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.
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.
