С возрастом волосы теряют свой естественный цвет из-за прекращения выработки меланина — пигмента, который отвечает за окраску. Этот процесс связан с ослаблением работы меланоцитов, клеток, которые производят меланин. Они располагаются у основания волос и передают пигмент клеткам, формирующим структуру волоса. Постепенное ухудшение их функций связано с несколькими причинами, в том числе с накоплением перекиси водорода (Н2О2). Этот процесс повреждает ферменты, необходимые для синтеза меланина, и разрушает белки, обеспечивающие передачу пигмента.
Одной из ключевых проблем становится ухудшение работы белка Bcl2, защищающего меланоциты от гибели. В результате клетки, отвечающие за выработку меланина, постепенно умирают, а стволовые клетки, из которых могли бы образоваться новые меланоциты, с возрастом замедляют своё деление. Когда пигмент перестаёт вырабатываться, волос теряет цвет и становится белым. Одновременно меняется и его структура. Белый цвет появляется из-за воздушных пузырьков, формирующихся в сердцевине волоса. Эти пустоты рассеивают свет, создавая эффект обесцвечивания.
Расхожее мнение, что человек может поседеть за считанные минуты, не совсем соответствует реальности. Перекись водорода, которая действительно может усиливаться в стрессовых ситуациях, не способна распространиться по всей длине волос. Тем не менее, задокументированы случаи быстрого появления седины, которые объясняются особой формой облысения. В таких ситуациях человек теряет значительное количество окрашенных волос, а седые остаются. Этот процесс связан с диффузным выпадением волос, иногда спровоцированным стрессом, хотя бывает, что стрессовой ситуации вовсе не предшествует.
Постепенное восстановление волос после таких случаев также наблюдалось. Иногда отрастают седые волосы, а иногда — окрашенные. Но даже в таких исключительных ситуациях процесс занимает несколько дней или недель, а не мгновения.