Die Haarfarbe trägt wesentlich zu unserem gesamten Erscheinungsbild und zu unserer Persönlichkeit bei. So bieten uns Haarfärbemittel die Möglichkeit, heute die Haarfarbe unserer Wahl zu erhalten. Natürlich werden wir jedoch mit einer bestimmten Haarfarbe geboren, die sich von unseren Freunden, Cousins oder sogar unseren eigenen Familienmitgliedern unterscheiden kann. Der grundlegende Faktor in unserem Körper, um unsere Haarfarbe zu bestimmen, wird durch die Menge eines Pigments namens Melanin im Haar bestimmt.
Eumelanin und Phäomelanin sind die beiden Pigmente, die eine wichtige Rolle bei der Färbung der Haare spielen. Interessanterweise hat jeder Mensch das Phäomelanin-Pigment in seinem Haar, das orange und rote Haarfarbe erzeugt. Der Gehalt an schwarzem oder braunem Eumelanin bestimmt, wie dunkel das Haar sein wird und welche Haarfarbe dominant ist. Wie zu erwarten ist, ergeben niedrige Konzentrationen des Eumelanin-Pigments blonde Haare, während hohe Konzentrationen zu dunkelbraunen Haaren führen. Menschen mit natürlichem rotem Haar haben viel höhere Phäomelaninwerte in ihrem Haar als Menschen mit häufigeren Haarfarben wie Braun, Blond und Schwarz. Um ein einfacheres Verständnis zu haben, hier ist eine Übersicht.
Grundlegende Haarfarben – je nach Art und Menge der Melaninpigmente
Schwarz: Große Menge an Eumelanin
Braun: Moderate Menge an Eumelanin
Blond: Sehr wenig Eumelanin
Rot: Meistens Pheomelanin mit etwas Eumelanin.
Was bestimmt die Menge der Melaninpigmente in unserem Haar?
Die Wissenschaft unserer Farbe lässt sich durch ein wenig Physik und viel Biologie und Chemie erklären. Während die Haarfarbe auch durch die Absorption und Reflexion von Licht bestimmt wird, ist der Hauptfaktor zur Bestimmung unserer grundlegenden Haarfarbe durch unsere Gene. Wie bereits erwähnt, gibt uns die Art und Menge der Melaninpigmente in unserem Haar eine Farbe. Die Gesamtmenge an Melanin und das Verhältnis zwischen Eumelanin und Phäomelanin ist einzigartig für uns und wird vollständig durch unsere Gene bestimmt. Es ist das, was Ihnen Ihre natürliche Haarfarbe gibt. Es ist jedoch nicht nur ein einzelnes oder ein paar von ihnen, interessanterweise gibt es mehrere Gene, die an der Melaninproduktion beteiligt sind und daher unsere Haarfarbe beeinflussen können. Diese Gene schalten sich an verschiedenen Stellen in unserem Leben ein und aus – daher ändert sich die Haarfarbe mit zunehmendem Alter.
Die Genetik unserer natürlichen Haarfarbe
MC1R ist das am besten untersuchte Haarfarbengen beim Menschen. Melanine sind Pigmente, die von einer Aminosäure namens Tyrosin stammen. Die Haarfarbe hängt von der Menge und Art des von den Melanozyten produzierten Melanins ab. Melanocortin 1 Rezeptor (MC1R) ist das Gen, das für die Bestimmung der Haarfarbe verantwortlich ist. Sie fanden sich auf der Oberfläche von Melanozyten und auch in anderen Zellen und spielen eine Rolle bei der Immunfunktion des Menschen. Es gibt drei Arten von natürlichem Melanin.
- Eumelanin
Wenn sich MC1R im aktiven Zustand befindet, produziert es Eumelanin, das dunkle Haare verursacht. Sie ist auch für den Schutz der Haut vor Schäden durch ultraviolette Strahlung zuständig. - Phäomelanin
Wenn sich MC1R in einem inaktiven Zustand befindet, produzieren die Melanozyten Phäomelanin, das helle oder rote Haare verursacht. Diesem Pigment fehlt die Eigenschaft, die Haut vor Sonnenlicht zu schützen. - Neuromelanin
Da es in Dopamin-Neuronen enthalten ist, färbt es einige Bereiche des Gehirns, die keinen direkten Zusammenhang mit der Haarfarbe haben. Eine Mutation von Neuromelanin kann zu einer neurodegenerativen Störung führen, die in indirektem Zusammenhang mit der Haarfarbe steht.
Melanocortin 1 Rezeptor (MC1R)
Das Melanocortin 1 Rezeptor-Gen liefert Anweisungen zur Herstellung eines Proteins namens Melanocortin 1-Rezeptor, das an dem Weg beteiligt ist, der Melanin produziert. Da der Melanocortin-1-Rezeptor steuert, welche Art von Melanin von Melanozyten produziert wird. Wenn der Rezeptor eingeschaltet (aktiviert) wird, löst er eine Reihe von chemischen Reaktionen in den Melanozyten aus, die diese Zellen zur Bildung von Eumelanin anregen. Wenn der Rezeptor nicht aktiviert oder blockiert ist, bilden Melanozyten anstelle von Eumelanin Phäomelanin. Viele andere Gene helfen auch, diesen Prozess zu regulieren. Die meisten Menschen haben zwei funktionierende Kopien des MC1R-Gens, eine von jedem Elternteil geerbt. Diese Individuen haben schwarze oder braune Haare, wegen des hohen Anteils an Eumelanin. Es wird geschätzt, dass mehr als 90 Prozent der Menschen auf der Welt braune oder schwarze Haare haben.
Einige Menschen haben Variationen in einer Kopie des MC1R-Gens in jeder Zelle, die dazu führt, dass das Gen ausgeschaltet (deaktiviert) wird. Diese Art der genetischen Veränderung wird als Funktionsverlust bezeichnet. Für diese Individuen ist die Eumelaninproduktion geringer, während die Phäomelaninproduktion höher ist, so dass sie erdbeerblond, rotbraun oder rotes Haar haben. In einem noch kleineren Prozentsatz der Menschen haben beide Kopien des MC1R-Gens in jeder Zelle Funktionsverlust-Änderungen, und der Melanin-Produktionsweg produziert nur das Phäomelanin-Pigment. Das Haar dieser Individuen ist fast immer sehr rot. Selbst wenn der Melanin-Produktionsweg Eumelanin produziert, können Veränderungen in anderen Genen die Menge an produziertem Eumelanin reduzieren. Diese Veränderungen führen zu blonden Haaren.
Die Haarfarbe erstreckt sich über ein breites Spektrum von Farbtönen, von flachblond bis kohlschwarz. Viele andere Gene als MC1R spielen eine Rolle bei der Bestimmung von Haarfarbtönen, indem sie den Gehalt an Eumelanin und Phäomelanin kontrollieren. Einige dieser Gene, darunter ASIP, DTNBP1, GPR143, HPS3, KITLG, MLPH, MYO5A, MYO7A, OCA2, SLC45A2, SLC24A5, TYRP1, TYR, ERCC6, GNAS, HERC2, IRF4, OBSCN, SLC24A4, TPCN2 und MITF, sind an der Produktion von Melanin im Haar beteiligt. Einige dieser Gene sind mit der Gen-Transkription (der erste Schritt in der Proteinproduktion), der DNA-Reparatur, dem Transport von Substanzen (z.B. Kalzium) über Zellmembranen oder der Struktur von Haarfollikeln verbunden. Einige dieser Gene tragen zur Augen- und Hautfarbe bei, aber die genaue Rolle, die sie bei der Bestimmung der Haarfarbe spielen, ist unbekannt.
Die Haarfarbe kann sich mit der Zeit ändern. Besonders bei Menschen mit europäischer Abstammung kann sich die helle Haarfarbe mit zunehmendem Alter verdunkeln. Zum Beispiel haben blonde Kinder oft dunklere Haare, wenn sie Teenager sind. Forscher spekulieren, dass bestimmte Haarpigment-Proteine aktiviert werden, wenn Kinder älter werden, vielleicht als Reaktion auf hormonelle Veränderungen, die in der Nähe der Pubertät auftreten. Fast jedes Haar wird mit zunehmendem Alter grau werden, obwohl es wann und in welchem Umfang variabel ist. Graues Haar ist teilweise erblich und kann je nach ethnischer Herkunft variieren; es ist auch etwas abhängig von äußeren Faktoren wie Stress. Das Haar wird grau, wenn der Haarfollikel seine Fähigkeit verliert, Melanin zu bilden, aber genau warum das passiert, ist nicht klar.
Die Gene haften für fünf grundlegende Haarfarben
Weiß/Graue Haarfarbe
Nach weiß/grau – Haarfarbe ist im Grunde auf den Mangel (oder die geringe Menge) von einem der beiden Melanine zurückzuführen.
Schwarze Haarfarbe
Schwarz ist die in Asien und Afrika häufig vorkommende Haarfarbe, da die Menschen in diesen Regionen dazu neigen, einen niedrigeren Tyrosinasegehalt im Körper zu haben. Die Sekretion von schwarzem Eumelanin bewirkt, dass das Haar schwarz wird, was darauf hinweist, dass sich das MC1R im aktiven Zustand befindet.
Braune Haarfarbe
Echthaar in brauner Farbe ist in vielen Farbtönen wie braun-ebony, braun-mahagoni, braune Eiche, etc. zu sehen. Diese vielen Brauntöne sind auf das Vorhandensein eines Allels zurückzuführen, einer spezifischen Variation des Gens, die an der spezifischen Stelle auf dem Chromosom gefunden wird. Zum Beispiel haben Menschen mit braun-ebony schattiertem Haar einige Allele, die die Enzyme katalysieren, um eine große Menge an Braunpigment zu produzieren. Einige Allele bei Menschen mit braun-schwedischem Blond unterdrücken die Enzymproduktion, was wiederum zu einer geringeren Produktion von Braunpigment führt. Basierend auf dieser Allelenzymaktivität unterscheidet sich der Farbton der braunen Haarfarbe.
Blonde Haarfarbe
Blondes Haar entsteht, wenn eine geringere Menge an braunem Eumelanin vorhanden ist und keine anderen Pigmente vorhanden sind. Menschen mit blonder Haarfarbe sind meist in europäischen Ländern zu finden. Die genomweiten Assoziationsstudien (GWAS) haben ergeben, dass das mutierte Gen, das für die Blondheit in der nordeuropäischen Bevölkerung verantwortlich ist, der KIT-Ligand (KITLG) ist, der die Fähigkeit hat, Hautkrebs zu bekämpfen. Der KIT-Ligand ist zusammen mit anderen Genen für die Mutation von Hautfarbe, Blutstammzellen und Spermien verantwortlich. Gene, die an der Pigmentproduktion beteiligt sind, enthalten Single-Nucleotide Polymorphismen (SNP) oder das Adenin-Guanin-Nucleotid, das die Menge an KITLG im Haarfollikel verändert. Die Mutation des SNP- oder Adenin-Guanin-Nukleotids wurde als potenzielles Element des Phänotyps der blonden Haare markiert.
Rote Haarfarbe
Die rote Haarfarbe ist weltweit sehr selten. Sie kommen in Nordeuropa vor, insbesondere in Großbritannien und Irland. Das im roten Haar vorhandene Gen ist rezessiv. Die rote Farbe wird durch eine Reihe von Mutationen im MC1R-Gen verursacht, das mehr Phäomelanin auf das Haar überträgt; dies führt auch zu blasser Haut. Die Anordnung der Aminosäuren im Protein für Rothaarige unterscheidet sich von derjenigen für Menschen mit anderen Haarfarben. Rothaarige Menschen leiden stark unter einem höheren Risiko für Sonnenbrand und Hautkrebs, da das Phäomelanin die Haut nicht vor Sonnenlicht schützt. Menschen mit roten Haaren sind anfälliger für Hautkrebs.
Zusammenfassend
Die ultraviolette Strahlung des Sonnenlichts löst sofort eine Mutation des MC1R-Gens aus und erhöht zudem das Stadium der Mutation im Tumor. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Menschen mit zwei MC1R-Allelen häufiger ein Melanom haben als Menschen mit einem MC1R-Variantengen. Das MC1R-Gen der Variante hat die Synthese von Dopamin-Neurotransmittern im Gehirn verringert; daher benötigen Rothaarige eine größere Menge an Betäubungsmitteln und sind sich der thermischen Schmerzen sehr bewusst.