Усі натуральні кольори волосся утворюються різними комбінаціями лише двох пігментів. Перший — еумеланін — має чорно-коричневий відтінок, другий — феомеланін — жовто-червоний.
Бургундська мідь, вугільний, каштановий, білий та попелястий, червоний, помаранчевий та полуничний — відтінки волосся, про які ми мріємо, хочемо змінити, яких позбуваємося, перефарбовуючись у фантазійні сині-зелені-фіолетові, різняться лиш концентрацією пігментів еумеланіну та феомеланіну, що розташовані в корковому шарі волосини, у клітинах меланоцитів.
Варіативність кольору спричинена меланогенезом — ступенем окиснення амінокислоти тирозину — та різним «малюнком» полімерних ланцюжків, які з неї утворюються. Якщо обох пігментів мало, маємо біляве волосся. Коли з’являється еумеланін, волосся набуває русявого відтінку, а зі збільшенням концентрації коричнево-чорного пігменту воно стає каштановим, далі — чорним. Якщо до еумеланіну додається феомеланін, колір стає більш червонавим. Так утворюються різні відтінки рудого: золотистий блонд, мідно-каштановий тощо. Висока концентрація феомеланіну та відносно низька концентрація еумеланіну утворюють, власне, рудий колір волосся.
Пігменти ці синтезуються у меланоцитах згідно з генетичною програмою. Джонатан Різ, професор дерматології Единбурзького університету, та його колеги виявили «ген рудавості» — MC1R, пов’язаний з процесом вироблення меланіну, — та білок MC1R (або мелакортиновий рецептор 1), що ним кодується. Цей білок активується гормоном меланотропіном, котрий синтезується в гіпофізі, внаслідок чого починається процес вироблення меланіну. Найчастіше ген MC1R активується версією меланотропіну, що має назву α-МСГ, і тоді утворюється чорно-коричневий еумеланін. У людей із мутованим геном MC1R, рецептор α-МСГ працює менш ефективно, тож баланс порушується: синтезується багато феумеланіну та мало еумеланіну, що проявляється яскраво-рудим кольором волосся.
Активність меланоцитів нерівномірна, тому окремі волосинки однієї людини різняться за забарвленням, що й надає волоссю природного вигляду.
Найчастіше руде волосся мають особи, за «рудим» алелем гена MC1R, що міститься у 16 хромосомі. Тобто рудий колір волосся найпростіше успадкувати, якщо обоє батьків руді, хоча можлива поява рудої дитини і у нерудих батьків.
Оскільки мідне волосся пов’язане з рецесивною версією гена, рудих людей у популяції мало. Це зумовлює особливі соціокультурні реакції. Ці реакції змінювалися протягом багатьох століть: від насмішок і страху до захвату. І навіть зараз ми, хоч і жартома, керуємось стереотипами, які були закладені попередніми поколіннями і підтримані телесеріалами та поп-культурою, — від виразу «руда бестія» до образів родини Візлі з «Гаррі Поттера».
Руде волосся — це також і фактор виокремлення: вчені підраховують відсоткові співвідношення рудих людей у популяціях різних країн, існують вечірки та фестивалі для рудих. Є сайти, присвячені цій особливості, що публікують історії, поради та новини з єдиним спільним знаменником — домінантним пігментом волосся.
Червоний феомеланін стійкіший до окиснення за чорний еумеланін, саме тому при штучному висвітленні волосся темних відтінків спершу набуває червоного кольору, потім — помаранчевого, жовтого і тільки наприкінці стає білим.
Руде волосся природно трапляється в 1-2% відсотках людської популяції, з’являючись з більшою частотою (2-6%) серед людей північного або північно-західного європейського походження і з меншою частотою — в інших популяціях. Воно асоціюється зі світлим кольором шкіри та очей, веснянками і чутливістю до ультрафіолетового світла.
Існує версія, що еволюційно руде волосся у блідошкірих мешканців півночі збереглося саме завдяки необхідності підвищеного продукування вітаміну D в організмі. Унікальною особливістю вітаміну D є те, що він синтезується у шкірі під дією сонячного світла і проходить ряд перетворень для подальшого використання: надсилається до печінки, де перетворюється на речовину під назвою 25(OH)D, а вона, своєю чергою, надходить до різних тканин тіла, звідки повертається як «активований гормон» кальцитріол. Цей гормон регулює рівень кальцію у крові та кістках, засвоєння організмом цинку, фосфору, заліза. Він надзвичайно важливий для підтримання загального стану здоров’я людини.
З часом активність клітин, що виробляють пігмент, падає, і волосся виростає незабарвленим, тобто сивим.
Можливо, аби організм міг синтезувати потрібну кількість вітаміну D, шкіра мешканців півночі світлішала. Відбувався цей процес завдяки збільшенню кількості світлого феомеланіну у клітинах меланоцитів, і це природно мало вплив на волосся.
Тож те, що дає блідій шкірі здатність обпектися на яскравому сонці за 10 хвилин, має також і еволюційну перевагу — виживання у місцевостях з низькою сонячною активністю.
За оцінками вчених, алель гена, що відповідає за еволюційний процес надбання рудавості у сучасних людей, з’явився тільки 20-100 тисяч років тому, тож колір волосся, наприклад, неандертальців (які також бували рудими) був спричинений генетичними мутаціями, відмінними від сучасних. Процес надбання рудавості у лисиць та білок, та й узагалі у всіх живих істот окрім приматів, має інший генетичний механізм.
