают кавказскими характеристиками, и что волосы Q соответствуют волосам K на микроскопическом уровне). В результате был сделан вывод о том, что с учетом этих результатов Q-волосы могут быть связаны с Джоном Доу, источником K-волос. Последний абзац является необязательным и приводится для того, чтобы читатель, обычно не знакомый с осмотром волос, мог лучше понять пределы идентификации волос.
Введение секвенирования мтДНК может привести к дополнению к отчету:
Сравнение микроскопических характеристик волос не является основанием для абсолютной идентификации личности. На доказательную ценность сравнения волос могут повлиять результаты анализа мтДНК.
Следует понимать, что микроскопия и секвенирование мтДНК – это два разных инструмента судебной экспертизы, каждый из которых предоставляет отдельные и отдельные фрагменты информации. Два волоса могут иметь одинаковые микроскопические характеристики и различаться по последовательности мтДНК.И наоборот, два волоса с одинаковой последовательностью мтДНК могут иметь очень разные микроскопические характеристики, как в случае двух людей с одной и той же матерью.
Показания
Показания свидетеля-эксперта должны включать в себя образовательный компонент для присяжных и судьи, а также изложение результатов в том виде, в каком они были опубликованы. Свидетель должен быть готов обсудить процедуры, использованные при вынесении заключения (ов), и отстаивать свое мнение. Свидетель-эксперт должен стремиться способствовать лучшему пониманию методов исследования, теории переноса следов материалов, а также сильных сторон и ограничений науки.
Значение и значение
Судебно-медицинский анализ волос был признан судами в течение многих лет, но это не обязательно подтверждает научные данные. Надежность обследования волос должна быть сопоставлена с образованием и подготовкой экзаменатора, а также с процедурами, используемыми при анализе. Экзамены должны быть объективными и беспристрастными, а вес, придаваемый результатам, должен соответствовать опыту и подготовке экзаменатора.
Идентификация человеческих волос – это субъективная интерпретация объективных критериев.Вариабельность и распределение микроскопических характеристик полезны для определения того, могли ли сомнительные волосы принадлежать конкретному человеку.
Признано, что сравнение волос не является основанием для абсолютной идентификации личности. В то время как волосы нельзя однозначно идентифицировать как происхождение от конкретного человека, редко можно встретить разные люди с одинаковыми характеристиками волос. Это основано на доказательственных образцах, полученных при рассмотрении дел, и на проверках квалификации, подготовленных в лаборатории.
Исследования (Bisbing and Wolner 1984; Gaudette and Keeping 1973) были проведены для определения значимости ассоциаций с волосами. Некоторые из этих исследований пытались установить математическую вероятность совпадения. Лаборатория ФБР не использует математические расчеты других исследователей и не поддерживает возможность установления числовой вероятности совпадения волос.
Способность анализировать и интерпретировать характеристики волос – это навык, приобретенный в процессе обучения и тестирования.Новые экзаменаторы должны изучить образцы волос из разных расовых групп и областей тела и пройти тесты на соответствие волос, чтобы продемонстрировать способность правильно связывать волосы с конкретным источником.
Парикмахерские ассоциации при рассмотрении дел должны подвергаться процессу подтверждения, когда другой квалифицированный эксперт просматривает совпадение до выдачи отчета. Значимость совпадения волос зависит от различных свойств волос и опыта экзаменатора. Чем больше количество ассоциаций, обнаруженных при рассмотрении дел, и чем больше перекрестных совпадений, тем выше вероятность ассоциации.Тестирование секвенирования митохондриальной ДНК на совпадающих волосах показало высокую степень соответствия.
Глоссарий
Ахромат: Система линз объектива, сделанная из стекла, с ограниченным качеством коррекции цвета и сферической аберрации.
Анаген: Активно растущая корневая стадия.
Апохромат: Сложная система линз объектива, которая дает великолепные изображения и максимально скорректирована на цветную и сферическую аберрацию.
Катаген: Переходная стадия корня между стадией активно растущего анагена и стадией покоя телогена.
Микроскоп для сравнения: Два микроскопа, соединенных оптическим мостом с разделенным экраном, для одновременного просмотра обоих полей обзора.
Кора головного мозга: Средняя часть волос, простирающаяся от кутикулы до продолговатого мозга и содержащая пигментные гранулы, кортикальные сращения и яйцевидные тела.
Кортикальный фузи: Воздушные пространства, расположенные в коре волос.
Кутикула: Прозрачный внешний слой стержня волоса, состоящий из перекрывающихся чешуек.
Флюоритовая система: Система объектива, изготовленная из плавикового шпата, обеспечивает улучшенную цветокоррекцию и сферическую коррекцию по сравнению с системами ахроматических линз.
Меховые волосы: Тонкие волоски, которые составляют подшерсток млекопитающих и обеспечивают тепло.
Защитные волосы: Грубые волосы, обеспечивающие защиту, обычно длиннее, чем волосы меха.
Кератин: Волокнистый белок, образующий химическую основу волос, ногтей и перьев.
Medulla: Центральная часть волоса, сердцевина.
Меланин: Пигмент, придающий цвет волосам.
Смешивается: Можно смешивать.
Числовая апертура: Расчет, который показывает способность линзы объектива различать мелкие структурные детали в образце (N.A.= n • sinα).
Масляная иммерсия: Система, в которой используются масла с известным показателем преломления для проверки показателя преломления других материалов и обеспечивается более высокое разрешение, чем у образцов, установленных на воздухе.
Яйцевидные тела: Темные тела неизвестного происхождения, которые являются полезной отличительной характеристикой их внешнего вида.
Папилла: Соединительная ткань, из которой волосы образуются из фолликула.
Parfocal: Метод настройки микроскопа на одинаковые фокусные расстояния для объективов разного увеличения.
Гранулы пигмента: Гранулы меланина, размер, форма, плотность и распределение которых различаются.
Показатель преломления: Отношение скорости света в воздухе к скорости света в среде.
Разрешающая способность: Способность микроскопа делать видимыми отдельные части изображения [R = λ / (2 N.A.)].
Весы: Самая внешняя часть кутикулы, у человека уплощенная и черепичная, обращена к дистальному концу стержня волоса.
Тактильные волоски (Vibrissae): усы встречаются только у животных.
Телоген: Стадия покоя, когда корень принимает форму булавы и готов к естественному опаданию.
Vellus: Тонкие волосы на теле.
Список литературы
Бисбинг Р. Э. и Волнер М. Ф. Микроскопическое различение волос на голове близнецов, Journal of Forensic Sciences (1984) 29: 780-786.
Crocker, E.J. Новая техника для быстрого одновременного исследования мозгового вещества и кутикулы волос, Microscope (1998) 46 (3): 169-173.
Годетт, Б. Д. и Кепинг, Э. С. Попытка определения вероятностей при сравнении волос на черепе человека, Journal of Forensic Sciences (1973) 19: 599-606.
Hicks, JW Микроскопия волос: Практическое руководство и руководство, Федеральное бюро расследований, Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1977 г.
Локард, Э. Анализ следов пыли, American Journal of Police Science (1930) 1: 276-291.
Огл, Р.Р. и Митосинка, Г. А. Экспресс-метод изготовления слепков с кутикулы волос, Journal of Forensic Sciences (1973) 18 (1): 82-83.
Научная рабочая группа по анализу материалов, Руководство по восстановлению следов, Forensic Science Communications [Online].
Новые волосяные фолликулы могут остановить рак кожи
Даже при наличии мутации HRAS, вызывающей рак, волосяные фолликулы регенерируют и подавляют мутантные клетки, чтобы восстановить свою нормальную форму.Те же генетические мутации, которые могут вызывать рак в одних тканях, относительно безвредны в других. Новое исследование Йельского университета выявило маловероятный источник защиты от некоторых форм рака кожи – регенерацию волосяных фолликулов.
Регенерация волосяных фолликулов защищает от роста опухоли даже в присутствии хорошо известной вызывающей рак мутации HRAS, которая связана с 30% всех видов рака, сообщают авторы 5 сентября в Journal of Cell Biology.
«Волосяные фолликулы обладают уникально повышенной способностью содержать мутантные клетки», – сказала Кристиана Пинеда из Йельского университета, ведущий автор исследования и исследователь лаборатории Валентины Греко, профессора генетики и старшего автора исследования.
Исследователи ввели мутации HRAS в волосяные фолликулы мышей и проследили их с течением времени с помощью визуализации в реальном времени. Волосяные фолликулы оставались очень устойчивыми к росту опухоли даже при столкновении с такими проблемами, как преклонный возраст, травмы или появление вторичных мутаций.
Мутантные клетки все еще пролиферировали и активно передавали сигналы, но также запускали усиленную регенерацию волосяных фолликулов, которые, в свою очередь, содержали мутантные клетки. Пинеда объяснил, что обычно возраст, чрезмерное пребывание на солнце или дефицит иммунной системы являются факторами риска, которые могут привести к развитию рака кожи, такого как плоскоклеточный рак.Однако усиленная регенерация – это один из механизмов, который фолликул может использовать для подавления аберрантного роста перед лицом этих дополнительных проблем.
Понимание защитных эффектов волосяных фолликулов может также помочь в разработке новых стратегий борьбы с раком в других тканях с высокой регенеративной способностью, говорят ученые.
«Волосяной фолликул возникает как парадигма принципов, которые могут быть применены к другим органам, которые не зависят от иммунной системы в отношении толерантности мутантных клеток», – пояснили авторы.
Greco является участником программы исследования передачи сигналов Йельского онкологического центра.
Под микроскопом: волосы – ThunderStone Books
Это непростая ситуация, которую мы изучаем сегодня (видите, что я там делал?), Потому что в центре внимания этой публикации «Под микроскопом» – волосы. Волосы – вещь интересная. Даже это слово странное, потому что если у вас один, то это «волосы», а если у вас их несколько, то это «волосы». Но если вы говорите о целой с полной головой, тогда она снова становится «волосами».
Волосы на голове
Это волосы на голове крупным планом. Знаете ли вы, что в среднем у людей на голове 100 000 волосяных фолликулов? Фолликул – это карман на коже, из которого растут отдельные волоски. Интересно, что количество волосков на голове частично зависит от цвета ваших волос. В среднем у блондинок больше всего волос на голове (в среднем 146 000 волос), а у рыжих – меньше всего волос на голове (в среднем 86 000 волос).
Волосы на этой картинке происходят из головы человека с каштановыми волосами. Однако вы можете заметить, что не все волосы имеют одинаковый оттенок коричневого. На самом деле, есть много волос даже светлого или красноватого цвета!
Волосы для бороды
Это изображение волос бороды. Изображения волос на голове и бороды принадлежат одному и тому же человеку, и у этого человека волосы на голове и бороды коричневого цвета. Однако есть много мужчин, у которых волосы на голове естественным образом растут одного цвета, а волосы бороды естественным образом растут в другом цвете! Почему? Итак, есть два типа пигментов, которые определяют цвет волос: эумеланин (черный или коричневый) и феомеланин (светлый или красный).В разных частях тела будут разные цвета и текстуры волос, поэтому борода иногда имеет другую текстуру и цвет, чем волосы на голове.
Обратите также внимание на то, что на этом рисунке вы можете видеть острый прямой край на конце волос. Это потому, что этот человек регулярно бреет бороду бритвой. Вот что придает волосам ровный край.
Волосы на руке
Это последнее изображение волос на руках. У этих волос нет прямой кромки, потому что они не были стрижены бритвой, как волосы на бороде.На изображениях бороды и волос на руках вы можете увидеть текстуры клеток кожи за ними. Кожа – это обсуждение еще на неделе, но кожа определенно выглядит интересно под микроскопом!
Если вы хотите исследовать волосы под собственным портативным микроскопом, вы можете приобрести его здесь.
клещей в ваших фолликулах – BugBitten
Demodex folliculorum. Источник: Wiki Creative Commons
Люди заражены кожными паразитами с тех пор, как мы эволюционировали.Современные гигиенические условия жизни избавили многих жителей мира от вшей и блох, но одна группа микроскопических обитателей кожи человека не была уничтожена. Похоже, что 100% взрослых людей во всем мире заражены этими клещами. Хотя в большинстве случаев они не причиняют вреда, высокая плотность связана с кожными заболеваниями, такими как розовые угри.
Проведите пальцами по лбу, и вы, вероятно, поймали под ногтями некоторые из двух видов микроскопических клещей, обитающих в ваших волосяных фолликулах или сальных железах.Они особенно связаны с ресницами и бровями и иногда называются ресничными клещами.
Клещ волосяной фолликул. Источник: Wikki commons
Эти клещи имеют длину всего 100-300 мкм и имеют уменьшенные ноги и цилиндрические тела, которые хорошо адаптированы к ограниченному пространству их среды обитания; предполагая долгую коэволюционную историю с млекопитающими. Их части рта, похожие на булавки, используются для поедания омертвевших клеток кожи и кожного сала сальных желез, они выходят наружу и ползают по коже; обычно ночью, чтобы избежать света.
Древнее объединение
Мишал Палополи и его коллеги проанализировали последовательности митохондриального генома двух видов ресничных клещей, обитающих на людях, и обнаружили, что у них необычная структура гена митохондриальной транспортной РНК (т-РНК) с множеством усеченных генов т-РНК. Анализ молекулярных часов предполагает древний раскол между двумя видами, у которых последний раз был общий предок более 87 миллионов лет назад. Это указывало на то, что их ассоциации с человеком, вероятно, имели разную эволюционную историю.Из-за своего повсеместного распространения эти клещи оказались полезными видами, которые могут дать ключ к разгадке совместной эволюции людей и связанных с ними организмов.
Волосяной фолликул. Источник: Wikki commons
Два вида клещей встречаются в разных местах внутри волосяного фолликула . Demodex folliculorum живет в стержне волоса, а Demodex brevis живет глубоко в сальных железах. Группа посчитала, что D. folliculorum более легко перемещается между людьми из-за своего расположения у поверхности кожи, и выбрала этого клеща для дальнейшего изучения.
Мы не знаем точно, насколько быстро эти клещи передаются от человека к человеку, но изучение генетической вариации и привязка ее к географическому положению человека-хозяина и миграции предков хозяина может помочь выяснить это. Простое и быстрое перекрестное заражение могло бы отделить определенные генетические вариации от историй семейной миграции, тогда как, если вариации связаны с отдельными географическими регионами, это будет означать более низкие скорости глобального потока генов.
Филогеографический подход
Недавняя публикация группы Палополи описывает этот филогеографический подход.Они взяли пробы у 70 человек, почти все из которых проживают в США. У этих людей были разные предки, которые они сгруппировали в 4 рода, а именно; Африканский, азиатский, европейский и латиноамериканский (включая Южную Америку). Митохондриальная ДНК из 232 образцов клещей D. folliculorum была извлечена и проанализирована 241 последовательность.
Они обнаружили высокое генетическое разнообразие среди образцов клещей; Это наводит на мысль об очень древней колонизации людей без каких-либо узких мест в недавнем прошлом.И это несмотря на узкие места, через которые человечество переживет, когда небольшие группы мигрируют в далекие места. Четыре глубоко расходящиеся линии были идентифицированы как клады A, B, C и D.
Филогеография фолликулярного клеща
Большая часть молекулярных вариаций отражает происхождение хозяев клеща. Люди с европейским происхождением были хозяевами клещей, которые были почти полностью из клады D, тогда как клещи клады A и B были связаны с хозяевами с азиатским, африканским и латиноамериканским происхождением.В целом ~ 27% вариации мтДНК было связано с историческим географическим происхождением хозяина; очень важный вывод.
Интересно, что мтДНК клещей от 7 хозяев африканского происхождения была особенно разнообразной, при этом были представлены все 4 клады, в то время как ни один клещ от людей азиатского происхождения не принадлежал к кладе C, и ни один из клещей от людей европейского происхождения не находился в кладах B и C. Эти закономерности подтверждают нынешнее представление о модели волн миграции из Африки в доисторические времена, когда группы наших предков были заражены различными подмножествами клещей и клещей из некоторых клад, которые были потеряны.
Образцы, взятые у людей «латиноамериканского» происхождения, содержали клещей из всех четырех разных клад, что, вероятно, отражает прибытие людей из Африки во время работорговли, а также из мигрантов из Европы и Северной Америки.
Популяции фолликулярных клещей остаются стабильными
Результаты, полученные от человека, у которого брали пробы несколько раз в течение трехлетнего периода, показали, что родословная клещей у человека остается стабильной с течением времени. Этот вывод был подтвержден свидетельствами того, что популяции клещей оставались аналогичными ареалу происхождения хозяина даже спустя годы после того, как они перебрались в США.Наконец, афроамериканцы все еще содержали клещей из клады A (вероятно, от африканских предков), несмотря на тесный контакт с клещами европейского происхождения (у которых отсутствуют клещи из клады A) на протяжении многих поколений.
клещей из членов семьи были сгруппированы в одни и те же клады и, как было показано, имели общие гаплотипы, что привело авторов к предположению, что передача фолликулярного клеща требует очень тесного контакта между хозяевами, что неудивительно, учитывая их расположение в волосяных фолликулах. Они также предположили, что поддержание структуры популяции клещей из поколения в поколение может быть связано с изменением конкретных характеристик волосяных фолликулов, к которым могут быть адаптированы различные клады клещей (например, морфология фолликулов, гидратация кожи, плотность волос и производство липидов), а не очень низкие скорости передачи.
Заключение
Филогеографические исследования различных организмов, тесно связанных с человеком, подтвердили теории о моделях миграции ранних людей. Клещи из волосяных фолликулов оказываются особенно полезными в этом отношении, поскольку данные свидетельствуют о том, что они нелегко передаются от человека к человеку.
Это исследование предоставило дополнительную поддержку теориям, касающимся нашей ранней истории и совместной эволюции этих клещей с людьми. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что фолликулярные клещи инфицировали людей с момента их эволюции и миграции из Африки.
.