Det uventede forholdet mellom hårfarge og smertetoleranse synes å ha sin årsak i det faktum at rødhårete har en mutasjon i en hormonreseptor som kan tilsynelatende reagere på minst to ulike hormoner: hudpigmenteringshormonet melanocyte-stimuleringshormonet (MSH), og det smertelindrende hormonet kjent som endorfiner (disse hormonene er begge avledet fra det samme forløpermolekylet pro-opiomelanocortin (POMC) og er strukturert likt). Rødhårete har et mutert MC1R-gen som produserer en mutert MC1R-reseptor, også kjent som melanocortin-1 reseptor. melanocyter, som er celler som produserer fargepigmenter i hud og hår, benytter MC1R-reseptoren for å gjenkjenne og reagere på melanocyte-stimuleringshormonet fra foregående kjertelen hypofysen. Melanocyte-stimuleringshormonet stimulerer normalt melanocyter for å skape svart eumelanin, men om melanocytene har en mutert MC1R-reseptor vil de skape rødlig feomelanin isteden. MC1R-reseptoren skjer også i hjernen hvor det er en av et større sett med POMC-relaterte reseptorer som tilsynelatende er involvert ikke bare i å reagere på MSH, men også i reaksjon på endorfiner og muligens andre POMC-avledede hormoner. Selv om detaljene ennå ikke fullstendig forstått synes det som om det er «krysstale» mellom POMC-hormonene som kan forklare forbindelsen mellom rød hår og smertetoleranse.