Содержанием каких двух пигментов определяется цвет волос: Какие свойства волос передаются по наследству?

Какие свойства волос передаются по наследству?

Если Вы хоть раз интересовались, почему ваши волосы именно такого цвета, вьются, плохо расчесываются или даже седеют – этот текст для вас. Разбираемся, как гены определяют то, как выглядит прическа, и почему по внешности родителей предсказать цвет волос ребенка невозможно.

Содержание

• Откуда у волос цвет?
• Причины появления седины
• Факторы кудрявости
• Генетика и наследование
• На заметку

Откуда у волос цвет

У человека волосы и ногти состоят из мертвых клеток, заполненных прочным белком – кератином. Каждый волос состоит из основных слоев крупных клеток, которые покрывает кутикула – мелкие клетки-чешуйки, которые защищают волос подобно черепице крыши. Корень волоса находится в волосяном фолликуле в коже: именно там образуется кератин,  за счет которого волос растет в длину.

Помимо бесцветного кератина в волосяном фолликуле образуется и пигмент – меланин. Для этого в фолликуле есть клетки меланоциты, которые производят вещество и поставляют его в основную часть волоса, окрашивая ее. В меланоцитах образуется два типа пигмента: феомеланин (красно-желтый) и эумеланин (серо-коричневый). Соотношение всего двух молекул и определяют весь спектр цветов волос: от черного до блонда. Количество же пигментов соответствует глубине цвета. Так, например, черному цвету волос соответствует большее количество эумеланина. Повышенное же количество феомеланина определяет рыжий цвет волос, а у блондинов снижено содержание обоих пигментов.

В меланоцитах образуется два типа пигмента: феомеланин (красно-желтый) и эумеланин (серо-коричневый). Соотношение всего двух молекул и определяют весь спектр цветов волос: от черного до блонда. Количество же пигментов соответствует глубине цвета.

Причины появления седины

Со временем меланоциты теряют свою функцию и производят меньше меланина, что сказывается на цвете волос. Кроме того, с возрастом в волосяных фолликулах накапливается перекись водорода, разрушающая меланин. Это происходит из-за истощения запасов фермента каталазы, который перерабатывает лишнюю перекись. При разрушении пигментов волос становится не блондинистым, как можно предположить – а серебристым. Это происходит потому, что с возрастом в нем не только снижается количество меланина, но и появляются небольшие пузырьки, которые тоже влияют на цвет. Нормальным считается появление седых волос после тридцати лет, а к пятидесяти их количество достигает половины всех волос.

Однако поседеть можно не только из-за возраста, но и из-за сильного стресса. Показано, что медиатор норадреналин, выделяющийся в стрессе в больших количествах, заставляет клетки-предшественники меланоцитов делиться слишком много. Из-за этого они исчерпывают свой потенциал и выходят из строя раньше времени. Этот результат не только связывает стресс и седину на молекулярном уровне, но и показывает – поседеть от стресса за ночь, согласно распространенному представлению, невозможно, ведь таким образом не успевает разрушиться уже существующий в волосе пигмент. К факторам риска раннего поседения также относят курение, ожирение и авитаминоз.

Факторы кудрявости

Несмотря на то, что все волосы состоят из одного и того же белка – кератина – их структура у разных людей отличается. Главной причиной появления кудрявых волос считается строение волосяного фолликула: если активно делящиеся и развивающиеся клетки расположены в фолликуле асимметрично, волос, скорее всего, будет изгибаться при развитии.

Кудрявость сохраняется благодаря связям между молекулами кератина – этот белок содержит большое количество атомов серы, которые способны образовывать прочные дисульфидные мостики. Химическая завивка позволяет разрушить эти связи и полностью сформировать заново – по нужной форме кудрей. Кроме того, молекулы связываются друг с другом через водородные связи. Их можно разорвать при помощи воздействия воды, после чего также восстановить в нужной форме – правда в этом случае прическа продержится не так долго, как при перманентной завивке.

Генетика и наследование

Как цвет волос, так и кудрявость считаются практически полностью определенными генетически – вклад ДНК в развитие этих признаков достигает 97 процентов. Однако представление о «гене цвета волос», который часто упоминают в школьных задачках, ошибочно.

На путь синтеза пигментов влияют десятки генетических факторов. Эти варианты позволяет определить полногеномный поиск ассоциаций – метод, при котором для сотен тысяч участников определяют геномную последовательность и сопоставляют ее с признаком. Так, например, удалось определить более сотни вариантов последовательностей, которые влияют на цвет волос.

Один из самых исследованных генов, связанных с цветом волос, – это ген рецептора меланокортина MC1R. Белок, закодированный в гене, расположен на поверхности меланоцитов и его активация запускает синтез черного эумеланина. Так, мутация в этом гене приводит к отсутствию этого пигмента – то есть к рыжему цвету волос. Этот ген вносит большой вклад в формирование цвета волос – у 80 процентов рыжих людей обнаруживается мутантный тип белка. Мутантный тип гена можно отнести к рецессивным – то есть ребенок будет рыжим, только если получит этот вариант от обоих родителей.

Примером гена, оказывающего влияние на появление кудряшек, может стать ген трихогиалина TCHH.

Трихогиалин – белок, который участвует в процессе «‎сшивания» кератина в волосе. Как показывают исследования, его варианты тесно связаны с формой фолликула, которая впоследствии и определяет форму волоса. Этот ген даже связывают с появлением «‎волос-стекловаты» (spun glass hair): каждый отдельный волос перекручивается вокруг своей оси, из-за чего такую шевелюру становится невозможно расчесать.

Из-за того, что на формирование цвета и формы волос влияет сразу множество генетических вариантов, наверняка определить эти признаки у ребенка по внешности родителей невозможно.

Генетический тест Атлас поможет вам узнать больше о генах, которые повлияли на вашу возможную предрасположенность к ранней седине.

На заметку

1. Все цвета волос формируются всего из двух пигментов – красно-желтого феомеланина и серо-черного эумеланина. Пигменты образуются в меланоцитах волосяного фолликула.
2. С возрастом в волосах накапливается перекись, разрушающая пигменты, и пузырьки воздуха. Из-за этого волосы седеют и становятся серебристыми. Помимо возраста поседению способствуют стресс, авитаминоз и курение. Однако, вопреки распространенному мифу, поседеть за ночь невозможно – весь пигмент просто не успевает разрушиться.
3. Формой волосы обязаны строению фолликула – если активно делящиеся и развивающиеся клетки расположены в фолликуле асимметрично, волос, скорее всего, будет изгибаться при развитии и станет кудрявым.
4. Как синтез пигментов, так и форма фолликулов почти полностью определяются генетически. Тем не менее, “генов прически” насчитывают десятки и предсказать цвет и форму волос ребенка по волосам родителей невозможно.

Ещё о наследственных признаках в блоге Атлас:

Как гены влияют на качество зубов?

Как гены делают тебя эмоциональным?

Как гены влияют на цвет глаз

• The FASEB Journal, Towards a “free radical theory of graying”: melanocyte apoptosis in the aging human hair follicle is an indicator of oxidative stress induced tissue damage, 2006
• Элементы, Почему растут волосы и ногти?, 2011
• Атлас, Причины появления седых волос. Связь с генетикой и раннее поседение, 2021
• ПостНаука, Можно ли поседеть за одну ночь?, 2021
• Experimental dermatology, The biology and genetics of curly hair, 2017
• Nature Genetics, Genome-wide association meta-analysis of individuals of European ancestry identifies new loci explaining a substantial fraction of hair color variation and heritability, 2018
• Pigment Cell & Melanoma Research, Melanocortin-1 receptor structure and functional regulation, 2005
• Journal of the American Academy of Dermatology, Uncombable hair syndrome, 2009

Генетик Центра репродуктивного здоровья «СМ-Клиника» рассказала, как определить цвет волос у будущего ребенка

В старину, когда в крестьянских семьях было по 10-15 детей, внешности малыша не придавали особого значения. Действительно, не первый, так третий будет копией папы. Современные родители начинают гадать на кофейной гуще чуть ли не с момента зачатия.

АННА БЫСТРЯКОВА

Врач-генетик Центра репродуктивного здоровья «СМ-Клиника»

«Абсолютно точно ответить на вопрос, какого цвета будут волосы или глаза у будущего человека, не сможет никто, так же, как и рассчитать, долго ли он проживет и насколько здоровым родится. Но существуют закономерности передачи генов, в том числе отвечающих за пигментацию волос. Они могут быть доминантными и рецессивными. На примере закона Менделя, известного со школьной скамьи, более сильные гены одолевают слабые. Генетика не дает точных ответов на вопросы о наследственности, но определяет наиболее вероятные возможности».

Чья возьмет?

Доминируют гены более темных волос, поскольку их пигмент сильнее. Кучерявость и склонность к облысению также с большой вероятностью перейдут по наследству. А вот прямые волосы и их светлый оттенок относятся менее ярким генетическим признакам и могут проиграть в борьбе за существование.

Но и в этот процесс могут включиться гены нескольких поколений. Да-да, пламенный привет в виде «спящего» гена могут передать неизвестные нам прапрабабушки и прапрадедушки. Особенно часто такая «оказия» случается с первенцем.

От теории — к практике

Пигменты, так же, как и кератин, расположены во внутреннем слое волоса, — кортексе. Эумеланин отвечает за черный и коричневый цвета, феомеланин контролирует светлые и рыжие оттенки.

Следуя законам генетики, ребенок получает от мамы и папы по половине их генов. Таким образом, чтобы малыш появился на свет блондином, оба родителя должны передать рецессивный ген, к примеру, русый или рыжий. В паре блондинки и жгучего брюнета светлый рецессивный ген подавляется. Именно поэтому темные волосы — самые распространенные на планете.

Рыжие дети рождаются, если доминантных аллелей (альтернативное развитие признака) у предков было меньше шести, светло-русые — меньше трех, блондины — меньше двух.

Такую схему несложно построить самостоятельно, нужно лишь вспомнить уроки биологии и «окрас» родни. К счастью, природа — лучший художник, поэтому и оттенков волос не сосчитать: белокурый, пепельный, медовый, каштановый… Тут уж предугадать, как сложатся гены и в какой степени проявят себя эумеланин и феомеланин (а от этого тоже зависит цвет шевелюры), невозможно.

А ведь есть еще и эндокринный фактор. Окончательно цвет и структура волос определяются к пяти годам. Когда детский пушок остается в прошлом, парикмахеры так и говорят: «Волосы силу набрали». Иногда этот процесс затягивается — тогда изменения происходят позже.

У подростков в период полового созревания под влиянием тестостерона «грива» часто темнеет. Эта нестабильность объясняется изменениями гормонального фона. С возрастом, когда клетки вырабатывают меньше меланина, волосы теряют пигментацию — седеют. Однако под влиянием сильного стресса и молодые люди могут стать белыми, как лунь.

Говорят форумчане

«Муж черный, я блондинка, дочка — огненно-рыжая».

***

«У нас уже три раза поменялся цвет волос. Родилась Анюта с темными, потом посветлела сильно — прям блондинка, а сейчас светло-каштановый оттенок появляется».

***

«Мы с мужем шатены: я с каштановым оттенком, он русый. Сын родился с темно-коричневыми волосами. Спустя время стал, как папа».

***

«Дочь рыжей родилась, к году стала блондинкой, к двум совсем белобрысой, а после трех лет начала темнеть. Сейчас ей одиннадцать, волосы пшеничного цвета, почти коричневые».

***

«Мой сынок родился русым с рыжим отливом, к двум годам стал молочным блондином, а к школе цвет волос сменился на светло-русый».

***

«Мама темная, папа блондин. Дочка родилась рыженькая. К трем годам посветлела, а когда повзрослела, стала пшенично-золотистой. Такой цвет шикарный — ни один парикмахер не сделает!»

Опубликовано на портале parents.ru

Как определяется цвет волос?

••• IsaacLKoval/iStock/Getty Images

Обновлено 5 декабря 2018 г.

Автор Rachel Nall

Влияющий пигмент

Цвет волос определяется двумя различными формами пигмента: эумеланином (на который оказывает наибольшее влияние теланин) и феномеланином . Эумеланин — это черный пигмент, а феномеланин — красный или желтый пигмент.

Цвет волос определяется тремя факторами, связанными с пигментами: количеством присутствующего пигмента, в какой степени присутствует эумеланин или феномеланин и насколько близко друг к другу расположены гранулы меланина (пигмента). Чем больше у человека эумеланина, тем темнее будут его волосы. Эумеланин состоит из меланоцитов — клеток, придающих цвет коже и волосам. По этой причине люди со светлыми волосами часто имеют более светлую кожу, а люди с очень темными волосами имеют темную кожу.

Родительские гены

Каждый родитель вносит четыре гена цвета волос, всего восемь генов. Гены эумеланина не являются рецессивными или доминантными. Вместо этого ген эумеланина либо «выключен», либо «включен». Например, используя репрезентативную букву «Е», большая буква «Е» будет «включенным» геном, а строчная буква «е» будет «выключенным» геном. Мама вносит EEee, а папа вносит EEEE. Результат для ребенка будет EEEEEEee, что означает, что у ребенка будут темные волосы. Чем больше «на» генов Е получит ребенок, тем темнее будет цвет волос и тем плотнее будут упакованы гранулы.

Феномеланин передается через другой ген, известный как аллель. Только европейцы-американцы несут этот ген. Если у родителя есть эти аллели (особенно если у нее светлые или рыжие волосы), эти аллели, скорее всего, будут передаваться по наследству. Однако, если присутствует значительное количество эумеланина, он будет экспрессироваться больше, чем феномеланин.

Конечный результат

Поскольку гены цвета волос являются аддитивными, а не доминантными или рецессивными, цвет волос ребенка может сильно отличаться от цвета его родителей. Тем не менее, родители с очень светлыми или очень темными волосами, вероятно, несут большое количество «выключенных» или «включенных» генов цвета волос. Другие примеры генов, которые не являются доминантными или рецессивными, включают текстуру волос (кудрявые, волнистые, прямые) и группу крови.

Результатом действия этих генов является цвет волос, определяемый тремя упомянутыми выше факторами. Черные волосы содержат больше всего гранул эумеланина, что делает их более плотными. Рыжие волосы содержат большое количество неплотно упакованного феномеланина. Очень светлые волосы имеют наименьшее количество пигмента, наименьшее количество гранул и наиболее удаленные друг от друга гранулы.

Статьи по теме

Ссылки

• Здоровье детей: ваши волосы

Об авторе

Рэйчел Налл начала писать в 2003 году. В прошлом она работала главным редактором специализированных медицинских изданий, в том числе журналов для врачей. Она писала для Associated Press и журналов Jezebel, Charleston, Chatter и Reach. В настоящее время Налл получает степень бакалавра наук в области сестринского дела в Университете Теннесси.

Авторы фотографий

IsaacLKoval/iStock/Getty Images

Взгляните на эту таблицу, чтобы понять пигменты, лежащие в основе красок для волос

• Волосы
• Цвет волос

К

Джулия Хейман

Джулия Хейман

Джулия Хейман — парикмахер из Нью-Йорка и автор статей.

Редакционные правила Byrdie

Обновлено 16.05.19

Джулиан Шропель/Unsplash

При разработке цвета волос необходимо учитывать лежащие в основе пигменты и то, как они будут действовать. Многие стилисты используют термин «используй или потеряешь», когда речь идет о пигментах, лежащих в основе. Это потому, что вам нужно будет определить, поможет ли основной пигмент желаемому результату или повредит ему. Если вы хотите добиться холодного бежевого блонда на натуральных волосах уровня 6, вы потеряете основной пигмент и будете работать, чтобы скрыть тепло, которое неизбежно проявится в волосах, когда вы их осветлите.

Имейте в виду, что вам, как правило, нужно знать о пигменте, лежащем в основе, когда вы осветляете волосы на два или более тона по сравнению с уровнем естественного цвета волос. Вам не придется беспокоиться об этом, если вы станете темнее естественного уровня, так как не будет угрозы появления цвета или влияния на вашу формулу.

Меланин в волосах

Цвет волос — это проявление света, отражающегося от меланина или молекул пигмента в коре волос. В волосах есть два типа меланина: эумеланин, который имеет две подгруппы, черный и коричневый, и феомеланин, который имеет красный или оранжевый цвет. Присутствие этих пигментов и их количество определяют разные оттенки или «уровни» волос. Цвет волос измеряется профессионалами по уровню, чтобы показать количество присутствующего меланина.

Различное процентное содержание меланина обоих типов также может влиять на «тон» волос. Тон используется для описания цвета как теплого или холодного. Определить цвета как теплые и холодные так же просто, как довериться своим глазам. Если вы видите огонь, легкость, оранжевые, красные или желтые тона, это теплый цвет, вне зависимости от уровня. Присутствие феомеланина делает волосы теплыми, красными, оранжевыми или золотыми. Светлые волосы определяются как волосы с небольшим процентным содержанием феомеланина.

Основные пигменты Таблица

Вы вернетесь к цветовому кругу, когда придет время решить, какой цвет использовать для противодействия основному пигменту. Изучение цветового круга и знание того, какие тона и когда использовать, поможет вам быстро и легко формулировать формулу. Например, холодный пепельный блонд, которого мы пытались добиться выше, потребует добавления синего и зеленого базовых цветов в формулу. Эти тона противодействуют теплу и дадут вам желаемые холодные результаты.

Прелесть цвета волос в том, что это, по сути, набор правил, и хотя их много, если вы будете следовать им правильно, вы обычно можете определить, какими будут конечные результаты. Еще одна замечательная особенность цвета волос – это то, что если вы все испортите, почти всегда есть решение.