Sự thay đổi màu tóc theo thời gian là một trong những hiện tượng sinh học thú vị và dễ nhận thấy nhất ở con người. Nhiều người khi sinh ra sở hữu mái tóc vàng óng ả hoặc nâu nhạt, nhưng khi bước vào giai đoạn trưởng thành, màu tóc ấy lại chuyển sang tông màu sẫm hơn rõ rệt. Quá trình này không đơn thuần là sự thay đổi bề ngoài mà do những tương tác phức tạp giữa di truyền học, hệ thống nội tiết và sự lão hóa của tế bào.
Để hiểu tại sao tóc thay đổi màu sắc, trước hết cần xem xét cấu tạo của nang tóc – đơn vị chức năng nằm sâu trong lớp hạ bì của da đầu. Mỗi sợi tóc giống như một cột protein keratin được nhuộm màu bởi một loại sắc tố tự nhiên mang tên melanin.
Melanin không chỉ quyết định màu tóc mà còn bảo vệ sợi tóc khỏi tác hại của tia cực tím. Các tế bào chuyên biệt gọi là tế bào hắc tố (melanocytes) chịu trách nhiệm tổng hợp sắc tố này tại phần đáy của nang tóc. Quá trình này diễn ra liên tục khi sợi tóc đang trong giai đoạn tăng trưởng tích cực. Có hai biến thể chính của melanin quyết định bảng màu tóc của nhân loại:
Eumelanin: Đây là sắc tố phổ biến nhất. Hàm lượng eumelanin cao tạo ra màu tóc đen hoặc nâu đậm. Những người có nồng độ eumelanin thấp thường sở hữu mái tóc vàng hoặc nâu nhạt.
Pheomelanin: Loại sắc tố này mang sắc đỏ hoặc vàng. Sự hiện diện ưu thế của pheomelanin kết hợp với lượng eumelanin tối thiểu sẽ tạo nên mái tóc đỏ đặc trưng.
Sự pha trộn giữa hai loại này theo các tỉ lệ khác nhau, dưới sự chỉ đạo của bộ mã gen, tạo ra vô số sắc thái từ vàng kim, nâu hạt dẻ đến đen huyền.
Hiện tượng tóc sẫm màu khi trẻ em lớn lên là một trải nghiệm phổ biến. Một đứa trẻ có mái tóc vàng rơm lúc năm tuổi có thể sở hữu mái tóc nâu sẫm khi mười lăm tuổi. Nguyên nhân cốt lõi nằm ở sự tương tác giữa hormone và biểu hiện gen.
Khi bước vào tuổi dậy thì, cơ thể trải qua một sự thay đổi về nội tiết. Sự gia tăng mạnh mẽ của các hormone như testosterone ở nam giới và estrogen ở nữ giới không chỉ thúc đẩy sự phát triển của các đặc điểm giới tính thứ cấp mà còn tác động trực tiếp đến các nang tóc. Các nghiên cứu sinh học chỉ ra rằng nồng độ hormone thay đổi có khả năng kích hoạt các gen vốn ở trạng thái ngủ yên trong suốt thời thơ ấu.
Kích hoạt gen melanocyte
Mỗi người mang trong mình một “chương trình thời gian” di truyền quy định thời điểm các tế bào hắc tố tăng cường hoạt động. Thông thường, lượng eumelanin sản sinh tăng lên đáng kể khi cơ thể trưởng thành. Sự gia tăng mật độ sắc tố đen/nâu này dần dần lấn át các tông màu sáng ban đầu. Kết quả: sợi tóc mọc ra sau mỗi chu kỳ rụng và thay mới sẽ trở nên đậm đặc sắc tố hơn, tạo nên vẻ ngoài sẫm màu mà một số người có ở thời học sinh trung học.
Nếu giai đoạn dậy thì là thời điểm “tăng công suất” sản xuất sắc tố, thì quá trình lão hóa lại “cạn kiệt nguồn lực.” Tóc bạc là dấu hiệu trực quan nhất của việc các tế bào hắc tố ngừng hoạt động hoặc chết đi.
Nằm bên cạnh các tế bào hắc tố đang hoạt động là một kho dự trữ các tế bào gốc melanocyte. Trong mỗi chu kỳ phát triển của tóc, một số tế bào gốc này biệt hóa thành tế bào hắc tố để cung cấp màu cho sợi tóc mới. Tuy nhiên, số lượng tế bào gốc này có hạn.
Theo thời gian, các yếu tố như gốc tự do (stress oxy hóa), tổn thương DNA và sự suy giảm khả năng tái tạo tự nhiên khiến kho dự trữ tế bào gốc cạn kiệt. Khi không còn tế bào gốc để thay thế, nang tóc không còn khả năng tạo ra melanin. Sợi tóc mới mọc lên khi đó chỉ còn lại khung protein keratin không màu, phản chiếu ánh sáng và xuất hiện dưới dạng màu trắng hoặc xám trong mắt người nhìn.
Tại sao có người bạc tóc ở tuổi ba mươi, trong khi người khác vẫn giữ được màu tóc đen tự nhiên đến tuổi sáu mươi? Câu trả lời nằm ở “đồng hồ sinh học” di truyền. Các nhà khoa học xác định được một số gen, chẳng hạn như gen IRF4, đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh sản xuất melanin và quyết định thời điểm tóc bắt đầu bạc. Nếu cha mẹ có xu hướng bạc tóc sớm, con cái thường mang các biến thể gen tương tự khiến quá trình suy giảm tế bào gốc diễn ra nhanh.
Dân gian thường lưu truyền những câu chuyện về việc một người bạc đầu chỉ sau một đêm do cú sốc tâm lý. Mặc dù về mặt vật lý, sợi tóc đang nằm ngoài da đầu không thể thay đổi màu sắc ngay lập tức, nhưng khoa học hiện đại xác nhận căng thẳng có mối liên hệ mật thiết với tốc độ bạc tóc.
Căng Thẳng cực độ có thể kích hoạt tình trạng Telogen Effluvium (rụng tóc giai đoạn nghỉ ngơi). Trong trạng thái này, một lượng lớn tóc bị đẩy vào giai đoạn rụng cùng một lúc. Khi những sợi tóc màu cũ rụng đi với số lượng lớn, và thay vào đó, những sợi tóc bạc (vốn bắt đầu xuất hiện âm thầm do tuổi tác), diện mạo của một người trông như thể bạc trắng đi nhanh chóng.
Một khám phá đột phá vào năm 2020 làm sáng tỏ cơ chế sinh học trực tiếp hơn. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra khi cơ thể chịu áp lực tâm lý nặng nề, hệ thần kinh giao cảm sẽ phản ứng bằng cách giải phóng noradrenaline (norepinephrine).
Chất dẫn truyền thần kinh này không chỉ khiến tim đập nhanh mà còn tác động mạnh mẽ đến các tế bào gốc melanocyte trong nang tóc.
Noradrenaline khiến các tế bào gốc này chuyển trạng thái hoạt động quá mức, biệt hóa hàng loạt và rời khỏi vị trí dự trữ. Một khi nguồn dự trữ này bị tiêu tán hoàn toàn trong một thời gian ngắn do stress, nang tóc vĩnh viễn mất đi khả năng sản xuất sắc tố, dẫn đến việc các sợi tóc mọc sau đó hoàn toàn là tóc bạc.
Ngoài di truyền và nội tiết tố, môi trường và lối sống cũng đóng vai trò không nhỏ trong việc duy trì hoặc biến đổi màu tóc.
Khẩu phần dinh dưỡng: Sự thiếu hụt các vitamin nhóm B (đặc biệt B12), sắt, đồng và kẽm có thể cản trở quá trình tổng hợp melanin. Khi cơ thể không được cung cấp đủ dưỡng chất, các tế bào hắc tố hoạt động kém hiệu quả, khiến tóc trông xỉn màu hoặc bạc sớm hơn bình thường.
Tiếp xúc với hóa chất và ô nhiễm: Các gốc tự do từ môi trường ô nhiễm hoặc việc sử dụng quá mức các loại hóa chất tẩy tóc có khả năng phá hủy cấu trúc melanin và gây hại cho tế bào hắc tố.
Tia cực tím (Ultraviolet – UV): Ánh nắng mặt trời có thể làm oxy hóa sắc tố melanin trong thân tóc, khiến tóc bị “cháy nắng” và trở nên nhạt màu (thường thấy ở những người hoạt động ngoài trời nhiều). Tuy nhiên, đây là sự thay đổi vật lý ở phần tóc mọc, không phải thay đổi từ gốc.
Màu tóc của con người không phải một đặc điểm tĩnh. Đó là một quá trình động, phản chiếu tình trạng sinh lý và giai đoạn cuộc đời của mỗi người. Từ sự bùng nổ sắc tố ở tuổi dậy thì đến sự suy giảm dần dần khi về già, mỗi sự thay đổi đều được điều khiển bởi một mạng lưới tinh vi của các tín hiệu hóa học và mã di truyền.
Sự hiểu biết về cơ chế của melanin và tế bào gốc không chỉ thỏa mãn trí tò mò về mặt sinh học mà còn mở ra những hướng đi mới trong y học thẩm mỹ và điều trị các vấn đề về sắc tố da, tóc trong tương lai. Dù tóc vàng, nâu hay bạc, mỗi sợi đều mang trong nó câu chuyện về sự phát triển và lão hóa tự nhiên của con người.
(theo mentalfloss)
