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髪の毛は、爪と同じように肌の角質層が変化してできた皮膚の一部です。 主成分はタンパク質のなかでも硬く強度のあるケラチンです。
髪の毛は、頭皮の表面から外に出ている部分を「毛幹部」、頭皮表面から内側に深く潜っている部分を「毛根部」と呼び、それぞれ区別されています。
一般的に私たちが髪の毛と呼んでいる毛幹部は皮膚とは異なり、一旦傷が付くと髪の毛自体には治癒能力がないので、その傷が治癒することはありません。また、髪の毛には神経が通っていないため、傷付いた際に痛みを感じることはありません。
毛根部については育毛のためには深いほどよく、浅いと、太毛で元気な髪の毛に育ちにくい上に、本来ならまだ抜けなくても良い髪の毛が抜けてしまう異常脱毛を起こしやすくなります。
毛幹部の構造は、外側を「毛表皮（キューティクル）」が覆い、内側に「毛皮質（コルテックス）」、中心部に「毛髄質（メデュラ）」という３層構造になっています。これらは全て約１８種類からなるアミノ酸の化学結合により構成されています。
一般的にキューティクルと呼ばれ、髪の表面を魚のウロコのように固く透明な細胞が重なり合い覆っています。ウロコ状になっていることで、汚れがつきにくく髪の毛の内側から栄養素が逃げにくい仕組みになっています。
また、根元から毛先に向かい何枚ものキューティクルが重なってなっているため、ブラッシングなど外部の刺激などから髪の毛を保護する役割も担っています。
メラニン色素を含む細い繊維状のタンパク質が集まり束になることで、髪の強度を保っています。また紫外線から地肌を守る働きもあります。なお、髪の大部分はこの毛皮質であり、この層の構造によって毛質が決まります。
また、多くのメラニン色素を含み、人種による体毛の色の差は、毛皮質内の色素の量によって変わります。
少量のメラニン色素や脂肪を含み、立方体形の細胞が蜂の巣のように並んでいます。この細胞の内部には空気をとおす穴があいており、その空気穴に空気がたまることで直射日光の熱から頭部を守っています。
産毛や細い毛、新生児の毛などには毛髄質がないものがあります。なお、毛髄質が全くない場合でも異常であるとは限りませんが一般的に毛の太さはこの毛髄質の量によります。