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为什么会长白发还要从“头发为什么是黑色”说起。头发的颜色取决于真黑素（棕／黑色素）和棕黑素（红／黄色素）之间的比例。亚洲人群的头发绝大部分都是黑色的，是因为真黑素占绝大多数（98％），非洲人群的头发也一样。因此，可以把这些头发归为世界上最深色的头发，甚至比非洲撒哈拉沙漠以南地区居民的头发更黑。
毛发根部的毛球细胞并不含黑色素，但毛球上方的细胞由毛母质推移而来，其丝状分裂很少且有色素。毛乳头顶面邻接毛球之处有许多大细胞，是随毛胚由表皮来的树枝状色素细胞，其树状突起分散伸出到毛皮质、髓质的未分化细胞之间，产生的黑色素顺着突起移交给所到达的细胞，使毛皮质、髓质都有了色素。人的毛发以皮质为主，内贯少许髓质，故毛发黑色的深浅主要决定于皮质中黑色素的量以及其细胞内存在的气泡。皮质中黑色素越多，细胞之间汽泡越少，头发颜色就越黑；反之，黑色素量少、气泡多，由于空泡产生光的反射，使毛发的颜色变淡以至成白花。头发中合成黑色素的是络氨酸，因此组成络氨酸的成分就很重要，B族维生素，铜、铁元素都很重要，不能纳下。
科学研究已证实，头发的颜色同头发组织中所含金属元素量也有一定的关系。含有等量的铜、铁和黑色素的头发呈黑色；含镍量过多的头发变灰白色；含钛量大的头发呈金黄色；含钼多的头发呈赤褐色；含铜和钴多的头发呈红棕色；含铜过多的头发呈绿色；含过多的铁或严重缺乏蛋白质的头发呈红色。可见，头发的颜色除与种族遗传因素有关外，还与人体素质及饮食营养有密切关系。
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