Анатомия, строение человека и его физиология

Меланин

Меланин

Меланин - это обобщенное понятие группы естественных пигментов. Существует три основные типа меланина - это эумеланин, феомеланин, нейромеланин. Продуцирование меланина происходит путем окислением аминокислоты тирозина с последующей полимеризацией. Производство пигментов меланина происходит в специальной группе клеток под названием меланоциты.

Самым распространенным типом является эумеланин, представленный в двух типах: черный и коричневый. Феомеланин является цистеином, содержащим красный полимер звеньев бензотиазола, который ответственен за рыжий цвет волос. В мозге содержится нейромеланин, функция которого до настоящего времени (2017 год) не установлена.

У человека в коже меланогенез инициируется воздействием ультрафиолетового излучения, заставляя появлятся загару. Меланин является очень эффективным абсорбентом света, который способен рассеять более 99,9% поглощенного ультрафиолета. Именно поэтому считается, что меланин защищает клетки кожи от радиационного повреждения и снижает риск развития рака. Так проведенные исследования показали более низкую заболеваемость раком кожи у лиц с темным цветом кожи (с повышенным содержанием меланина).

Основным веществом, отвечающим за цвет кожи является меланин. Кроме того меланин встречается в волосах, пигментированной ткани, находящейся под радужной оболочкой глаза, а также в сосудистом русле внутреннего уха. Ткани с меланином в мозге располагаются в пигментно-несущих нейронах в областях ствола мозга. В коже меланин вырабатывается меланоцитами, находящимися в базальном слое эпидермиса. У различных этнических групп людей меланоциты производят различные уровни меланина. У людей, к которых синтез меланина находится на низком уровне, либо вообще отсутствует живут при состоянии называемом альбинизм. Так феомеланин и эумеланин обнаруживаются как в коже, так и в волосах человека, но эумеланин все же наиболее распространен.

Полимеры эумеланина содержат многочисленные связанные полимеры 5,6-дигрироксиидол и 5,6-дигидроксииндол-2-карбоновая кислота. Как уже было сказано выше, существует два типа эумеланина - черный и коричневый. Оба типа отличается друг от друга химически по своей структуре полимерных связей. Так седые волосы вызваны малым количеством черного эумеланина в отсутствии других пигментов. Малые количества коричневого эумеланина в отсутствии других пигментов дает светлый цвет волос. По мере старения организма, черный меланин продолжает вырабатываться, но коричневый прекращает производится, отсюда появление седых волос.

Феомеланин дает розово-красный оттенок в зависимости от его концентрации. Этот тип меланина сконцентрирован в губах, сосках, в головке полового члена и влагалище. Так при смешивании коричневого эумеланина и красного феомеланина в волосах на свет появляется “клубничная блондинка”. Следует отметить, что феомеланин также присутствует в коже, поэтому рыжие люди часто имеют розоватый оттенок кожи. На химическом уровне феомеланин отличается от эумеланина их олигомерная структура включает производные бензотиазина и бензотиазола, производящиеся вместо 5,6-дигрироксиидола и 5,6-дигидроксииндол-2-карбоновая кислоты, когда присутствует L-цистеин аминокислота.

Также имеют место такие меланины как трихохромы, которые являются пигментами, полученными таким же метаболическим путем, что и эумеланин и феомеланин, но в отличие от них имеют малый молекулярный вес. Такие вещества встречаются в некоторых волосах красного цвета.

Нейромеланин это темный нерастворимый полимерный пигмент, продуцируемый в определенных группах катехоламинергических нейронов в головном мозге. Биологическая функция нейромеланина точно не известна, но установлено, что он связывает переходные металлы и другие потенциально токсичные молекулы. Именно по этой причине данное вещество играет важную роль в апоптозе, а также в болезни Паркинсона.

Процесс образования меланина

Меланоциты включают гранулы меланина в специализированные клеточные везикулы под названием меланосомы. После этого они переносятся в клетки кератиноцитов эпидермиса человека. Накопление меланосом в каждой клетке реципиента происходит в ядре клетки, где они защищают ядерную ДНК от мутаций, которые вызываются ионизирующим излучением солнечных ультрафиолетовых лучей. Количество меланина связано с наследственной территорией проживания. Так люди, чьи предки продолжительно жили в экваториальных районах земного шара имеют большие количества эумеланина в коже. Это придает коричневый или черный цвет их коже, защищая ее от ультрафиолета. Солнечный свет стимулирует производство витамина D. Ввиду того, что темный цвет кожи действует подобно экрану, у людей с такой кожей может наблюдаться дефицит данного витамина в северных регионах Земли.