Keratin là chất gì? Giải mã Protein “vàng” của tóc và móng

Keratin là một loại protein cấu trúc thiết yếu có trong da, tóc và móng, đóng vai trò như “hàng rào” bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân môi trường. Việc hiểu keratin là chất gì và tác dụng của keratin sẽ giúp bạn nhận biết khi nào cơ thể thiếu hụt và cách bổ sung đúng để duy trì làn da khỏe mạnh, đàn hồi.

Keratin là chất gì? Tác dụng của keratin trong cơ thể? 

Keratin là một loại protein sợi (fibrous protein) chủ yếu được tìm thấy trong lớp biểu bì của da, tóc, móng, và lớp ngoài của các mô biểu mô động vật. Đây là một protein cấu trúc, có khả năng chống chịu cơ học cao, chịu được lực kéo, ma sát và tác động của enzyme phân giải protein. Keratin có đặc tính không tan trong nước nhờ cấu trúc giàu cysteine – một amino acid chứa lưu huỳnh, tạo nên các cầu nối disulfide (–S–S–) liên kết các sợi keratin, làm tăng độ bền cơ học.

Keratin được chia thành hai loại chính:

• Keratin cứng (hard keratin): Có mặt chủ yếu ở tóc, móng, sừng, với lượng cầu nối disulfide cao, giúp các bộ phận này chắc khỏe và chống mài mòn.
• Keratin mềm (soft keratin): Tìm thấy ở lớp biểu bì của da, ít cầu nối disulfide hơn, linh hoạt hơn và giúp bảo vệ da khỏi tác động vật lý và hóa học.

Theo nghiên cứu của Fuchs E. và Cleveland DW (2001, Annual Review of Cell and Developmental Biology), keratin không chỉ là vật liệu bảo vệ mà còn tham gia vào các cơ chế tín hiệu tế bào, giúp tế bào biểu mô duy trì hình dạng và khả năng chịu stress cơ học.

Trong cơ thể, Keratin đóng vai trò quan trọng, giúp duy trì cấu trúc và chức năng của các mô biểu mô, cụ thể:

• Bảo vệ cơ học và cơ quan ngoài cơ thể: Keratin tạo ra “lá chắn” vật lý cho da, tóc và móng, giúp chống lại các tác động cơ học như cào xước, ma sát, và lực kéo. Tóc và móng chứa keratin cứng giúp chịu được áp lực cơ học lớn, giảm nguy cơ gãy rụng và tổn thương. Nghiên cứu của Coulombe PA et al., 2002 (Journal of Cell Biology) cho thấy, keratin là thành phần chính giúp tế bào biểu mô da chịu được stress cơ học mà không bị vỡ.
• Tham gia vào cơ chế bảo vệ sinh học: Keratin mềm ở da giúp hình thành lớp biểu bì chống nước, ngăn vi khuẩn xâm nhập và hạn chế mất nước qua da. Lớp keratin biểu bì có khả năng kết hợp với lipid, tạo nên “hàng rào bảo vệ” sinh học quan trọng.
• Chống oxy hóa và giảm stress tế bào: Một số nghiên cứu gần đây (Lersch P. et al., 2020, Redox Biology) cho thấy, keratin giúp bảo vệ tế bào khỏi stress oxy hóa bằng cách liên kết với các protein chịu stress khác, góp phần duy trì chức năng tế bào bình thường.
  Ứng dụng trong y học và làm đẹp: Keratin được dùng trong các sản phẩm chăm sóc tóc, da, móng để bổ sung protein và phục hồi cấu trúc bị hư tổn. Việc sử dụng keratin hydrolyzed trong mỹ phẩm tóc giúp giảm gãy tóc đến 30% sau 8 tuần sử dụng.

Các loại keratin và cấu trúc phân biệt

Để hiểu keratin là protein gì, cần nhìn vào phân loại và cấu trúc, cụ thể như sau:

Keratin cứng (Hard Keratin)

Keratin cứng chủ yếu xuất hiện ở tóc, móng và sừng của động vật. Điểm đặc trưng là nó có lượng cysteine cao, từ đó hình thành nhiều cầu nối disulfide (–S–S–) giữa các sợi protein, giúp sợi keratin rất chắc chắn và khó gãy. Cấu trúc sợi keratin có thể xếp thành α-helix hoặc β-sheet, tạo nên sự bền cơ học vượt trội. 

Nhờ vậy, tóc và móng có thể chịu được lực kéo, ma sát và các tác động vật lý mạnh. Theo nghiên cứu của Fuchs E., 2001, Annual Review of Cell and Developmental Biology, keratin cứng không chỉ bảo vệ cơ học mà còn giúp tế bào biểu mô duy trì hình dạng ổn định dưới áp lực.

Keratin mềm (Soft Keratin)

Keratin mềm xuất hiện chủ yếu ở lớp biểu bì của da. Khác với keratin cứng, keratin mềm có ít cysteine hơn, ít cầu nối disulfide nên linh hoạt và co giãn tốt hơn. Sợi keratin mềm tạo thành mạng lưới nâng đỡ tế bào biểu bì, giúp da chống lại lực căng và biến dạng. 

Keratin mềm cũng tham gia vào cơ chế bảo vệ da, ngăn mất nước và ngăn vi khuẩn xâm nhập. Trong quá trình lành vết thương, các loại keratin 6, 16 và 17 tăng lên, giúp tế bào biểu bì tái tạo và đóng vết thương hiệu quả.

Keratin theo cấu trúc sợi (Intermediate Filaments – IF)

Keratin trong tế bào còn được phân loại dựa trên sợi trung gian (intermediate filaments – IF), gồm Type I và Type II. Type I (keratin acid) xuất hiện chủ yếu ở các tế bào biểu mô acid, còn Type II (keratin basic hoặc neutral) kết hợp với Type I để hình thành các sợi trung gian bền vững, giúp tế bào duy trì hình dạng và chịu lực cơ học. 

Hai loại keratin này luôn hoạt động theo cặp, không tồn tại đơn lẻ trong tế bào, tạo nên mạng lưới protein ổn định, giúp tế bào biểu mô chống lại stress cơ học và hóa học.

Dấu hiệu nhận biết da của bạn đang thiếu keratin

Thiếu keratin trong da là tình trạng khá phổ biến nhưng thường bị bỏ qua, vì các dấu hiệu ban đầu thường rất tinh tế. Keratin là protein chính trong lớp sừng, đóng vai trò duy trì độ ẩm, độ đàn hồi và khả năng bảo vệ da trước các tác nhân từ môi trường. Khi cơ thể không sản xuất đủ keratin, lớp biểu bì sẽ suy yếu, dẫn đến những biểu hiện cụ thể sau:

• Da khô, ráp và sần sùi: Khi lớp sừng không được bổ sung đủ keratin, khả năng giữ nước và duy trì độ mềm mại của da giảm đáng kể. Bạn có thể cảm thấy da thô, mất đi sự mịn màng tự nhiên, đặc biệt ở các vùng như cánh tay, chân hoặc mặt.
• Da mỏng, nhạy cảm và dễ kích ứng: Keratin tạo thành mạng lưới bảo vệ cơ học cho tế bào biểu bì. Khi thiếu hụt, da trở nên yếu, dễ bị tổn thương bởi ma sát, nhiệt độ hoặc các chất hóa học từ môi trường và sản phẩm chăm sóc.
• Bong tróc hoặc nứt nẻ: Ở những vùng chịu lực nhiều như khuỷu tay, gót chân hay bàn tay, thiếu keratin sẽ khiến lớp sừng mỏng và giòn, dẫn đến hiện tượng bong tróc, nứt nẻ, đôi khi gây khó chịu hoặc đau nhẹ.
• Khó phục hồi sau tổn thương: Một lớp keratin yếu làm giảm khả năng tái tạo của tế bào biểu bì, khiến các vết xước, vết bỏng nhẹ hoặc kích ứng mất nhiều thời gian hơn để lành, làm tăng nguy cơ viêm da hoặc nhiễm trùng.
• Tóc và móng giòn, dễ gãy: Vì keratin là protein chính cấu tạo nên tóc và móng, khi cơ thể thiếu hụt, tóc sẽ khô xơ, chẻ ngọn, dễ gãy; móng tay và móng chân cũng trở nên yếu, dễ tách lớp hoặc gãy vụn.

Nếu bạn nhận thấy các dấu hiệu trên, đó có thể là dấu hiệu cho thấy cơ thể đang không sản xuất đủ keratin hoặc lớp sừng da đang suy yếu.

Những thói quen hàng ngày vô tình gây thiếu hụt keratin

Một số thói quen sinh hoạt hoặc chăm sóc da/tóc sai cách có thể làm giảm mức keratin hoặc phá vỡ cấu trúc keratin:

• Chăm sóc tóc quá mạnh tay:  Việc uốn, duỗi, nhuộm hoặc sấy tóc ở nhiệt độ cao thường xuyên có thể phá vỡ các liên kết disulfide trong cấu trúc keratin, làm tóc yếu, giòn và dễ gãy. Theo nghiên cứu của Robbins (2012, Chemical and Physical Behavior of Human Hair), nhiệt độ trên 180°C có thể phá vỡ đến 50% liên kết disulfide trong tóc, giảm đáng kể độ bền cơ học của sợi tóc.
• Sử dụng sản phẩm hóa học mạnh: Các sản phẩm chứa chất tẩy mạnh, kiềm cao (như ammonium thioglycolate trong thuốc duỗi tóc) hoặc dung dịch axit mạnh (như trong thuốc tẩy tóc) có thể làm keratin mềm bị tổn thương vĩnh viễn.
• Thiếu protein trong khẩu phần ăn: Keratin là một loại protein giàu cysteine – một amino acid thiết yếu. Nếu cơ thể thiếu protein hoặc amino acid thiết yếu, quá trình tổng hợp keratin sẽ giảm, tóc và da dễ gãy, da khô và mỏng hơn. 
• Lão hóa tự nhiên:  Theo thời gian, khả năng tổng hợp và tái tạo keratin giảm dần. Điều này khiến lớp sừng mỏng hơn, da và tóc mất độ đàn hồi, dễ khô và giòn. Quá trình tổng hợp keratin ở da người trưởng thành giảm trung bình 25–30% so với tuổi 20, góp phần làm xuất hiện nếp nhăn và tóc mỏng.
• Thiếu vitamin và khoáng chất hỗ trợ:  Vitamin A, biotin, kẽm và selen là các yếu tố vi lượng quan trọng trong tổng hợp keratin. Thiếu các chất này có thể làm giảm quá trình tái tạo keratin, dẫn đến tóc yếu, rụng nhiều và móng giòn. 
• Tiếp xúc nhiều với ánh nắng (tia UV): Tia cực tím (UV) gây stress oxy hóa mạnh lên tế bào da và tóc, phá hủy các protein keratin. Theo nghiên cứu của Kaidbey et al. (2001, Photochemistry and Photobiology), tiếp xúc UVB kéo dài có thể làm giảm tới 40% keratin soluble trong lớp biểu bì, dẫn đến da khô, tóc xỉn màu và dễ gãy.
  

Cách bổ sung và tăng cường keratin tự nhiên

Để giúp cơ thể duy trì hoặc tăng cường keratin một cách tự nhiên, trước hết cần chú ý đến chế độ dinh dưỡng hợp lý. Keratin là một loại protein, vì vậy việc cung cấp đủ protein từ các thực phẩm như trứng, cá hồi, thịt gà hay các loại đậu sẽ cung cấp các axit amin cần thiết để cơ thể tổng hợp keratin.

Kẽm cũng đóng vai trò quan trọng, vì khoáng chất này tham gia trực tiếp vào quá trình tổng hợp protein cấu trúc. Bên cạnh đó, các vitamin A, C và nhóm B giúp thúc đẩy sự phát triển của tế bào và hỗ trợ tổng hợp keratin, đồng thời tăng cường sức khỏe tổng thể cho da và tóc.

Ngoài dinh dưỡng, chăm sóc da và tóc đúng cách cũng góp phần duy trì keratin. Nên lựa chọn các sản phẩm chăm sóc nhẹ nhàng, có pH dịu, hạn chế các thành phần tẩy rửa mạnh để tránh làm tổn thương keratin. Khi tạo kiểu tóc, nên hạn chế sử dụng nhiệt cao từ máy sấy, máy duỗi hay uốn để bảo vệ cấu trúc keratin.

Đối với da, việc dưỡng ẩm đều đặn bằng kem dưỡng giúp củng cố lớp sừng và tăng khả năng bảo vệ tự nhiên của keratin. Đồng thời, bảo vệ da khỏi tia UV bằng kem chống nắng hoặc trang phục che phủ giúp giảm stress cho lớp biểu bì và hạn chế tổn thương keratin do ánh nắng.

Một phần quan trọng khác là lối sống lành mạnh. Giấc ngủ đủ và chất lượng giúp da tái tạo hiệu quả, bao gồm việc tái tạo keratin. Giảm stress cũng rất cần thiết, vì stress kéo dài có thể ảnh hưởng đến khả năng tái tạo tế bào, trong đó có các keratinocytes. Thêm vào đó, tập thể dục đều đặn giúp tăng cường lưu thông máu, cung cấp dưỡng chất đến da và hỗ trợ quá trình tổng hợp keratin tự nhiên.

Trong một số trường hợp, bạn có thể cân nhắc sử dụng sản phẩm hỗ trợ chứa keratin hydrolyzed (keratin thu nhỏ) dưới dạng dầu gội, dầu xả hoặc tinh chất. Những sản phẩm này có thể bổ sung keratin từ bên ngoài, nhưng nền tảng quan trọng nhất vẫn là chế độ ăn uống đầy đủ và lối sống lành mạnh.

Nhìn chung, keratin đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe của tóc, da và móng, đồng thời góp phần bảo vệ cơ thể trước các tác nhân bên ngoài. Việc hiểu rõ Keratin là chất gì giúp chúng ta biết cách bổ sung và chăm sóc hợp lý, từ chế độ dinh dưỡng đến các sản phẩm chăm sóc, để duy trì vẻ khỏe mạnh và bền vững cho cơ thể.

Nguồn tài liệu tham khảo:

• https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0132706
• https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3561851/
• https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5880164/
• https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2736122/
• https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abd6187