Меланін: види та роль

Меланін - це пігмент, який, серед іншого, відповідає за колір шкіри, волосся та райдужних оболонок очей та захищає від шкідливого УФ-випромінювання. Але чому в одних людей більше меланіну, а в інших менше? Які ще є функції меланіну та чи існують захворювання, при яких ці пігменти є ненормальними?

Зміст

1. Меланін: види
2. Меланін: виробництво
3. Меланін: фактори, що регулюють його вироблення
4. Меланін: де ми його можемо знайти?
5. Меланін: Функції людини
6. Меланін: функції інших видів
7. Меланін: захворювання, пов'язані з ненормальною кількістю меланіну

Меланін - це пігмент, який відповідає за колір шкіри, волосся та райдужних оболонок очей. Назва барвників з цієї групи походить від грецького слова "патока", що можна перекласти як темний або коричневий.

Меланіни містяться у людини, але також у інших ссавців та інших тварин, а також у безхребетних або навіть у різних мікроорганізмах. У кожному із згаданих організмів пігменти з цієї групи виконують різну функцію, але можна сказати точно одне: це речовини з надзвичайно важливими функціями.

Меланін: види

У людини існує три різні пігменти, що належать до групи меланінів. Вони є:

• еумеланін: він має чорно-коричневий колір, і найбільше його в організмі,
• Феомеланін: жовтувато-червоний барвник,
• нейромеланін: ця форма природного пігменту зустрічається в нервовій системі - її можна знайти, серед інших у т. зв синюшне пляма або чорна речовина - воно виробляється нервовими клітинами, і в даний час його функція досі не зовсім зрозуміла.

Меланін: виробництво

Меланін виробляється в організмі людини спеціальними клітинами, які називаються меланоцитами. Вони в основному присутні в базальному шарі епідермісу.

Пігмент, що виробляється меланоцитами, накопичується в спеціальних везикулах, званих меланосомами. З часом ці пухирці транспортуються до вищих шарів шкіри, в кінцевому підсумку досягаючи зони кератоноцитів - там, нарешті, розгортається пігмент, який з цього моменту може виконувати свої захисні функції.

Сам меланін виробляється в циклі складних змін, вихідним субстратом яких є амінокислота тирозин. Основним ферментом, що бере участь у цих перетвореннях, відомим як меланогенез, є тирозиназа.

Меланін: фактори, що регулюють його вироблення

Певні фактори можуть стимулювати, а інші гальмувати процес меланогенезу. Виробництво меланіну стимулюється ультрафіолетовим випромінюванням - ось чому, коли ми засмагаємо в літній сезон, наша шкіра набуває коричневого відтінку (настільки бажаного деякими).

Інші речовини, які можуть посилити меланогенез, включають альфа-меланотропний гормон (альфа-МСГ) та адренокортикотропін (АКТГ).

Серед факторів, які можуть стримувати вироблення природних пігментів, серед іншого є: різні інтерлейкіни. Вітаміни, такі як вітамін А або вітамін В, а також мінерали, такі як кальцій або залізо, також впливають на процес утворення меланіну.

Меланін: де ми його можемо знайти?

Саме меланін залежить від того, що деякі з нас мають дуже світлий колір обличчя, а інші мають надзвичайно темний колір. На колір людської шкіри впливає кількість меланіну в ній - у чорних людей найбільше, у людей зі світлою шкірою цього пігменту значно менше.

На кінцевий колір шкіри впливає не тільки кількість барвника, але і співвідношення кількості темнішого еумеланіну до значно світлішого феомеланіну.

Волосся такі ж, як у випадку зі шкірою. Коли вони містять велику кількість пігменту - особливо еумеланіну - вони мають темний колір. Тоді, коли у волосся даної людини переважає феомеланін, не виключено, що на голові у нього чи вона будуть рудуваті або русяві пасма.

Однак меланін може міститися і в інших структурах організму. Вже згадувалося, що один із його видів - нейромеланін - присутній у центральній нервовій системі. Однак барвник також можна знайти в межах:

• очне яблуко (саме меланін відповідає за колір наших ірисів - темні іриси мають багато меланіну, люди з блакитними або зеленими очима мають набагато менше цього пігменту)
• наднирники (меланіни присутні в сітчастому шарі цих органів)
• структури внутрішнього вуха

Рекомендована стаття:

Колір очей - статистика, спадщина, таблиці кольорів очей

Меланін: Функції людини

Для багатьох людей колір волосся або шкіри надзвичайно важливий, але вплив на їх колір - не головне завдання меланіну. Цей барвник в першу чергу призначений для захисту шкіри людини.

На жаль, УФ-випромінювання, що потрапляє на сонячні промені, не є корисним для наших клітин - воно може, серед іншого, спровокувати пошкодження ДНК, що в найгіршому випадку може призвести до розвитку раку.Саме тут надходить основна функція меланіну - пігмент насамперед надає захисну дію від УФ-випромінювання.

Вищезазначена функція меланіну можлива завдяки тому, що пігмент має здатність як поглинати, так і розсіювати ультрафіолетове випромінювання.

Крім того, енергія, яка поглинається меланіном, може перетворюватися нею в іншу, яка набагато менш шкідлива для людського організму - мова йде про теплову енергію.

Саме з цього моменту може стати зрозумілим, чому люди, які живуть біля екватора, мають набагато темніший колір обличчя, ніж громадяни нашої країни.

В таких регіонах світу, як Африка, вплив сонячного випромінювання значно більший, ніж, наприклад, у Польщі.

З цієї причини жителі екваторіальної зони мають набагато темнішу шкіру - велика кількість меланіну, що міститься в ній, просто призначена для захисту їх від підвищеного впливу УФ-випромінювання.

Меланін діє як на шкіру, так і на очі. Барвник захищає ніжні структури ока від впливу ультрафіолетового випромінювання.

Чим більше меланіну, тим менший ризик ультрафіолетового випромінювання нам шкодити - ось чому люди з яскравими очима мають підвищений ризик розвитку різних очних захворювань, пов’язаних із сонячною радіацією.

Вже ті функції меланіну, які були згадані вище, безсумнівно, можна вважати надзвичайно важливими.

Насправді, барвники з цієї групи, ймовірно, мають інші, також цінні функції.

Можливо, вони здатні зв'язувати і тим самим нейтралізувати різні важкі метали. Однак ці залежності ще не досліджені в достатній мірі полягає в тому, що у пацієнтів з хворобою Паркінсона - де нейромеланін може виснажуватися в центральній нервовій системі - можуть спостерігатися підвищені відкладення заліза в мозковій тканині.

Меланін: функції інших видів

Корисні властивості меланіну можуть оцінити не тільки люди, але й інші організми. Наприклад, у птахів пір’я, що містять велику кількість меланіну, набагато довговічніше, ніж ті, що мають менше пігментів.

Меланін також використовується різними грибами - специфічними, які називаються радіотрофними, використовують барвник для поглинання тепла, що дозволяє їм накопичувати енергію, необхідну для життєвих процесів.

Деякі мікроорганізми також можуть використовувати меланін, який, на жаль, не є корисним для людини. У патогенних мікроорганізмів меланін може бути фактором, за допомогою якого вони вводять в оману імунну систему господаря і, отже, не усуваються.

Інші збудники хвороби завдяки меланіну можуть бути більш стійкими до дії ліків, незалежно від того, чи вони є протигрибковими чи антибактеріальними.

Меланін: захворювання, пов'язані з ненормальною кількістю меланіну

Ймовірно, не потрібно нікого переконувати, що роль меланіну надзвичайно важлива. Однак з цим барвником можуть бути проблеми зі здоров’ям - вони можуть бути наслідком як недостатньої кількості меланіну в організмі, так і його надлишку.

Стан, коли пацієнт має аномально невелику кількість меланіну, особливо в шкірі або волоссі, відомий як альбінізм (альбінізм).

Виділяють вроджене вітіліго, яке є генетичним захворюванням і є наслідком ферментативних порушень у білках, що беруть участь у меланогенезі. Однак альбінізм також може бути придбаний і, як правило, пов'язаний з пошкодженням клітин, що виробляють пігмент, меланоцитів.

Однак різні явища можуть також з’являтися у зв’язку із надлишком меланіну.

Як приклади тут можна навести різні типи уражень шкіри - наприклад, наявність веснянок на шкірі пов’язано з появою ділянок, де присутня підвищена кількість меланіну.

Плями від сочевиці або плями, такі як кава та молоко, а також деякі пігментовані сліди також з’являються через місцеве накопичення підвищеної кількості меланіну.

Рак шкіри - ще одна проблема, яка опосередковано пов’язана з меланіном. Найнебезпечніший з них - злоякісна меланома - походить від клітин, що продукують меланін - меланоцитів.

Рекомендована стаття:

ГЕТЕРОХРОМІЯ, тобто різнокольорові райдужки ока

Джерела:

1. Матеріали енциклопедії Британіка, он-лайн доступ: https://www.britannica.com/science/melanin
2. "Шкірні захворювання та хвороби, що передаються статевим шляхом", С. Яблонська, С. Маєвскі, Вид. Medical PZWL, Варшава 2010
3. Rzepka Z. et al., Від тирозину до меланіну: сигнальні шляхи та фактори, що регулюють меланогенез, Postepy Hig Med Dosw (онлайн), 2016; 70: 695-708
4. Rok J. et al., Меланін - від меланоцитів до кератиноцитів, або як транспортування меланіну в шкірі, Енн. Акад. Мед. Сілз. 2012, 66, 1, 60–66

Про автора

Лук. Томаш Нецькі Випускник медицини в Медичному університеті в Познані. Любитель польського моря (найбільш охоче прогулюється вздовж його берегів із навушниками у вухах), котів та книг. Працюючи з пацієнтами, він зосереджується на тому, щоб завжди слухати їх і витрачати стільки часу, скільки їм потрібно.