Что такое меланин, для чего он нужен, как повлиять на его синтез

Что такое меланин, для чего он нужен, как повлиять на его синтез

За оттенок и насыщенность оттенков кожи, глаз и волос человека отвечает особый пигмент. Он называется меланин.

Он обеспечивает цветовой колорит внешности, но его функции на этом не заканчиваются; меланин играет важную роль в функционировании организма.

Содержание

Что такое меланин

Термин происходит от греческого melanos, что означает «темный» или «черный». Действительно, это пигмент, имеющий коричневый или черный оттенок. В зависимости от его концентрации, мы получаем всю широту оттенков кожи, волос и радужки глаз.

Различают три типа меланина:

• Эумеланин имеет темный оттенок. Он подразделяется на два подтипа — коричневого и черного оттенка. Обеспечивает коже, глазам и волосам темный цвет. Волосы блондинов содержат только коричневый эумеланин.
• Феомеланин отвечает за красноватые, розовые и рыжеватые оттенки. Придает цвет губам и рыжим волосам.
• Нейромеланин — это темный пигмент, который содержится в тканях мозга. Интересно, что он не только окрашивает мозг, но и имеет другие функции. К примеру, известно, что недостаточное количество нейромеланина связано с развитием болезни Паркинсона.

Функции меланина

Меланин окрашивает ткани тела человека и животных, но дело здесь не только в окраске; пигмент защищает ткани от повреждения ультрафиолетовыми лучами, поэтому люди, имеющие темный оттенок кожи, глаз и волос лучше переносят воздействие ультрафиолета.

Известно, что под воздействием ультрафиолета кожа темнеет, появляется загар. Слегка загорев, кожа становится менее чувствительной к солнцу, а вероятность получения солнечных ожогов снижается. Таким образом, загар — это защитная реакция организма на повреждение ультрафиолетовыми лучами.

Помимо функции защиты клеток от солнца, меланин имеет еще множество других функций:

• обеспечивает нейтрализацию свободных радикалов, а значит, защищает организм от старения;
• служит катализатором различных биохимических процессов в организме;
• помогает бороться со стрессом;
• обеспечивает поддержку печени и щитовидной железы.

Количество меланина в организме человека зависит от нескольких факторов. Рассмотрим их подробнее.

Генетические факторы

Количество и цвет меланина у каждого конкретного человека обусловлены генетически.

Прежде всего, они связаны с расой и национальностью. Некоторые люди рождаются с темным цветом волос, кожи или глаз. Чем пигмента больше, тем темнее их оттенки.

Воздействие ультрафиолета

При воздействии ультрафиолета активизируется выработка меланина в коже, и кожа темнеет.

Размер меланоцитов

Меланоциты — это клетки, которые синтезируют меланин. У разных людей размер и активность этих клеток различны, что вызывает разницу в количестве производимого меланина.

Нарушения выработки меланина: как они проявляются и от чего зависят

Встречаются различные нарушения выработки меланина — гипо- и гиперпигментация.

Гипопигментация

Гипопигментация наблюдается при таких заболеваниях, как альбинизм и витилиго. Они имеют наследственную природу.

При альбинизме организм не вырабатывает меланин либо вырабатывает его недостаточно.

Витилиго — это аутоиммунное заболевание, которое вызывает разрушение меланоцитов, из-за чего появляются обесцвеченные участки кожи.

Обесцвечивание кожи может происходить также после травм и ожогов. В некоторых случаях пигментация со временем восстанавливается.

Гиперпигментация

Характеризуется появлением коричневых пятен на коже:

• веснушек;
• окрашенных родинок;
• пигментных пятен, которые образуются под воздействием внешних факторов;
• темных пятен, вызванных влиянием гормонов (мелазма).

Можно ли повлиять на синтез меланина в организме

Нормальный уровень меланина в организме важен для здоровья. При отсутствии генетических заболеваний, вызывающих гипопигментацию, на синтез меланина можно до определенной степени влиять.

Самый простой способ увеличить количество меланина — воздействие ультрафиолетовых лучей, однако это не лучший вариант, поскольку злоупотребление ультрафиолетом может привести к преждевременному старению кожи, а также к развитию рака кожи.

Более безопасный способ увеличить синтез меланина — специальное питание.

Меланоциты синтезируют меланин посредством окисления тирозина.

Самый простой способ повлиять на синтез меланина — включать рацион больше продуктов, содержащих тирозин:

• яиц;
• птицы;
• мяса;
• цельнозерновых продуктов.

Синтезу пигмента способствует также употребление продуктов, содержащих следующие вещества:

• Триптофан (молочные продукты, орехи, грибы).
• Витамин А (ретинол). От также защищает кожу от старения и поддерживает остроту зрения, поэтому его особенно важно включать в рацион подростков и людей зрелого возраста. Содержится в яйцах, сливочном масле. Самый богатый источник ретинола — свиная или говяжья печень. Также ретинол синтезируется в организме из бета-каротина, который содержится в продуктах, имеющих ярко-оранжевый и темно-зеленый цвет (морковь, шпинат, тыква).
• Витамин Е — антиоксидант, которым богаты орехи, печень трески, брокколи и болгарский перец.
• Витамин С, который содержится в овощах и фруктах.
• Магний (содержится в цельнозерновых продуктах, орехах и бананах).
• Медь, которой богаты морепродукты. Также она содержится в какао, цельнозерновых продуктах, бобовых, свекле и гречке.

Отрицательно влияет на синтез меланина употребление слишком соленых продуктов и алкоголя.

Седина — причины появления, лечение. Можно ли восстановить седые волосы

1 мая 2020

8 комментариев

Распространенной причиной изменения цвета волос является потеря меланина. Это вещество принимает участие в генерации пигмента под названием меланоцит. Он отвечает за естественный цвет волос и кожи. И чем ниже содержание меланина в крови, тем светлее цвет ваших волос. Согласно исследованиям, седые волосы имеют минимальное количество меланина, а в побелевших волосах его и вовсе нет. Процесс снижения уровня меланина вполне естественный. Считается, что вероятность возникновения седины после 30-ти лет увеличивается каждое десятилетие на 20 процентов.

Однако существует много дезинформации о том, что есть способ вернуть свой естественный цвет волос, даже если у вас проявляется седина. Несмотря на то, что дефицит определенных питательных веществ и ухудшение состояния здоровья могут быть причиной образования седых волос, естественный цвет все равно невозможно восстановить. Особенно в случаях, если седина является генетической особенностью или результатом старения.

Но если вы хотите предотвратить рост седых волос, изменение рациона может в этом помочь.

В этой статье мы рассмотрим самые распространенные мифы о седине и разберем способы, позволяющие влиять на цвет волос.

 

 

Почему невозможно восстановить цвет волос, если седина генетическая

 

По своей природной структуре волосы имеют естественный белый цвет. За их окрашивание отвечает меланин. Это же вещество определяет цвет волос на генетическом уровне. В волосяных фолликулах каждого человека содержатся клетки, которые используют меланин для создания пигмента, который в сочетании с белковыми кератинами и образует естественный цвет волос.

Снижение уровня меланина в волосах происходит естественным путем. Однако наиболее высокая интенсивность данного процесса наблюдается после 30-ти лет. Точная скорость потери цвета волос в значительной степени определяется генами. Если родители седели преждевременно, то вероятность того, что их ребенок будет подвержен такому же эффекту, очень высока. Поэтому заявления, сделанные маркетологами о возможности восстановления цвета волос ложны, особенно если причина генетическая.

 

Как только волосяные фолликулы теряют меланин, возможность генерировать его самостоятельно также теряется. И как результат – через некоторое время в шевелюре образуется седина.

 

 

 

В каких случаях следует предпринимать меры по замедлению роста седых волос

 

 

Преждевременная седина, возникающая в возрасте от 20-ти до 30-ти лет, чаще всего является наследственной. Однако в некоторых случаях причиной снижения выработки меланина могут быть недостаток питательных веществ и определенные заболевания. В связи с этим оба варианта следует обсудить с лечащим врачом.

 

Недостаток питательных веществ

Если вы придерживаетесь сбалансированной диеты, скорее всего, седина не связана с недостатком питательных веществ. При этом дефицит определенных питательных веществ может сильно повлиять на выработку меланина.

Самой распространенной причиной роста седых волос является недостаток витамина B12. Он провоцирует  образование дефицита меди и железа, что также увеличивает риск ранней потери цвета. Решением в таком случае могут стать пищевые добавки. Благодаря их приему можно заметить, как волосы восстанавливают свой естественный цвет. Однако перед их включением в рацион следует проконсультироваться с врачом. Он проведет анализы крови и выяснит, действительно ли они вам нужны.

 

 

Нарушения здоровья

Преждевременное поседение может быть связано с определенными заболеваниями, а именно с:

• витилиго;
• заболевание щитовидной железы;
• очаговая алопеция.

Изменения уровня гормонов также отражается на состоянии волос. Лечение этих заболеваний и нарушений может со временем привести к нормализации уровня меланина и цвета волос.

 

 

Мифы о восстановлении цвета волос

 

Рост седых волос – это естественный процесс, на который влияют старение, генетические факторы, дефицит питательных веществ и состояние здоровья. Несмотря на это, существуют компании, продолжающие рекламировать натуральные средства и продвигать продукты, которые якобы способны помочь восстановить естественный цвет.

 

Добавки

Учитывая роль питательных веществ в производстве меланина, некоторые компании продают добавки для восстановления цвета волос. Наиболее популярные среди них содержат такие компоненты как биотин, цинк и селен, а также витамины B12 и D3. При их приеме стоит учитывать, что при условии отсутствия дефицита питательных веществ эти  микроэлементы не окажут никакого влияния на процесс выработки меланина.

 

Маски для волос

В сети Интернет можно встретить множество рецептов масок для волос, которые способны обеспечить восстановление естественного цвета. Их состав включает кокосовое масло, лимонный сок и эфирные масла. Однако действие всех этих ингредиентов направлено на устранение воспалительных процессов и повышение уровня антиоксидантов в коже головы. Безусловно, эти маски могут улучшить состояние волос, обеспечить их блеск и восстановление структуры. Однако они не могут повысить выработку меланина.

 

Картофельная  кожура

Еще один миф – это использование кожуры картофеля для избавления от седины. Идея заключается в том, что крахмалы, содержащиеся в кожуре картофеля, постепенно темнеют и закрашивают седые волосы. Кроме того, что этот метод не имеет научного подтверждения, любые результаты, которых можно добиться, исчезнут после первого мытья головы.

 

 

Как замедлить появление седых волос   Если у вас нет дефицита питательных веществ или нарушений здоровья, способа раз и навсегда предотвратить появление седых волос не существует. Но есть лекарственные препараты и полезные привычки, позволяющие замедлить процесс образования седины: снижение уровня стресса – гормоны стресса способны прерывать выработку меланина в волосяных фолликулах; бросить курить – это может быть сложно, но врачи могут разработать индивидуальный план избавления от вредной привычки; поддерживать нормальный вес; снизить воздействие вредных химических веществ; защитить волосы от солнца.

 

 

Что можно сделать, если вам не нравятся седые волосы

 

Если потеря меланина связана с генетикой, отменить процесс образования седины невозможно. В таком случае следует поговорить с парикмахером об использовании перманентных или стойких красителей. Чтобы замаскировать проблему, также могут помочь порошки для окрашивания корней и кремы для коррекции цвета.

Натуральные красители – это еще один вариант. Их применение особенно актуально, если вы хотите избежать возможного повреждения волос. К их числу относятся хна и индийский крыжовник.

С другой стороны, вы можете сделать акцент на седине и придать ей благородный вид. Эту идею можно реализовать за счет уходовых средств. Они не только улучшат цвет, но также предотвратят пожелтение и снизят ломкость.

 

 

Вывод

 

Вероятность преждевременного образования седых волос напрямую зависит от выработки меланина. Иногда стресс, дефицит питательных веществ и другие факторы образа жизни могут стать причиной снижения уровня этого вещества. Как только эти проблемы будут решены, цвет волос восстановится.

Но в большинстве случаев причиной образования седины являются возраст и генетические особенности. В этих случаях вернуть волосам их природный цвет невозможно. Несмотря на это, существует множество красок, которые позволят замаскировать проблему.
 

 

Источники

• Chakrabarty S, et al. (2016). Factors associated with premature hair graying in a young Indian population.
  ncbi. nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4830165/
• Jo SK, et al. (2018). Three streams for the mechanism of hair graying.
  ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6029974/
• Kumar AB, et al. (2018). Premature graying of hair: Review with updates.
  ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6290285/

 

 

Поделиться

Поделится

Поделится

100% средство от седых волос — постричь голову на лысо!


Ответить

По последним данным Британских ученых работники очистных служб практически не страдают ранней сединой. Причина кроется в испарениях при ведении осинизационных работ. Профессор Макфор провел исследования в ходе которых выяснилось,что люди регулярно мажущие себя калом не страдают сединой по сранении с группой плацебо.


Ответить

Спасибо большое за правильные советы .


Ответить

Новый комментарий

Войти с помощью

Отправить

Пигментация человеческих волос — биологические аспекты — PubMed

Review

.
2008 авг; 30 (4): 233-57.
doi: 10.1111/j.1468-2494.2008.00456.x.

Д.Дж. Тобин ¹

принадлежность

• ¹ Центр кожных наук, Школа наук о жизни, Университет Брэдфорда, Ричмонд-роуд, Брэдфорд, Западный Йоркшир, Великобритания. [email protected]
• PMID: 18713071
• DOI: 10.1111/j.1468-2494.2008.00456.x
Бесплатная статья

Обзор

Ди Джей Тобин. Int J Cosmet Sci. 2008 Август

Бесплатная статья
. 2008 авг; 30 (4): 233-57.
doi: 10.1111/j.1468-2494.2008.00456.x.

Автор

Д.Дж. Тобин ¹

принадлежность

• ¹ Центр кожных наук, Школа естественных наук, Университет Брэдфорда, Ричмонд-роуд, Брэдфорд, Западный Йоркшир, Великобритания. [email protected]
• PMID: 18713071
• DOI: 10.1111/j.1468-2494.2008.00456.x

Абстрактный

Цвет кожи и волос в значительной степени влияет на наш общий внешний вид и на социальное/сексуальное общение. Несмотря на их общее происхождение в эмбриологическом нервном гребне, волосяной фолликул и эпидермальные пигментные единицы занимают отдельные, хотя и открытые кожные компартменты. Их можно различить главным образом на основе жесткой связи первых с циклом роста волос по сравнению с непрерывным меланогенезом последних. Биосинтез меланина и его последующий перенос из меланоцитов в кератиноциты волосяной луковицы зависят от наличия предшественников меланина и множества путей передачи сигнала, которые одновременно очень сложны и обычно избыточны. Эти сигнальные пути могут быть как зависимыми, так и независимыми от рецепторов, действовать через ауто-, пара- или интракринные механизмы и могут модифицироваться гормональными сигналами. Несмотря на многие общие черты, фолликулярные меланоциты оказываются более чувствительными, чем эпидермальные меланоциты, к влиянию старения. Наиболее ярко это проявляется в поседении волос/поседевших волосах, и это, вероятно, отражает существенные различия в эпидермальном и фолликулярном микроокружении.

Пигментная единица волосяного фолликула может также служить важным датчиком окружающей среды, благодаря чему пигмент волос способствует быстрому выведению тяжелых металлов, химических веществ и токсинов из организма путем их избирательного связывания с меланином; делая волосяное волокно полезным барометром воздействия. Недавняя доступность передовых методологий культивирования изолированных меланоцитов волосяных фолликулов и интактных культур органов волосяных фолликулов в анагене должна предоставить инструменты исследования, необходимые для выяснения регуляторных механизмов пигментации волосяных фолликулов. В более долгосрочной перспективе может оказаться целесообразным разработать модификаторы цвета волос биологической природы в дополнение к модификаторам на основе химических веществ.

Похожие статьи

• Цикл волос и пигментация волос: динамические взаимодействия и изменения, связанные со старением.

  Ван Несте Д., Тобин Д.Дж. Ван Несте Д. и др. Микрон. 2004;35(3):193-200. doi: 10.1016/j.micron.2003.11.006. Микрон. 2004. PMID: 15036274 Обзор.

• Поседение: геронтобиология пигментной единицы волосяного фолликула.

  Тобин ДиДжей, Паус Р. Тобин Д.Дж. и др. Опыт Геронтол. 2001 г., январь; 36 (1): 29–54. doi: 10.1016/s0531-5565(00)00210-2. Опыт Геронтол. 2001. PMID: 11162910 Обзор.

• Пигментация волосяных фолликулов.

  Сломински А., Вортсман Дж., Плонка П.М., Шаллройтер К.У., Паус Р., Тобин Д.Дж. Сломински А. и др. Джей Инвест Дерматол. 2005 Январь; 124 (1): 13-21. doi: 10.1111/j.0022-202X.2004.23528.x. Джей Инвест Дерматол. 2005. PMID: 15654948 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Передача сигналов фактора стволовых клеток KIT играет ключевую роль в регуляции пигментации волос млекопитающих.

  Хачия А., Сривириянонт П., Кобаяси Т., Нагасава А., Ёсида Х., Охучи А., Китахара Т., Вишер М.О., Такема Ю., Цубои Р., Буасси Р.Э. Хачия А. и др. Джей Патол. 2009 май; 218(1):30-9. doi: 10.1002/path.2503. Джей Патол. 2009 г.. PMID: 19214986

• Поседение человеческих волос связано со специфическим истощением меланоцитов волосяного фолликула, поражающим как луковицу, так и наружную корневую оболочку.

  Коммо С., Гайяр О., Бернар Б.А. Коммо С. и др. Бр Дж Дерматол. 2004 г., март; 150 (3): 435-43. doi: 10.1046/j.1365-2133.2004.05787.x. Бр Дж Дерматол. 2004. PMID: 15030325

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Случай вызванного пазопанибом острого повреждения почек, обратимой депигментации волос и радиационного дерматита.

  Ли Дж., Ли З., Су Т. Ли Дж. и др. Рен Фэйл. 2023 декабрь; 45 (1): 2213778. дои: 10.1080/0886022X.2023.2213778. Рен Фэйл. 2023. PMID: 37264782 Бесплатная статья ЧВК. Аннотация недоступна.

• Всесторонний обзор пигментации млекопитающих: создание инновационной косметики для изменения цвета волос.

  Фернандес Б., Кавако-Паулу А., Матама Т. Фернандес Б. и соавт. Биология (Базель). 2023 11 февраля; 12 (2): 290. doi: 10.3390/biology12020290. Биология (Базель). 2023. PMID: 36829566 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Косуля ( Capreolus capreolus ) Волосы как биоиндикатор присутствия токсичных и микроэлементов в окружающей среде.

  Драги С., Агради С., Рива Ф., Тархан Д., Билгич Б., Докузейлюл Б. , Эркан А.М. или М.Е., Бреккья Г., Виго Д., Ариоли Ф., Ди Чезаре Ф., Куроне Г. Драги С. и др. Токсики. 2023 3 января; 11 (1): 49. doi: 10.3390/toxics11010049. Токсики. 2023. PMID: 36668775 Бесплатная статья ЧВК.

• Церебролизин вызывает репигментацию волос, связанную с реактивацией MART-1/Melan-A.

  Вильяреал-Рейна Г., Гарса-Моралес Р., Сото-Домингес А., Монтаньес-Герреро Л., Сауседо-Карденас О., Гомес-Флорес М., Окампо-Гарса Х.А., Перес-Трухильо Х.Дж., Монтес-де-Ока-Луна Р. . Вильярреал-Рейна Г. и др. Евр J Med Res. 2022 21 ноября; 27 (1): 257. doi: 10.1186/s40001-022-00889-4. Евр J Med Res. 2022. PMID: 36411485 Бесплатная статья ЧВК.

• ASIP Варианты промоутера предсказывают кунжутный окрас шерсти у собак шиба-ину.

  Белякин С. Н., Максимов Д.А., Побединцева М.А., Лактионов П.П., Воронова Д. Белякин С.Н., и соавт. Ветеринарная наука. 2022 3 мая; 9 (5): 222. doi: 10.3390/vetsci9050222. Ветеринарная наука. 2022. PMID: 35622750 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Натуральный цвет волос — Пигментация

 

 

Цвет волос генетически запрограммирован и установлен внутриутробно.

Пигментация обусловлена ​​присутствием меланина, нерастворимого в воде полимера соединений, полученных из аминокислоты тирозина, которая содержится в меланоцитах.

Меланосинтез может производить:

Эумеланин

– образуется в результате реакции фермента тирозиназы с аминокислотой тирозином. Цвет волос варьируется от красновато-коричневого до черного.

Феомеланин

– образуется в результате реакции фермента тирозиназы с аминокислотами тирозином и богатым серой цистеином. Это дает цвет волос от желтого (блондинка) до красного (тициан).

Изменения пигментации связаны с количеством, размером и распределением меланосом (отдельных меланинсодержащих органелл) в меланоцитах. Это специализированные клетки кожи, продуцирующие меланин и имеющие разветвления (дентриты), расположенные внутри волосяных фолликулов, через которые мельчайшие гранулы пигмента вводятся в кератиноциты во время образования волосяного стержня.

Другие соображения:

Меланин обеспечивает некоторую защиту кожи, поглощая ультрафиолетовое излучение.

Неактивность тирозиназы > отсутствие меланогенеза = возможен альбинизм.

The Trichological Society

————————————

Химия пигментации волос

Доктор Идалина Фиалхо 5% по весу . Кератин, наиболее распространенный компонент, представляет собой группу нерастворимых белковых комплексов, которые придают эластичность, эластичность и прочность волокнам. Меланин, природный пигмент волос, в основном распределяется в среднем слое стержня или коры волоса и внедряется между кератиновыми волокнами, где он составляет всего 1-3% веса человеческого волоса. Эти гранулированные пигменты нанометрового размера (200–800 нм) создают естественные красивые цвета, присущие человеческим волосам. Цвета возникают в результате распределения, концентрации и смешивания двух типов меланина: коричневого и черного эумеланинов и, реже, красного феомеланина. Из этого следует, что уменьшение или исчезновение меланина из волосяных волокон является явлением, которое приводит к потере цвета и последующему поседению волос и, в конечном итоге, к обесцвечиванию. Побеление волос в основном вызвано старением, хотя на регуляцию пигментации волос и концентрации пигмента могут влиять многочисленные факторы, включая метаболизм, изменения цикла роста волос, распределение меланинов в организме, гендерные различия и использование лекарств (например, химиотерапия). или специфическими генетическими нарушениями. Принимая во внимание эти факторы, средний возраст появления седых волос составляет около 30 лет, при этом 50% людей имеют 50% седых волос к 50 годам. Первый известный пример натуральной краски для волос восходит к древним египтянам, когда растительные пигменты хны использовались для затемнения волос и усиления цвета. Технологии окрашивания лежат в основе химической промышленности: первая искусственная «стойкая» краска для волос была синтезирована основателем L’Oreal Эженом Шуэллером в начале 19 века.00с. С тех пор краски для волос, способные обеспечить длительный и убедительный переход от серого к черному, стали популярными в разных культурах и национальностях, при этом желательны дополнительные цвета, в том числе те, которые не зависят от генетической предрасположенности. Из-за такого широкого использования производство красок для волос в настоящее время является одним из самых прибыльных в косметическом секторе. На самом деле, исследования показывают, что более 50% населения развитых стран хотя бы раз в жизни красили волосы. Несмотря на несколько исследований, сообщающих о потенциальной канцерогенности некоторых традиционных компонентов красок для волос, частом развитии аллергии у клиентов и колористов и повреждении волос, вызванном краской, использование красителей на основе малых молекул в современном обществе продолжает расширяться, и отрасль лишь несколько незначительных достижений в его химии.

Меланин

Меланин — это общее название, используемое для обозначения, пожалуй, самых распространенных, устойчивых, гетерогенных и древних пигментов, встречающихся в природе. Меланин очень рано появился в большинстве живых царств на Земле. Название «меланин» происходит от древнегреческого  melanos , что означает «темный», и, согласно Борованскому, этот термин, вероятно, впервые применил шведский химик Берцелиус в 1840 году для обозначения темного пигмента, извлеченного из глазных оболочек. Однако первые упоминания о пигментации кожи человека и как-то о существовании меланина без использования нынешнего названия очень старые. Медицина фараонов в папирусе Эберса (1550 г. до н. э.) описала некоторые заболевания, влияющие на цвет кожи, и одним из них, вероятно, было витилиго, хотя этот термин появился гораздо позже, образованный от латинского слова «9».0202 vitellus , что означает «телятина» или бледно-розовая кожа. Первое относительно подробное письменное описание пигментации кожи у человечества было получено от Геродота в Греции, который описал более темную кожу персов, эфиопов и индийцев по отношению к грекам. В Новое время появилось множество анатомических описаний выдающихся ученых тех веков, таких как Мальпиги в Неаполе и многих других. В те века наиболее распространенное в Европе и арабской цивилизации представление о происхождении темного пигмента заключалось в том, что он образовался в результате распада гемоглобина. Первые химические анализы, проведенные Берцелиусом и другими, установили очень значительные различия между меланином и гемоглобином, что сделало маловероятным или исключило такую ​​связь. Структурно меланины представляют собой группу сложных пигментов с относительно разнообразной и неопределенной структурой. Они были определены несколькими способами в течение последних 50 лет, но большинство из предложенных определений представляют собой некоторые небольшие ловушки, поскольку они являются частичными или незавершенными из-за сложности определения чего-либо с таким широким разнообразием по составу, цвету, размеру, встречаемости и функции. Это очевидно, поскольку меланин можно найти во всех живых царствах. Широко распространенное и простое определение, включающее все типы меланина, звучит так: « гетерогенный полимер, полученный окислением фенолов и последующей полимеризацией промежуточных фенолов и образующихся на их основе хинонов . ”

Меланин присутствует в коже, волосах, глазах, ушах и нервной системе млекопитающих. Известно, что он присутствует в перьях птиц, чернилах кальмаров, насекомых, растениях и многих других биологических системах. В последнее время ему уделяется значительное внимание и исследования. Меланин содержится в большом количестве в рационе многих людей, но не проводилось никаких исследований для оценки влияния ежедневного потребления.

Классификация меланина

Меланин подразделяется на три группы: эумеланины, феомеланины и алломеланины. Меланины нервной системы известны как нейромеланины. Цвет эумеланинов, которые чаще всего встречаются у животных, черный или коричневый. Это очень нерастворимые пигменты, которые образуются в специализированных клетках, известных как меланоциты. Ферментативное действие фермента тирозиназы на аминокислоту тирозин приводит к образованию меланина. В своем первичном пути биосинтеза тирозин гидроксилируется с образованием катехоламина 3,4-дигидроксифенилаланин (ДОФА), который затем окисляется с образованием 3,4-диоксифенилаланин-допахинона перед циклизацией в 5,6-индолехиноны и их последующим полимеризация с образованием меланина. Подобно биосинтезу эумеланина, меланин, известный как феомеланин, синтезируется биологически, за исключением того, что в структуру включен предшественник, содержащий серу. Эумеланин обычно имеет цвет кожи и волос от коричневатого до темно-черного, тогда как феомеланин имеет красноватый и желтоватый цвет. Многие биологические системы производят комбинацию двух типов меланина. У рыжеволосых людей обычно больше феомеланина в волосах и коже. Многие исследования показали, что люди с феомеланином в качестве преобладающего пигмента подвержены большему фотоповреждению, чем люди с преобладающим эумеланином в коже. Важность меланина как жизненно важной биологической молекулы хорошо известна. Было даже высказано предположение, что меланин играл эволюционную роль в качестве центральной «организующей молекулы», принимая на себя функции, аналогичные функциям ферментов в современных эволюционных системах. Несмотря на это признание, многие основные функции меланина остаются плохо изученными.

Функции меланина

Поскольку меланин находится во многих тканях животных и практически во всех живых организмах, неудивительно, что меланин выполняет множество различных функций. Большинство из этих функций связаны с защитой от внешних воздействий и с предоставлением экологических преимуществ меланизированным клеткам.

Понятно, что меланин кожи является очень эффективным фотозащитным фактором; меланин является естественным солнцезащитным фильтром, который действует как широкополосный поглотитель радиации. Таким образом, меланин защищает кожу от потенциально вредного воздействия УФ-излучения. Воздействие солнечного света на эпидермис человека вырабатывает меланин, вызывая умеренный эффект загара на коже, увеличивая количество фотозащитного пигмента. Многие эпидемиологические исследования показали более низкую заболеваемость раком кожи у людей с высоким содержанием меланина в коже. Кожа является наиболее распространенным местом рака у людей, особенно у людей с бледной кожей, а УФ-излучение является основным фактором окружающей среды, ответственным за образование злокачественной меланомы и других видов рака кожи. И эумеланин, и феомеланин подвержены влиянию солнечного света, и они образуют свободные радикалы полухиноидного типа, а затем типичные свободные радикалы из воды, но эумеланин достаточно стабилен и достаточно велик, чтобы уничтожать образовавшиеся виды. Напротив, было показано, что феомеланин довольно фотолабилен при солнечном свете в физиологических условиях и легко участвует в высокой продукции супероксида. Он не может удалять все производные реактивные частицы, и, таким образом, феомеланин может легко стать фотосенсибилизирующим агентом, а не фотопротектором. Учитывая фототоксичность и заявленную способность феомеланина повышать риск развития рака, этот момент особенно актуален для людей с бледной кожей. Альбинизм — это аутосомно-рецессивное генетическое заболевание, характеризующееся неспособностью вырабатывать меланин. Принимая во внимание фотозащитную функцию кожного меланина, очевидно, что эти пациенты очень чувствительны к солнечному свету, так как их кожа, волосы и глаза лишены протекторного пигмента.

Помимо фотозащиты кожного меланина, следует учитывать многие другие функции. Меланин, особенно эумеланин, является нерастворимым, устойчивым и стабильным биополимером без значительной деградации, поэтому его иногда считают относительно инертным веществом, но это не совсем правильно. Меланины довольно реакционноспособны и обладают рядом сложных структурных и физико-химических свойств в дополнение к устойчивости к деградации. Они проявляют окислительно-восстановительную активность с переносом заряда и являются выдающимися стабильными радикалами, поглотителями свободных радикалов, хелатирующими агентами для ионов, связывающей способностью для различных биомолекул и органических агентов (лекарств, антибиотиков и других ксенобиотиков). Эти химические свойства делают меланины полезными пигментами, во многом отличными от поглощения солнечного света, поскольку они могут действовать как (а) окислительно-восстановительные полимеры, буферизируя уровень других внутриклеточных окислительно-восстановительных биомолекул внутри клетки; (b) поглотители радикалов для нейтрализации АФК и других активных оксигенированных соединений; (c) ионный хелатирующий агент и, возможно, обменник; меланин способен хелатировать ионы металлов через свои карбоксилированные и фенольные гидроксильные группы, во многих случаях с высоким сродством и эффективностью; таким образом, он может служить для связывания потенциально токсичных ионов металлов, защищая остальную часть клетки; (d) полимеры с высокой способностью связывать различные органические молекулы, ксенобиотики, ароматические и липофильные соединения; (e) защитный экран для инкапсулирования и изоляции структур, таких как грибковые споры, укрепляющие клеточные стенки и экзокутикулы насекомых; (е) полупроводниковые материалы с высокой емкостью, пригодные для нанотехнологических устройств.

Что касается внекожных меланинов животных, то в глазу меланин, по-видимому, модулирует количество лучей света, попадающих в глаз и на ПЭС (пигментный эпителий сетчатки), прикрепленный к сетчатке. Меланин будет поглощать рассеянный свет внутри глазного яблока, повышая остроту зрения. Пигмент радужной оболочки и сосудистой оболочки также помогает защитить сетчатку от интенсивного солнечного света. В соответствии с этим люди с голубыми или зелеными глазами больше подвержены риску проблем с глазами, связанных с солнцем, а альбинизм сильно влияет на остроту зрения. В свою очередь, меланин в РПЭ проявляет антиоксидантные свойства, защищая компоненты РПЭ, такие как А2Е, от фотоокисления. Эта способность, по-видимому, снижается у людей по мере взросления. Наконец, в качестве совершенно нового, но другого применения глазного меланина, меланин радужной оболочки обеспечивает богатое световое изображение, очень перспективное для идентификации личности с помощью распознавания радужной оболочки.

Присутствие меланина во внутреннем ухе было установлено более века назад, но точная биологическая функция пигмента в лабиринте еще не определена. Было высказано предположение, что меланин может амортизировать акустические волны высокой частоты или интенсивности, чтобы регулировать рецепцию отоцитов и соответствующий слух. В качестве альтернативы меланин может также функционировать как биологический резервуар для двухвалентных ионов и как ионообменник, а также как внутриклеточная буферная система для гомеостаза кальция. Поддерживая эту функцию кохлеарного меланина, у людей гипопигментация и глухота встречаются вместе при редком синдроме Ваарденбурга. Отсутствие меланоцитов в  stria vasalis  внутреннего уха приводит к улитковому нарушению, хотя механизмы этого эффекта недостаточно изучены.

Функция нейромеланина у человека  substantia nigra  является очень интересным и интригующим вопросом, поскольку у других млекопитающих нет нейромеланина в головном мозге. Считается, что нейромеланин также является защитной молекулой в головном мозге. Точно так же, как УФ-излучение вызывает окислительный стресс в коже, аэробный метаболизм катехоламинергических нейронов также может генерировать ряд  o -хиноны, такие как  o -дофаминхинон и соединения, реагирующие с кислородом, из-за катехолической природы встречающихся нейротрансмиттеров. Воздействие следов тяжелых металлов, особенно ионов железа, высвобождаемых нейрональной тирозингидроксилазой или митохондриальными цитохромами, также является фактором стресса, поскольку этот ион металла вызывает окислительно-восстановительные цитотоксические реакции, такие как реакция Фентона. Ясно, что эти угрозы должны быть смягчены, и меланин кажется очень подходящей молекулой для удаления АФК и хелатирования ионов металлов. В свою очередь может образовываться нейромеланин» in situ » из катехолических нейротрансмиттеров после того, как они окислились и больше не используются в качестве нейромедиаторов. При болезни Паркинсона наблюдается снижение нейромеланина в черной субстанции как следствие специфического выпадения дофаминергических и норадренергических нейронов. Более того, потеря нейромеланина, наблюдаемая при болезни Паркинсона, сопровождается повышением уровня железа в головном мозге. В соответствии с этими соображениями была предложена двойная роль нейромеланина в патогенезе этого заболевания. С другой стороны, нейромеланин следует рассматривать как нейропротекторное средство, но это также молекула, в которой накапливаются различные потенциально опасные вещества, а также такие наркотики, как амфетамины и МРТР, так что это накопление в мозгу также может стать нитью для нейродегенерация. Таким образом, нейромеланин является обоюдоострым мечом и в настоящее время является предметом активных исследований.

Фолликулярная меланиновая единица

Распределение меланоцитов

В активных волосяных фолликулах меланоциты обычно располагаются в стенке волосяного канала (воронке) и в пигментированной части луковицы, ближе к верхней части дермы сосочек. Обычно в других местах активных меланоцитов не наблюдается. Однако допа-положительные меланоциты наблюдались в наружных корневых оболочках волосяных фолликулов после

облучения рентгеновскими лучами, после дермабразии, после воздействия ультрафиолетовых лучей и после пероральной фотохимиотерапии. Амеланотические меланоциты (допа-отрицательные) наблюдались вдоль наружного корневого влагалища средней и нижней части фолликула, между базальной частью высоких эпителиальных клеток, образующих наружный периферический слой. Что касается распределения этих активных и неактивных меланоцитов, Старикко разделил волосяной фолликул на четыре части. Части А и D, меланотические части, составляют соответственно верхнюю часть фолликула (воронку) и верхнюю часть луковицы, контактирующую с верхним сосочком. Часть B включает средний и нижний фолликул и содержит амеланотические меланоциты. Часть C представляет собой в целом амеланотическое внешнее корневое влагалище луковицы и волосяной матрикс ниже критического уровня Монтаньи.

Различия между фолликулярными и эпидермальными единицами меланина

Меланоциты волосяных луковиц отличаются от таковых в эпидермисе только в некоторых отношениях. Они синтезируют более крупные меланосомы, чем эпидермальные меланоциты. Фолликулярные меланоциты активны только во время определенной фазы образования волос, а именно, на стадиях анагена с III по VI. Как меланогенез связан с циклом роста волос, остается загадкой. Когда эпителиально-мезенхимальные взаимодействия во время развития волосяных фолликулов млекопитающих будут лучше поняты, вполне вероятно, что многие вопросы, связанные с пигментацией меланина волос, будут решены.

Популяция меланоцитов кожи как двухкомпонентная система

Несколько клинических ситуаций предполагают, что эпидермальный и фолликулярный компартменты популяции меланоцитов кожи относительно независимы. Старческие белые волосы часто встречаются на эпидермисе скальпа с нормальной меланиновой пигментацией. С другой стороны, волосы на теле часто сохраняют свой нормальный цвет при полностью депигментированном очаге витилиго. Однако ясно, что между этими двумя компартментами, которые не являются замкнутыми системами, может происходить обмен. Это было продемонстрировано при определенных обстоятельствах в

какой из двух компартментов меланоцитов изменен или разрушен. После дермабразии (удаление эпидермиса и фолликула воронки) амеланотические меланоциты делятся в средней части волосяного фолликула, становятся активными (допа-положительными) и мигрируют вверх из наружного корневого влагалища в воронку, а затем в воронку. базальный слой заживающего окружающего эпидермиса. Аналогичный процесс происходит при заживлении эпидермальных ран после деструкции чистого эпидермиса отсасыванием (Ortonne et al., личное наблюдение). Доказательства таких обменов также были получены из

исследование репигментации кожи при витилиго во время пероральной фотохимиотерапии.

После разрушения меланоцитов волос различными физическими агентами (рентген, замораживание и др.) регенерированные волосяные фолликулы остаются депигментированными, что приводит к появлению седых волос. Несколько экспериментов предполагают, что такие обмены существуют. У морской свинки аутотрансплантат полнослойной черной кожи, оставленный на 7 дней в белой коже, впоследствии удаленный, сопровождается появлением пигментации за счет активных меланоцитов в заживающей ране. В течение нескольких месяцев белые волосы растут так же, как и черные волосы. Это может быть связано либо с персистенцией в ранах пигментированных волосяных луковиц трансплантата, либо с миграцией изолированных меланоцитов из пигментных трансплантатов, которые колонизируют вновь отрастающие седые волосяные луковицы. У людей после нанесения чистой кожной раны, удаления средней и нижней части волосяных фолликулов отрастающие волосы все еще пигментированы. Возможно, меланоциты, присутствующие в этих волосах, происходят из вышележащего эпидермиса.

Меланогенез в волосах

Рыжие волосы человека

В рыжих волосах человека, определяемых химическим анализом как феомелановые, меланоциты содержат сферические меланосомы с микровезикулярным (везикулоглобулярным) и белковым матриксом, на котором откладывается меланин. пятнистый и зернистый.

В других рыжих волосах человека, определенных химическим анализом как «смешанный» тип меланогенеза, многие меланоциты продуцируют сферические меланосомы феомелановой формы. В них также присутствуют «мозаичные» меланосомы с чертами как эумеланосом (эллипсоидальная форма, правильная исчерченность), так и феомеласом (пятнистая и микрозернистая меланизация, отсутствие электронно-прозрачных телец в зрелых меланосомах). Природа этих «мозаичных» меланосом, являются ли они эумелановыми, феомелановыми или смешанными, еще предстоит выяснить.

Светлые волосы человека

После идентификации феомеланосом было опубликовано несколько подробных электронно-микроскопических исследований фолликулов светлых волос человека. Гранулы меланина мельче и менее многочисленны у светловолосых, чем у темноволосых. Меланосомы не полностью меланизированы даже в дендритных отростках меланоцитов. Это говорит о том, что светлый цвет светлых волос может быть обусловлен количественным снижением продукции и меланизации меланосом.

Черный и коричневый волос человека

В фолликулярных меланоцитах черных волос наблюдаются типичные эллипсоидальные меланосомы на разных стадиях меланизации. Их ультраструктурные характеристики идентичны тем, которые наблюдаются в эпидермисе европеоидов и негроидов. Меланосомы, перенесенные на соседние кератиноциты, распределяются поодиночке. У каштановых волос фолликулярные меланоциты также содержат все стадии развития эумеланосом. У светло-каштановых волос меланосомы меньше. Подобные аспекты наблюдаются независимо от расового происхождения.

Старческие седые и седые волосы

В меланоцитарной зоне старческой седой луковицы количество меланоцитов нормальное или уменьшенное. Эти клетки проявляют небольшую меланогенную активность и содержат очень мало меланосом. В старческих белых волосах дофа-положительные меланоциты отсутствуют. При электронной микроскопии меланоциты скудны или полностью отсутствуют, меланин отсутствует в матриксе и коре.