Гранулы пигмента – меланосомы – формируются в специальных клетках - меланоцитах, которые можно рассматривать как железы отдной клетки, выделяющих секрет гранул пигмента в близлежащие клетки. Meлaнoциты – отрастающие клетки базального слоя эпидермиса нейтрального происхождения. Самая характерная черта меланоцитов – они являются гранулами цитоплазмы премеланосом, меланосом и меланина, т.е. разных стадий синтеза меланина. Meланоциты формируются из меланобластов (премеланосом), которые в свою очередь развиваются в ранний период развития эмбриона из клеток нервных валиков. Меланобласты располагаются в волосяных фолликулах во время формирования дермального сосочка волоса, кроме того в каждый волосяной фолликул попадает не менее 4-5 меланобластов. Эти две разновидности меланина формируются из ароматических ядер аминокислот – фенилаламина и тирозина. Синтез пигментов меланина проводит система ферментов монофенолдигидрооксифенилаланинов: редуктаза окиси кислорода с ионами меди. Переход тирозина в DOFА и из DOFA в DOFA-chinon проходит после воздействия фермента тирозиназы на кислород, а далее формирование пигмента проходит на «автопилоте» (при помощи автокатализатора) без ферментов. Предположительно для формирования меланина нужно не менее восьми ферментов, которые катализировали бы каждый переход. 

Типы меланоцитов: 1- нуклеофугальный; 2- нуклеопетальный; 3- без отростковый; 4- многоядерный.

Перед тем как синтезированный меланин сконцентрируется в виде гранул, происходят такие процессы:
1. Синтезированные рибосомы тирозиназы закрепляются в структуре аппарата Гольда, где связываются с фосфолипидами.
2. Структуры, являющиеся комплексом белок-фосфолипиды, увеличиваются до 5 мк в диаметре – промежуточные вейкулы.
3. Вейкулы приниают овальную форму и увеличиваются до 0,7х00,3 мк в размерах, а фосфопротеины складвываются в них как бусинки в ряд. Эти структуры называются премеланосомами.
4. Происходит синтез и накопление меланина в премеланосомах. Вместо рядов «бусинок» внутри премеланосом формируются ламелярные структуры – это меланосомы.
5. В меланосомах исчезает активность тирозиназы и ее внутренняя часть превращается в очень плотную гомогенную массу. Это заключительная стадия формирования гранул меланина.

Отростки меланоцитов проникают в соседние клетки эпителия – в кератиноциты, которые их поглощают и наполняются пигментом. Система пигментов меланина состоит из миллиона меланоцитов, каждый из них функционально связан примерно с 36 кераноцитами.

Один или другой цвет волос является конечным результатом процессов формирования меланобластов в нервном валике и их миграции в ткань эпителия, диференциации клеток пигмента, синтеза клеток меланина, перехода гранул пигмента из меланоцитов в кератиноциты и других процессов. То есть цвет волос зависит от множества изменяющихся факторов процесса формирования пигмента: структуры пигмента, количества, формы и распределения гранул меланина, свойств меланоцитов и типа волос. Кроме того, свойства клеток, которые окружают меланоциты, тоже имеют влияние на пигмент. В свою очередь, присутствие меланоцитов в соответствующих тканях зависит от процессов формирования в нервных валиках и миграции меланобластов из них.

 

Миграция меланобластов из нервного валика: 1 - клетка нервного валика; 2 - меланобласты; 3 - несозревшие меланоциты; 4 - меланоциты эпидермиса; 5 - меланоциты дермы.

Гены одной группы напрямую воздействуют на пигменты в нервном валике, в результате интенсивность формирования меланобластов уменьшается, если изменяется их форма и функции из-за нарушения состояния здоровья организма. Гены другой группы, после того как они покинули нервный валик, могут останавливать окончание дифференциации меланобластов, в результате в волосах будет отсутствовать пигмент – они будут белыми, или могут значительно уменьшить количество популяции меланобластов, в результате чего волосы потеряют интенсивность натурального цвета. Гены шестой группы влияют на эти процессы в связи с изменением условий окружащих ткани меланобластов. Изменение морфологии меланоцитов происходит под влиянием третьей и седьмой группы генов, в результате – меланоциты перестают качественно выполнять фунцию синтеза меланина и выделение секрета гранул пигмента, т.е. гранулы меланина рапределяются неравномерно в волосе, а пятнами, хотя общее количество пигмента не уменьшилось. Гены четвертой группы влияют на белковую матрицу меланосом и воздействуют на изменение формы и величины гранул меланина. Некоторые этапы синтеза меланина контролируются генами пятой и восьмой групп. Мутация этих генов может замедлить или остановить синтез меланина или переключить синтез Эумеланина в Феомеланини и наоборот. Предположительно там, где вырастают белые волосы, меланобласты попадают в эпидермис в среднем на два дня позже нежели в волосы с пигментом, что нарушает клеточную взаимосвязь между меланоцитами и волосяными фолликулами и является причиной остановки проникновения пигмента и разрушения меланоцитов. Известно, что волосы на голове, под мышками, в области гениталий, рук и ног толще чем пушковые волосы, кроме того, они темнее и ярче. Это объясняется тем, что меланоциты представляют собой довольно-таки большие клетки, а волосяные фолликулы пушковых волос очень маленькие и их диаметр чуть больше диаметра меланоцитов - становится ясно, что меланоцитам просто «тесно» в фолликулах пушковых волос.