犹他大学的皮肤科医生劳伦斯·迈耶对此做出了解释
头发和皮肤中的色素被称为黑色素。黑色素有两种类型：真黑色素，呈深棕色或黑色；以及褐黑色素，呈红黄色。两者都由一种称为黑素细胞的细胞产生，这种细胞位于毛球中以及皮肤外层或表皮的底部。黑素细胞将这种色素传递给相邻的表皮细胞，称为角质形成细胞，角质形成细胞产生蛋白质角蛋白——头发的主要成分。当角质形成细胞经历其预定的死亡时，它们会保留黑色素。因此，头发和皮肤中可见的色素存在于这些死亡的角质形成细胞体内。
这种色素产生的控制机制很复杂，皮肤和头发的控制机制略有不同，但存在明显的遗传因素。其中之一是最近确定的MC1R基因。该基因的等位基因与人类、牛和许多其他物种的红头发有关。（色素也可能与毛发周期有关——即新毛发生长并在预设长度停止的过程——正如在诸如刺豚鼠之类的动物中所见，其中毛发的尖端颜色与毛干不同。）
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那么，灰色的头发只是黑色素较少的头发，而白色的头发根本没有黑色素。基因也控制着黑色素沉积的缺乏。在一些家庭中，许多成员的头发在 20 多岁时就变白了。总的来说，在高加索人中，50% 的人在 50 岁时有 50% 的白发。然而，存在很大的差异。其他种族群体的这个数字有所不同，再次证明了遗传控制的影响。
头发究竟如何失去色素仍然不清楚。在灰发的早期阶段，黑素细胞仍然存在但处于非活动状态。稍后，它们的数量似乎减少了。一般来说，这种类型的白发与任何疾病无关，尽管它可能与某些自身免疫过程有关。但是，年轻人出现白发本身并不是任何健康问题的迹象。