Меланин вырабатывается: Меланин: что это и для чего нужен

Меланин: что это и для чего нужен

Здоровье

© Shutterstock

Автор

Ирина Рудевич

22 декабря 2021

Меланин — пигмент от коричневого до черного, который содержится в волосах, коже и радужной оболочке глаз. РБК Стиль рассказывает, зачем он нужен и как нормализовать его уровень

В организме есть пигмент, ответственный за цвет кожи, глаз, волос, а также за интенсивность загара. Меланин участвует в некоторых обменных процессах, в том числе спасает клетки от повреждения свободными радикалами.

  • Что такое меланин
  • Для чего нужен меланин
  • Нехватка меланина
  • Избыток меланина
  • Как повысить меланин
  • Продукты с меланином
  • Меланин в таблетках и витаминах
  • Комментарий эксперта

Материал проверила и прокомментировала Анна Махова, доктор медицинских наук, врач-терапевт, клинический фармаколог, доцент Первого Московского государственного медицинского университета имени И. М. Сеченова, автор блога о здоровье @dr.makhova.anna

Реклама на РБК www.adv.rbc.ru

Для чего нужен меланин

Меланин — высокомолекулярный пигмент, который вырабатывается меланоцитами — клетками нижнего слоя кожи [1]. Чаще говорят о меланине как об отдельном пигменте, хотя на самом деле существует три его вида:

  • Эумеланин (ДОФА-меланин). Ассоциируется с темными тонами кожи, волос и глаз — коричневым и черным.
  • Феомеланин. Отвечает за красные и желтые оттенки.
  • Нейромеланин. Существует в мозге, придает пигмент структурам его областей. В отличие от двух предыдущих видов, нейромеланин не обеспечивает пигментацию кожи, глаз и волос.

Естественный уровень меланина определяется генетикой. Несмотря на различия в цветотипах, почти у всех людей примерно одно и то же количество меланоцитов. Однако есть и другие факторы, которые могут влиять на выработку пигмента, например:

  • воздействие ультрафиолета;
  • воспаления;
  • гормоны;
  • возраст;
  • нарушения пигментации кожи.

© public domain

Меланин играет важную биологическую роль, обеспечивая защиту от солнца.

  • Согласно научным исследованиям, он защищает организм от вредных ультрафиолетовых лучей UVC, UVB и UVA. Меланин поглощает свет до того, как наступают повреждения ДНК клеток кожи [2].
  • Пигмент обладает антиоксидантной активностью, поглощая радикалы, образованные в результате УФ-повреждений.
  • По некоторым данным, меланин снижает риск развития рака кожи [3].
  • Ученые указывают на дополнительные позитивные воздействия меланина, такие как защита печени, кишечника и иммунной системы [4]. Однако исследований этих потенциальных преимуществ мало, поэтому пигментация и фотозащита остаются двумя основными функциями меланина.

Меланин определяет цвет волос. Когда производство этого пигмента замедляется, волосы седеют. На изменение оттенка в течение жизни влияют как генетика, так и внешние факторы: климат, токсины и экология. Большинство людей сталкивается с сединой в возрасте до 50 лет [5].

Как правильно загорать без вреда для здоровья

Нехватка меланина

Есть два диагноза, при которых организму не хватает меланина:

  • Витилиго. Аутоиммунное заболевание, которое возникает, когда организм не производит достаточного количества меланоцитов. Это вызывает недостаток пигмента, который может проявляться в виде белых пятен на коже или волосах. Витилиго наблюдается у 1–2% людей во всем мире.
  • Альбинизм. Редкое генетическое заболевание, которое возникает, когда организм не производит достаточного количества меланина. Это может произойти из-за уменьшения числа меланоцитов или снижения выработки меланина из меланосом. Существуют различные типы альбинизма: одни вызывают умеренную, другие — серьезную нехватку пигмента в коже, волосах и глазах.

Замедление выработки меланина — естественная часть старения организма. Синтезирующие его клетки отмирают. Нехватку пигмента также ассоциируют с увеличивающимся количеством пероксида водорода. Это происходит из-за того, что с возрастом перестает активно вырабатываться фермент каталаза, отвечающий за распад перекиси водорода в организме. На синтез меланина влияют гормоны — например, высокий эстроген усиливает его образование. Количество пигмента в организме может снижаться из-за стресса, гормональной терапии, нехватки некоторых аминокислот.

© Pexels

Избыток меланина

Избыточную выработку меланина называют гиперпигментацией. Она приводит к неровному тону кожи, может быть рассеянной и очаговой, когда наибольшее количество темных пятен собраны в районе лица или на тыльных сторонах ладоней. С возрастом распределение меланина становится менее равномерным, и этот процесс усугубляется длительным пребыванием на солнце и гормональными проблемами. Гиперпигментацию могут спровоцировать шрамы: они стимулируют активность меланоцитов на участках, где образуется плотная концентрация клеток кожи. Известны несколько последствий избытка меланина:

  • Лентиго. Пятна на коже, образовавшиеся под воздействием солнца. Часто появляются у тех, кто долго находится на улице и не использует защитные средства от загара.
  • Мелазма. Обычно этот термин используют для обозначения пигментации из-за воздействия гормонов. Встречается при повышенной активности гормонов, у женщин при приеме противозачаточных лекарств и во время беременности. Может быть реакцией на косметические средства и лекарственные препараты.
  • Противовоспалительная гиперпигментация. Появляется из-за шрамов, например от акне и других повреждений кожи.

Как восстановить уровень меланина

Помимо генетической предрасположенности, меланин может снижаться в результате нездорового образа жизни, особенно при отсутствии сбалансированного правильного питания. Организм должен получить достаточное количество минералов, витаминов и аминокислот. Врачи также советуют вести здоровый образ жизни: не курить, чаще бывать на свежем воздухе, заниматься спортом и избегать стрессов.

Уровень меланина можно повысить с помощью определенных продуктов питания. В некоторых случаях показаны лекарственные средства. Однако давать назначения самому себе нельзя, необходимо проконсультировать с врачом.

Продукты с меланином

Существует несколько веществ, которые способствуют выработке пигмента. Все они есть в доступных продуктах:

  • Тирозин: миндаль, бобовые, арахис, белок яйца, грецкие орехи, авокадо, молочные продукты, твердые сорта сыра, курица.
  • Триптофан: сушеные финики, йогурт, яйца, кедровые орехи, соя, творог, сыр, грибы.
  • Витамин Е: фундук, брокколи, болгарский перец, семена подсолнечника, печень трески, манго, лосось, арахисовая паста.
  • Витамины А: печень, шпинат, батат, масло печени трески, морковь, тыква.
  • Витамин С: перец, цитрусовые, киви, канталупа, зеленый горох, клубника, капуста.
  • Витаминоподобное вещество В10 (парааминобензойная кислота): печень, морковь, картофель, цельнозерновые продукты, пивные дрожжи, капуста, семена и орехи.
  • Магний: рис, фасоль, брокколи, пшеничные отруби, кунжут, тыквенные семечки, миндаль, бананы.
  • Медь и минеральные соли: печень, какао, бобовые и цельнозерновые продукты, свекла, морепродукты, гречка.

Меланин может понижаться, если часто есть маринованные и соленые продукты, копчености, рафинированные сладости, употреблять алкоголь.

10 полезных орехов: как понять, какие стоит есть именно вам

© Pexels

Меланин в таблетках и витаминах

В настоящее время нет доказательств того, что прием какого-либо витамина или питательного вещества повышает уровень меланина, говорит фармаколог Анна Махова. При этом симптомы недостатка меланина часто видны невооруженным глазом, особенно при врожденных заболеваниях, таких как альбинизм и витилиго. Контраст между белыми пятнами и участками нормальной кожи оказывает значимое влияние на качество жизни детей и взрослых. Нередко пациенты с витилиго имеют низкую самооценку из-за отношения окружающих и недостатка информации о заболевании.

Хотя официальной «диеты при витилиго» не существует, врачи дают рекомендации увеличить количество продуктов, богатых антиоксидантами (цветные овощи и фрукты, темная листовая зелень, ягоды), и употреблять достаточное количество воды. Витамин С, В12, фолаты, альфа-липоевая кислота назначаются лишь в комплексной терапии и не имеют серьезной доказательной базы по лечению витилиго. С целью репигментации и улучшения эстетической составляющей назначается фототерапия, местные или пероральные кортикостероиды. 

Изменения в пигментации кожи могут быть связаны как с излишней выработкой меланина, так и с его недостатком. Поэтому желательно раз в год проходить диспансеризацию у врача-дерматоонколога, для того чтобы он изучил все невусы (родинки), пигментные пятна, составил их карту. Это способствует ранней диагностике рака кожи.

Единственный проверенный способ предотвратить рак кожи — избегать чрезмерного солнечного света и использовать высококачественный солнцезащитный крем.

Комментарий эксперта

Анна Махова, доктор медицинских наук, врач-терапевт, клинический фармаколог, доцент Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова, автор блога о здоровье @dr.makhova.anna

Не существует анализа на меланин. Это пигмент, и его недостаток нельзя восполнить за счет косметических средств и добавок. Преждевременное поседение волос (потеря меланоцитов) иногда происходит даже в возрасте до 20 лет. К появлению седых волос в раннем возрасте могут приводить некоторые болезни, например фенилкетонурия. К факторам, способствующим преждевременному поседению, относятся: дефицит белка, витамина B12, меди и железа, сниженная функция щитовидной железы (гипотиреозе).

К сожалению, лечения нет, есть только рекомендации: отказаться от курения, перейти на диету с высоким содержанием омега-3 жирных кислот (жирная рыба, грецкие орехи), проводить меньше времени на солнце.

Основным методом решения проблемы остается краска для волос. Эффективность добавления в шампуни антиоксидантов, таких как витамины С и Е, сомнительна. 

Меланин: роль в организме человека и в каких продуктах питания он содержится в большом количестве

15 июня 2022


29 230

Дарима Цыренова

Филолог, нутрициолог, копирайтер. Преподаю английский и китайский языки в университете. Окончила аспирантуру по специальности «Литература Китая». Была заведующей кафедрой, работала в учебно-методическом управлении университета. Окончила курсы по нутрициологии и копирайтингу.  Сейчас пишу о здоровом образе жизни и питании.

Что такое меланин и в каких продуктах он содержится

      Меланин защищает человека от ультрафиолета, естественно окрашивает кожу, волосы и глаза. Разнообразное и сбалансированное питание  способно повлиять на содержание меланина в теле человека. Далее в статье:

Меланин: что это, его польза для организма, когда и как он вырабатывается. Чем вредны недостаток или избыток пигмента. Какие продукты питания содержат большое количество меланина.

Что такое меланин

Организм человека естественным образом вырабатывает красящее вещество –  меланин. Природный краситель «дарит» богатство цвета глазам, волосам и коже и защищает от агрессивного ультрафиолета. 

Как  вырабатывается меланин  в организме

Под действием УФ-лучей в меланоцитах – клетках кожи, корней волос и радужке глаз – созревают меланосомы и образуется  красящее вещество.

Под яркими солнечными лучами меланин вырабатывается быстрее и больше, кожа темнеет и получает загар, так человек бережет себя от опасностей ультрафиолета.

Гены в основном определяют уровень меланина в организме. На показатель этого вещества также влияют  внутренние и внешние причины:

  •       воспалительные процессы;
  •       гормональный фон;
  •       симптомы ослабленного иммунитета;
  •       пожилой возраст;
  •       воздействие УФ-излучения;
  •       загрязнение окружающей среды;
  •       алкоголизм и курение;
  •       погрешности в питании.

Типы меланина

Естественный пигмент встречается трех типов:

  1. черно-коричневый эумеланин;
  2. желто-красноватый феомеланин;
  3. и нейромеланин.

 Эумеланин и феомеланин «награждают красителем» волосы, кожу и глаза. Нейромеланин же вырабатывается в средней области головного мозга и окрашивает эту часть. Точная структура и роль третьего типа меланина до сих пор неясны. Нейромеланин часто исследуется в связи с заболеванием Паркинсона.

Почему меланин важен для человека

Ученые обнаружили,  что меланин защищает печень, кишечник и даже иммунную систему, однако эти механизмы не изучены полностью. Поэтому основными «миссиями» вещества для человека  считаются  две: 

  1. пигментация
  2. и защита от ультрафиолета.

Кожа

На цвет кожи  влияет доля меланосом с красящим пигментом в эпидермисе. У тех, кто имеет темную кожу, пигмента больше, чем у людей со светлой кожей. Цвет кожи бывает неравномерным по всему телу у одного человека. На поверхности ладоней и ступней, к примеру, концентрация меланина ниже, поэтому кожа в этих участках светлее.  

Меланин необходим человеку, чтобы предупредить преждевременное старение кожи и различные заболевания, в том числе рак кожи.

Волосы

От типа и концентрации красящего вещества зависит и цвет волос.  Цвет «шевелюры» может меняться на протяжении жизни человека. Когда выработка меланина снижается, волосы седеют и часто становятся сухими и ломкими.

Глаза

Цвет глаз, аналогично волосам и коже, определяется долей и соотношением черно-коричневого и желто-красноватого пигментов в организме. Разные пропорции красящего вещества вырабатываются в сосудистой оболочке глаз. В радужке голубых и зеленых глаз больше феомеланина, а карие содержат одинаковое количество каждого пигмента.

Защита от УФ-лучей

Меланин защищает от ультрафиолета: поглощает опасные лучи  и не дает повредить чувствительную ДНК клеток кожи.  

Пигмент обладает антиоксидантными свойствами. Под воздействием УФ-лучей возникают активные формы кислорода, которые могут повредить клетки в результате окисления, но меланин — «супермен» удаляет эти формы  и спасает  человека.

Защитные функции пигмента определяются его типом и концентрацией. Темные волосы, например, более устойчивы к УФ-лучам, чем светлые.

Нарушения содержания меланина

Пигментация – хрупкая функция, обусловленная внутренними и внешними составляющими, от них зависит избыток или недостаток меланина в организме.

Избыток меланина

Иногда краситель накапливается в некоторых областях кожи и вызывает их потемнение, что врачи именуют гиперпигментацией. Пигментация изменяется во время беременности, темные пятна на лице могут также возникнуть из-за гормональных изменений. Акне, атопический дерматит и другие кожные заболевания нередко сопровождаются усиленным появлением темных участков кожи в поствоспалительный период. Солнечные лентиго, возрастные пигментные пятна обычно возникают у взрослых старше 50 лет, хотя известны случаи их появления в более молодом возрасте  после агрессивного ультрафиолета.

Недостаток меланина

Дефицит пигмента в организме случается в двух случаях:

  •   Витилиго, аутоиммунного заболевания, когда не вырабатывается достаточно пигмента. У людей появляются белые пятна на коже или волосах, так проявляется нехватка пигмента. Заболевание затрагивает 1-2% жителей планеты. 
  •   Альбинизма, редкого генетического заболевания, когда в  организме нет необходимого образования пигмента. Это может происходить, если уменьшается доля меланоцитов или мало вырабатывается пигмента в меланосомах. При альбинизме возможен легкий или сильный недостаток пигмента в коже, волосах или глазах.

Как восстановить уровень пигмента

Количество меланина в организме предопределяют гены, но оно уменьшается, если вести нездоровый образ жизни: злоупотреблять курением и алкоголем, мало двигаться, проводить много времени в закрытом помещении. Для восстановления достаточного уровня меланина советуют быть физически активным, чаще гулять на свежем воздухе, избегать нервных перегрузок и питаться сбалансировано.

Меланин в таблетках и витаминах

Иногда возможно применение лекарственных средств для регулирования уровня меланина, в этом случае необходима консультация с врачом. Производители некоторых  биологически активных добавок  заявляют о «волшебных» свойствах продукции и способности увеличить пигмент в организме. Однако нет достаточных научных данных об их  эффективности.

В каких продуктах содержится меланин

Сбалансированное и здоровое питание воздействует на уровень красящего вещества. К сожалению, нет 100%-й доказательной базы об определенных продуктах, которые стимулируют образование пигмента в организме.

Для большего производства меланина в организме рекомендуют потреблять продукты с различными питательными веществами, например:

  1. Антиоксидантами

Национальные институты здоровья (NIH)  выделяют продукты, богатые антиоксидантами, за их вероятный потенциал в увеличении меланина. К тому же антиоксиданты спасают клетки от воздействия свободных радикалов. Ешьте «радугу» из овощей и фруктов, так вы получите большой запас антиоксидантов, обязательных для накопления пигмента и здоровья кожи, волос и глаз.

  •       темный шоколад
  •       черника
  •       зелень (шпинат, рукола, салат, пекинская капуста )
  •       орехи пекан
  •       бобовые
  •       артишок
  1. Витамином А

  Витамин А (ретинол) – сильный антиоксидант, поэтому он необходим для большего образования меланина. Каротеноид содержится в витамине А и окрашивает фрукты и овощи в красный, желтый или оранжевый цвет и влияет на содержание меланина в организме человека. Поэтому продукты с витамином А рекомендуют включать в рацион.     

  •   Морковь
  •   Батат
  •   Рыба
  •   Мясо
  •   Цитрусовые
  •   Шпинат
  •   Горох
  1. Витамином С

     Другой обладатель антиоксидантных свойств – витамин С, также вносит лепту в производство красящего пигмента в теле человека. Попробуйте добавить в рацион:

  •       Цитрусовые
  •       Ягоды
  •       Зеленые овощи
  •       Листовую зелень
  1. Витамином Е

     Наверняка не раз встречался витамин Е в составе косметических средств, однако продукты питания с  витамином Е могут повлиять и на долю меланина в организме.

  •   Орехи
  • Семечки
  • Зерновые  продукты
  • Фрукты
  • Овощи
  1. Витамином В12

Исследования показывают, что дефицит этого витамина может привести к нарушениям пигментации, поэтому для увеличения содержания меланина рекомендуют расширять рацион продуктами с витамином В12.

  •   Говядина, печень, курица
  •   Жирная рыба, с высоким содержанием омега-3 жирных кислот
  •   Молоко, йогурт, сыр
  •   Яйца
  1. Витамином  Н (биотином)

Этот водорастворимый витамин помогает росту волос и их здоровью. Нехватку биотина в организме часто связывают с преждевременным поседением волос. Поэтому включение продуктов с биотином может помочь увеличить выработку пигмента. Продукты – источники биотина:

  •       Яичный желток
  •       Печень и почки
  •       Орехи (миндаль, арахис, пекан, грецкий орех) и ореховые пасты
  •       Соя и другие бобовые
  •       Цельнозерновые крупы
  •       Цветная капуста
  •       Бананы

 

  1. Медью

Медь участвует в образовании меланина, поэтому старайтесь добавлять в  меню такие продукты:

  •   крабовое мясо
  •   миндаль
  •   арахис
  •   говяжья печень
  •   белые грибы
  1. Железом

Потребление продуктов с большим содержанием железа также полезно для здоровья кожи  и волос.

  •   Печень
  •   Красное мясо
  •   Бобовые
  •   Орехи
  •   Курага

 

  1. Селеном

 Нехватка селена в рационе может снизить антиоксидантную функцию кожи, отчего кожа становится более чувствительной к УФ-излучению.

  •   Бразильский орех
  •   Рыба
  •   Говядина, свинина
  •   Мясо птицы (индейка, курица)

 

Выводы

Итак, меланин – естественная «краска», она  вырабатывается в коже, волосяных луковицах и оболочке глаз. Пигмент защищает от агрессивного ультрафиолета и сохраняет ДНК клеток кожи от опасного воздействия. Доля красящего вещества в теле меняется с возрастом человека. Для поддержания и повышения уровня пигмента рекомендовано соблюдать сбалансированное питание с включением всех продуктовых групп. Выбирайте пищевое и цветовое разнообразие рациона, чтобы кожа, волосы и глаза оставались здоровыми и молодыми.

Биохимия, меланин — StatPearls — Книжная полка NCBI

Даниэль И. Шлезингер; МакДамиан Аноруо; Джоэл Шлезингер.

Информация об авторе и организациях

Последнее обновление: 8 мая 2022 г.

Введение

Меланин — это термин, используемый для описания большой группы родственных молекул, ответственных за многие биологические функции, включая пигментацию кожи и волос и фотозащиту кожи. и глаза.[1][2][3]

Основы

У человека меланин существует в трех формах: эумеланин (который далее подразделяется на черную и коричневую формы), феомеланин и нейромеланин.

Сотовый уровень

Эумеланин и феомеланин продуцируются в различных количествах в базальном слое эпидермиса внутри клеток, называемых меланоцитами. Меланоциты представляют собой зрелые формы меланобластов, которые мигрируют из нервного гребня после закрытия нервной трубки. Поскольку меланин вырабатывается внутри меланоцитов, он упакован в небольшие круглые мембранные органеллы, называемые меланосомами. Меланосомы транспортируются от меланоцитов к соседним кератиноцитам через щупальцеподобные дендритные отростки. Меланосомы, поступающие в кератиноциты, располагаются поверхностно по отношению к ядрам клеток, что служит для защиты от входящего ультрафиолетового (УФ) излучения.

Молекулярный уровень

Первый этап биосинтеза как эумеланина, так и феомеланина начинается одинаково. Тирозин превращается в дигидроксифенилаланин (ДОФА), который требует тирозингидроксилазы и тетрагидробиоптерина в качестве кофактора. Фермент тирозиназа затем превращает дигидроксифенилаланин в допахинон, который может следовать различным путям с образованием эумеланин или феомеланин.

Первичным стимулом для меланогенеза и последующего образования меланосом является УФ-излучение, которое усиливает выработку меланоцитами проопиомеланокортина (РОМС) и его нижележащих продуктов, альфа-меланоцитостимулирующего гормона (альфа-МСГ) и адренокортикотропного гормона (АКТГ). Общий эффект заключается в увеличении производства эумеланина. (Интересно, что у людей с мутациями проопиомеланокортина рыжие волосы и тип кожи по Фитцпатрику 1 из-за относительного увеличения экспрессии феомеланина по сравнению с эумеланином).

Нейромеланин представляет собой темный пигмент, вырабатываемый дофаминергическими и норадренергическими клетками черной субстанции и голубого пятна как продукт распада дофамина. [5]

Функция

В различных формах меланин выполняет множество биологических функций, включая пигментацию кожи и волос и фотозащиту кожи и глаз.

Пигментация кожи возникает в результате накопления меланинсодержащих меланосом в базальном слое эпидермиса. Различия в пигментации кожи обусловлены как относительным соотношением эумеланина (коричнево-черный) и феомеланина (желто-красный), так и количеством меланосом в меланоцитах. Феомеланин отвечает за розоватую кожу губ, сосков, влагалища и головки полового члена. В целом, слегка пигментированная кожа, как правило, содержит меланоциты с скоплениями из двух-трех меланосом, тогда как темнопигментированная кожа, как правило, содержит отдельные меланосомы, которые могут легче меланизировать соседние кератиноциты. Общая плотность меланина коррелирует с темным цветом кожи, а также с типом кожи по Фитцпатрику.

Взаимодействие между меланином и УФ-излучением является сложным. Исследователи широко полагают, что производство меланина в меланоцитах увеличилось в результате эволюционной адаптации к повсеместной потере волос на теле человека более миллиона лет назад. Популяции, живущие ближе к экватору, имели тенденцию к выработке большей доли эумеланина, который является УФ-абсорбентом, антиоксидантом и поглотителем свободных радикалов. И наоборот, популяции, живущие дальше от экватора, относительно богаче феомеланином, который вырабатывает свободные радикалы в ответ на УФ-излучение, ускоряя канцерогенез. Поскольку основным стимулом для выработки кожного витамина D является воздействие УФ-излучения, отсюда следует, что темнокожие люди также, как правило, имеют более низкий уровень витамина D и должны проходить соответствующий скрининг.

Менее ясна связь между меланином, солнцем и кожной иммунологией. Как острое, так и хроническое воздействие УФ-излучения вызывает иммуносупрессию; Свет UVA используется в терапевтических целях при большом количестве кожных заболеваний, включая псориаз. Интересно, что меланин, как полагают, обладает иммуномодулирующими и даже антибактериальными свойствами, хотя лежащие в их основе механизмы еще полностью не выяснены. Злокачественные меланоциты, богатые меланином, менее чувствительны к химио-, радио- или фотодинамической терапии, а меланотические меланомы имеют более длительную безрецидивную и общую выживаемость, чем меланотические. Поэтому некоторые предложили ингибирование меланогенеза в качестве терапии злокачественной меланомы.

Меланин не только защищает кожу от фотоповреждений, но и защищает глаза. Меланин сконцентрирован в радужной оболочке и сосудистой оболочке глаза, и у людей с серым, голубым и зеленым цветом глаз, а также у альбиносов больше проблем с глазами, связанных с солнцем.

Цвет волос определяется относительным соотношением различных форм меланина:

  • Черные и каштановые волосы являются результатом различных степеней черного и коричневого эумеланина

  • Светлые волосы являются результатом небольшого количества коричневого эумеланина в отсутствие черного эумеланина

  • Рыжие волосы являются результатом примерно равного количества феомеланина и эумеланина. Клубнично-светлые волосы являются результатом коричневого эумеланина в присутствии феомеланина.

Клиническое значение

Каждый этап образования и транспорта меланина может быть нарушен, что приводит к различным группам заболеваний: [6][7][8] Группа аутосомно-рецессивных (АР) и доминантных (АД) заболеваний, характеризующихся белой челкой, гипопигментацией кожи и преждевременным поседением волос, возникает в результате нарушения миграции меланобластов в ткани назначения (например, радужку, волосы). Различные формы также включают врожденную глухоту, гетерохромию радужки, синофриз и дистопию кантора.

  • Меланоциты:  Витилиго, заболевание, характеризующееся светочувствительными и депигментированными белыми пятнами, окруженными нормальной пигментацией кожи, и офтальмологическими проблемами, возникающее в результате аутоиммунного разрушения меланоцитов.

  • Меланосома: Синдром Чедиака-Хигаси, аутосомно-рецессивное заболевание, характеризующееся частичным кожно-глазным альбинизмом, дисфункцией тромбоцитов, гемофагоцитарным лимфогистиоцитозом (ГЛГ) и иммунодефицитом, возникает в результате мутаций в генах, которые, вероятно, регулируют перенос лизосом. Синдром Гришелли, аутосомно-рецессивная группа заболеваний, характеризующаяся гипопигментацией волос и кожи, возникает в результате мутаций в белковом комплексе, ответственном за перенос зрелых меланосом в кератиноциты. Различные формы также включают неврологические нарушения, иммунодефицит и ГЛГ.

  • Тирозиназа: Фенилкетонурия, аутосомно-рецессивное заболевание, характеризующееся умственной отсталостью, эпилепсией, светлыми, светлыми волосами и голубыми глазами, а также другими изменениями кожи, возникает в результате дефицита фермента фенилаланингидроксилазы. Пигментные изменения обусловлены конкурентным ингибированием тирозиназы накоплением фенилаланина. Глазокожный альбинизм, группа аутосомно-рецессивных заболеваний, характеризующихся гипопигментацией и глазными проблемами, возникает в результате мутаций гена тирозиназы (TYR). Синдром Фогта-Коянаги-Харады, заболевание, характеризующееся прогрессированием через фазы менингоэнцефалита, увеита, алопеции с витилигоподобной депигментацией и рецидивирующим увеитом, возникает в результате аутоиммунного разрушения связанных с меланосомой антигенов, возможно, включая сам фермент тирозиназу.

  • Дофаминергические нейроны: Болезнь Паркинсона, нейродегенеративное состояние, характеризующееся прогрессирующими нарушениями осанки и походки, возникает в результате выпадения нейромеланин-продуцирующих дофаминергических нейронов в головном мозге. Депигментация компактной части черной субстанции является патологическим признаком этого состояния.

  • Контрольные вопросы

    • Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.

    • Комментарий к этой статье.

    Ссылки

    1.

    Марандука М.А., Браништяну Д., Сербан Д.Н., Браништяну Д.С., Столериу Г., Манолаке Н., Сербан И.Л. Синтез и физиологические последствия мелановых пигментов. Онкол Летт. 2019 май; 17 (5): 4183-4187. [Бесплатная статья PMC: PMC6444329] [PubMed: 30944614]

    2.

    Фернандес-Флорес А., Саеб-Лима М., Кассарино Д.С. Гистопатология старения волосяного фолликула. Джей Кутан Патол. 2019 июль; 46 (7): 508-519. [В паблике: 30932205]

    3.

    Стараче М., Алессандрини А., Брэнди Н., Пираччини Б.М. Использование дерматоскопии ногтей при лечении меланонихии: обзор. Концепция Дерматол Практ. 2019 Янв;9(1):38-43. [Бесплатная статья PMC: PMC6368078] [PubMed: 30775147]

    4.

    D’Alba L, Shawkey MD. Меланосомы: биогенез, свойства и эволюция древней органеллы. Physiol Rev. 01 января 2019 г .; 99 (1): 1–19. [PubMed: 30255724]

    5.

    Дель Бино С., Дюваль С., Бернерд Ф. Клиническая и биологическая характеристика разнообразия пигментации кожи и ее последствий при воздействии ультрафиолета. Int J Mol Sci. 2018 Сен 08;19(9) [Бесплатная статья PMC: PMC6163216] [PubMed: 30205563]

    6.

    Juhasz MLW, Levin MK. Роль системных процедур для осветления кожи. J Космет Дерматол. 2018 дек;17(6):1144-1157. [PubMed: 30133125]

    7.

    Saleem MD. Биология развития меланоцитов человека, пьебалдизм и синдром Ваарденбурга. Педиатр Дерматол. 2019 Январь; 36 (1): 72-84. [PubMed: 30561083]

    8.

    Карбальо-Карбахаль И., Лагуна А., Ромеро-Хименес Х., Куадрос Т., Бове Х., Мартинес-Висенте М., Родитель А., Гонсалес-Сепульведа М., Пеньюэлас Н., Торра А , Родригес-Гальван Б., Баллабио А., Хасегава Т., Бортолоцци А., Гелпи Э., Вила М. Сверхэкспрессия тирозиназы в головном мозге указывает на возрастную выработку нейромеланина в патогенезе болезни Паркинсона. Нац коммун. 201907 марта; 10 (1): 973. [Бесплатная статья PMC: PMC6405777] [PubMed: 30846695]

    Биохимия, меланин — StatPearls — Книжная полка NCBI

    Daniel I. Schlessinger; МакДамиан Аноруо; Джоэл Шлезингер.

    Информация об авторе и организациях

    Последнее обновление: 8 мая 2022 г.

    Введение

    Меланин — это термин, используемый для описания большой группы родственных молекул, ответственных за многие биологические функции, включая пигментацию кожи и волос и фотозащиту кожи. и глаза.[1][2][3]

    Основы

    У человека меланин существует в трех формах: эумеланин (который далее подразделяется на черную и коричневую формы), феомеланин и нейромеланин.

    Сотовый уровень

    Эумеланин и феомеланин продуцируются в различных количествах в базальном слое эпидермиса внутри клеток, называемых меланоцитами. Меланоциты представляют собой зрелые формы меланобластов, которые мигрируют из нервного гребня после закрытия нервной трубки. Поскольку меланин вырабатывается внутри меланоцитов, он упакован в небольшие круглые мембранные органеллы, называемые меланосомами. Меланосомы транспортируются от меланоцитов к соседним кератиноцитам через щупальцеподобные дендритные отростки. Меланосомы, поступающие в кератиноциты, располагаются поверхностно по отношению к ядрам клеток, что служит для защиты от входящего ультрафиолетового (УФ) излучения.

    Молекулярный уровень

    Первый этап биосинтеза как эумеланина, так и феомеланина начинается одинаково. Тирозин превращается в дигидроксифенилаланин (ДОФА), который требует тирозингидроксилазы и тетрагидробиоптерина в качестве кофактора. Фермент тирозиназа затем превращает дигидроксифенилаланин в допахинон, который может следовать различным путям с образованием эумеланин или феомеланин.

    Первичным стимулом для меланогенеза и последующего образования меланосом является УФ-излучение, которое усиливает выработку меланоцитами проопиомеланокортина (РОМС) и его нижележащих продуктов, альфа-меланоцитостимулирующего гормона (альфа-МСГ) и адренокортикотропного гормона (АКТГ). Общий эффект заключается в увеличении производства эумеланина. (Интересно, что у людей с мутациями проопиомеланокортина рыжие волосы и тип кожи по Фитцпатрику 1 из-за относительного увеличения экспрессии феомеланина по сравнению с эумеланином).

    Нейромеланин представляет собой темный пигмент, вырабатываемый дофаминергическими и норадренергическими клетками черной субстанции и голубого пятна как продукт распада дофамина. [5]

    Функция

    В различных формах меланин выполняет множество биологических функций, включая пигментацию кожи и волос и фотозащиту кожи и глаз.

    Пигментация кожи возникает в результате накопления меланинсодержащих меланосом в базальном слое эпидермиса. Различия в пигментации кожи обусловлены как относительным соотношением эумеланина (коричнево-черный) и феомеланина (желто-красный), так и количеством меланосом в меланоцитах. Феомеланин отвечает за розоватую кожу губ, сосков, влагалища и головки полового члена. В целом, слегка пигментированная кожа, как правило, содержит меланоциты с скоплениями из двух-трех меланосом, тогда как темнопигментированная кожа, как правило, содержит отдельные меланосомы, которые могут легче меланизировать соседние кератиноциты. Общая плотность меланина коррелирует с темным цветом кожи, а также с типом кожи по Фитцпатрику.

    Взаимодействие между меланином и УФ-излучением является сложным. Исследователи широко полагают, что производство меланина в меланоцитах увеличилось в результате эволюционной адаптации к повсеместной потере волос на теле человека более миллиона лет назад. Популяции, живущие ближе к экватору, имели тенденцию к выработке большей доли эумеланина, который является УФ-абсорбентом, антиоксидантом и поглотителем свободных радикалов. И наоборот, популяции, живущие дальше от экватора, относительно богаче феомеланином, который вырабатывает свободные радикалы в ответ на УФ-излучение, ускоряя канцерогенез. Поскольку основным стимулом для выработки кожного витамина D является воздействие УФ-излучения, отсюда следует, что темнокожие люди также, как правило, имеют более низкий уровень витамина D и должны проходить соответствующий скрининг.

    Менее ясна связь между меланином, солнцем и кожной иммунологией. Как острое, так и хроническое воздействие УФ-излучения вызывает иммуносупрессию; Свет UVA используется в терапевтических целях при большом количестве кожных заболеваний, включая псориаз. Интересно, что меланин, как полагают, обладает иммуномодулирующими и даже антибактериальными свойствами, хотя лежащие в их основе механизмы еще полностью не выяснены. Злокачественные меланоциты, богатые меланином, менее чувствительны к химио-, радио- или фотодинамической терапии, а меланотические меланомы имеют более длительную безрецидивную и общую выживаемость, чем меланотические. Поэтому некоторые предложили ингибирование меланогенеза в качестве терапии злокачественной меланомы.

    Меланин не только защищает кожу от фотоповреждений, но и защищает глаза. Меланин сконцентрирован в радужной оболочке и сосудистой оболочке глаза, и у людей с серым, голубым и зеленым цветом глаз, а также у альбиносов больше проблем с глазами, связанных с солнцем.

    Цвет волос определяется относительным соотношением различных форм меланина:

    • Черные и каштановые волосы являются результатом различных степеней черного и коричневого эумеланина

    • Светлые волосы являются результатом небольшого количества коричневого эумеланина в отсутствие черного эумеланина

    • Рыжие волосы являются результатом примерно равного количества феомеланина и эумеланина. Клубнично-светлые волосы являются результатом коричневого эумеланина в присутствии феомеланина.

    Клиническое значение

    Каждый этап образования и транспорта меланина может быть нарушен, что приводит к различным группам заболеваний: [6][7][8] Группа аутосомно-рецессивных (АР) и доминантных (АД) заболеваний, характеризующихся белой челкой, гипопигментацией кожи и преждевременным поседением волос, возникает в результате нарушения миграции меланобластов в ткани назначения (например, радужку, волосы). Различные формы также включают врожденную глухоту, гетерохромию радужки, синофриз и дистопию кантора.

  • Меланоциты:  Витилиго, заболевание, характеризующееся светочувствительными и депигментированными белыми пятнами, окруженными нормальной пигментацией кожи, и офтальмологическими проблемами, возникающее в результате аутоиммунного разрушения меланоцитов.

  • Меланосома: Синдром Чедиака-Хигаси, аутосомно-рецессивное заболевание, характеризующееся частичным кожно-глазным альбинизмом, дисфункцией тромбоцитов, гемофагоцитарным лимфогистиоцитозом (ГЛГ) и иммунодефицитом, возникает в результате мутаций в генах, которые, вероятно, регулируют перенос лизосом. Синдром Гришелли, аутосомно-рецессивная группа заболеваний, характеризующаяся гипопигментацией волос и кожи, возникает в результате мутаций в белковом комплексе, ответственном за перенос зрелых меланосом в кератиноциты. Различные формы также включают неврологические нарушения, иммунодефицит и ГЛГ.

  • Тирозиназа: Фенилкетонурия, аутосомно-рецессивное заболевание, характеризующееся умственной отсталостью, эпилепсией, светлыми, светлыми волосами и голубыми глазами, а также другими изменениями кожи, возникает в результате дефицита фермента фенилаланингидроксилазы. Пигментные изменения обусловлены конкурентным ингибированием тирозиназы накоплением фенилаланина. Глазокожный альбинизм, группа аутосомно-рецессивных заболеваний, характеризующихся гипопигментацией и глазными проблемами, возникает в результате мутаций гена тирозиназы (TYR). Синдром Фогта-Коянаги-Харады, заболевание, характеризующееся прогрессированием через фазы менингоэнцефалита, увеита, алопеции с витилигоподобной депигментацией и рецидивирующим увеитом, возникает в результате аутоиммунного разрушения связанных с меланосомой антигенов, возможно, включая сам фермент тирозиназу.

  • Дофаминергические нейроны: Болезнь Паркинсона, нейродегенеративное состояние, характеризующееся прогрессирующими нарушениями осанки и походки, возникает в результате выпадения нейромеланин-продуцирующих дофаминергических нейронов в головном мозге. Депигментация компактной части черной субстанции является патологическим признаком этого состояния.

  • Контрольные вопросы

    • Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.

    • Комментарий к этой статье.

    Ссылки

    1.

    Марандука М.А., Браништяну Д., Сербан Д.Н., Браништяну Д.С., Столериу Г., Манолаке Н., Сербан И.Л. Синтез и физиологические последствия мелановых пигментов. Онкол Летт. 2019 май; 17 (5): 4183-4187. [Бесплатная статья PMC: PMC6444329] [PubMed: 30944614]

    2.

    Фернандес-Флорес А., Саеб-Лима М., Кассарино Д.С. Гистопатология старения волосяного фолликула. Джей Кутан Патол. 2019 июль; 46 (7): 508-519. [В паблике: 30932205]

    3.

    Стараче М., Алессандрини А., Брэнди Н., Пираччини Б.М. Использование дерматоскопии ногтей при лечении меланонихии: обзор. Концепция Дерматол Практ. 2019 Янв;9(1):38-43. [Бесплатная статья PMC: PMC6368078] [PubMed: 30775147]

    4.

    D’Alba L, Shawkey MD. Меланосомы: биогенез, свойства и эволюция древней органеллы. Physiol Rev. 01 января 2019 г .; 99 (1): 1–19. [PubMed: 30255724]

    5.

    Дель Бино С., Дюваль С., Бернерд Ф. Клиническая и биологическая характеристика разнообразия пигментации кожи и ее последствий при воздействии ультрафиолета. Int J Mol Sci. 2018 Сен 08;19(9) [Бесплатная статья PMC: PMC6163216] [PubMed: 30205563]

    6.

    Juhasz MLW, Levin MK. Роль системных процедур для осветления кожи. J Космет Дерматол. 2018 дек;17(6):1144-1157. [PubMed: 30133125]

    7.

    Saleem MD. Биология развития меланоцитов человека, пьебалдизм и синдром Ваарденбурга.

    Leave a Comment

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *