Что делает меланин: Все о пигментации и как ее предотвратить — Вопрос эксперту — Красота и здоровье — Beauty Edit

Что красит человека? Меланин! | Будь Здорова

Группа «Отпетые мошенники», помнится, пела, что «девушки бывают разные: черные, белые, красные», но секрета разноцветности человеческих особей нам, к сожалению, так и не открыла. Заполним же этот пробел, рассказав об особом пигменте – меланине, ведь главным образом он определяет цвет нашей кожи, волос и даже глаз, он дарит нам как вожделенный загар, так и непрошенные веснушки, родинки и прочие цветовые отметины на теле.

Группа «Отпетые мошенники», помнится, пела, что «девушки бывают разные: черные, белые, красные», но секрета разноцветности человеческих особей нам, к сожалению, так и не открыла.

Заполним же этот пробел, рассказав об особом пигменте – меланине, ведь, главным образом, он определяет цвет нашей кожи, волос и даже глаз. Он дарит нам как вожделенный загар, так и непрошенные веснушки, родинки и прочие цветовые отметины на теле.

Черная метка

Загадочный меланин (от греч. mélas, родительный падеж mélanos – черный) – не что иное, как аморфная взвесь полимерных соединений, окрашивающая ткани животных, растений, грибов и даже микроорганизмов. Несмотря на говорящее название, меланин бывает различных цветов: черный – эумеланин, коричневый – факомеланин, желтый – феомеланин. Эти меланины определяют темный цвет бобов и виноградных косточек; заставляют банановую шкурку коричневеть, а очищенную картошку чернеть; окрашивают крылья разнообразных насекомых, чешую рыб и чернила каракатицы; придают характерные цвета чаге и деликатесному черному трюфелю.

У человека, как и у других позвоночных, меланины образуются в специальных, похожих на морские звезды, клетках – меланоцитах, расположенных в базальном слое эпидермиса, и откладываются в виде гранул, в которых пигменты связаны с белком. Меланоциты через свои отростки впрыскивают зернышки меланина в клетки верхнего слоя кожи (корковый слой волоса, радужку глаза), и определяют ее цвет.

Считается, что сложный процесс образования меланина начинается с окисления аминокислоты тирозина (она всегда припасена в организме) под влиянием специального фермента тирозиназы. (Впрочем, некоторые исследователи убеждены, что меланин может образовываться без участия ферментов). В результате сначала образуется аминокислота дигидроксифенилаланин, или ДОФА (предшественник адреналина), затем и молекулы ДОФА, в свою очередь, окисляются, и после ряда сложных превращений мы получаем меланин. Весь этот процесс регулируется особыми (меланоцитстимулирующими) гормонами гипофиза.

Осторожно, окрашено!

Меланин в коже вырабатывается, главным образом, на солнышке, и основной его функцией считается как раз защита тканей от опасных ультрафиолетовых лучей. Всеми нами любимый загар – это природный экран от жесткого излучения. Поэтому неудивительно, что в некоторых частях света, где звезда по имени Солнце наиболее активна, люди обзавелись своеобразным «перманентным загаром», передающимся по наследству. Если у светлокожих народов Европы в эпидермисе встречаются единичные гранулы меланина, то у негров Африки, папуасов, меланезийцев или, скажем, австралийцев он сплошь ими заполнен. У темнокожих людей даже губы имеют темный, синеватый, оттенок из-за наличия меланина в слизистой, которая у светлокожих пигмента напрочь лишена.

Цвет волос определяется количеством меланина в их корковом слое. В темных пигмента много, он может проникать даже в сердцевину волоса. В светлых гранул не только меньше, но они и мельче по размеру, а диффузный (негранулированный) меланин придает волосам рыжий оттенок.

Цвет глазной радужки тоже зависит от количества меланина и от глубины его месторасположения. Если пигмент содержится только в четвертом и пятом слоях, то, просвечивая через бесцветные слои радужки, он придает глазам синий или голубой цвет. Если же меланин есть и в передних слоях, то глаза будут карими или желтыми. Если в передних слоях радужки меланин распределен неравномерно, то глаза оказываются желто-каре-голубыми, серыми или зелеными.

Помимо разноцветных людей, бывают и личности в прямом смысле слова бесцветные – альбиносы (лат. albus — белый). Это люди с наследственным нарушением: у них биосинтез меланина попросту не происходит. Из-за этого большинство альбиносов не только очень чувствительны к солнцу, но и имеют проблемы со зрением и слухом и отличаются ослабленным иммунитетом.

Да кому он нужен?

Когда все мы вымрем, как динозавры, на свете останутся тараканы и грибы, — и все благодаря меланину. Известно, что черные тараканы выживают даже в ядерном реакторе, их спасает темный пигмент. Оказывается, он способен не только «фильтровать» солнечные лучи, но и защищать организмы от очень серьезных доз радиации.

Когда воздействию радиации подвергались беременные крысы, те из них, что одновременно получали с пищей меланин, не только не погибли, но и сохранили цветущее здоровье, при этом ДНК потомства тоже оказались в целости и сохранности. Крысы же, обделенные меланином, погибли вместе с детенышами.

Более того, на Чернобыльской АЭС были обнаружены грибы, которые меланин не просто защищает от радиации, но даже помогает им перерабатывать ее в энергию. На четвертом энергоблоке было даже зафиксировано явление, названное радиотропизмом – по аналогии с гелиотропизмом: если подсолнухи поворачиваются к солнцу, то эти грибы росли в сторону источника радиации. В экспериментах, полностью лишавших грибы питательных веществ и других источников энергии, грибы фактически жили на одной только радиации, продолжая даже в таких экстремальных условиях вырабатывать меланин. Не исключено, что подобные механизмы могут включаться и у других организмов.

Кроме того, ученые наперебой утверждают, что меланин может омолаживать, выводить соли тяжелых металлов и токсины (а, значит, лечить различные отравления), помогает при алкоголизме и наркомании, останавливает рост злокачественных опухолей. Короче говоря, меланин – едва ли не панацея. При этом у него не выявлено никаких противопоказаний.

В принципе, ученые уже научились не только синтезировать меланин, но и добывать его из животного и растительного сырья, грибов. Независимо друг от друга белорусским и российским ученым удалось получить меланин из конских грив и хвостов, из растительных отходов сельского хозяйства и микробиологических грибов. Однако до того, чтобы поставить его производство на поток, судя по всему, дело дойдет ох как не скоро.

И на нас есть пятна

Меланин распределяется на коже неодинаково: разгибательные (наружные) поверхности рук и ног всегда темнее, чем сгибательные, а спина сильнее окрашена, чем грудь и живот. Ладони и подошвы же вообще светлые даже у самых-пресамых темнокожих. Кроме того, бывает, что меланин образует либо темные сгустки, либо «проплешины». Иногда это может быть весьма привлекательно и пикантно, иногда, напротив, уродливо. Как это бывает, насколько это вредно или полезно, безопасно или опасно?

Веснушки, или эфелиды (греч. «солнечные нашлепки») чаще всего передаются по наследству и возникают у рыжих или светловолосых людей. Обычно они находят себе приют на носу, щеках, висках, предплечьях, кистях рук и особенно заметны и многочисленны в весеннее-летний период. Впервые веснушки появляются в возрасте 3-5 лет, а особенно агрессивно ведут себя в период полового созревания.

Старческие пятна, или лентиго – как правило, множественные округлые или удлиненные, плоские или слегка выпуклые пятнышки разного размера (от нескольких миллиметров до трех сантиметров в диаметре) и цвета (от светло-бежевого до темно-коричневого). Чаще всего встречаются на открытых участках тела у пожилых людей. У молодых лентиго обычно говорит о врожденных заболеваниях внутренних органов.

Хлоазма — симметрично расположенные пятна от темно-желтого до темно-коричневого цвета с резко очерченными краями. Хлоазма чаще всего возникает на лбу, спинке носа, висках, верхней губе, подбородке, иногда – вокруг сосков, по средней линии живота, на половых органах. Очень часто хлоазма появляется в первые месяцы беременности и пропадает после родов, но иногда сохраняется и на длительный срок. Кроме того, хлоазма может быть связана с приемом гормональных контрацептивов или сигнализировать о заболеваниях женской половой сферы, печени, желчного пузыря, желудочно-кишечного тракта или даже о заражении глистами. Летом хлоазма, как правило, заметнее, а зимой может практически полностью исчезать.

Витилиго – случай-исключение, это не гиперпигментрированные, а, напротив, депигментированные участки кожи, белые пятна с рваными краями. Это специфическое заболевание, возникающее из-за того, что на некоторых участках кожи в меланоцитах отсутствует фермент тирозиназа. Точные причины возникновения витилиго неизвестны, сопутствующими могут быть генетические и нейроэндокринные факторы — психические травмы, дисфункция надпочечников, щитовидной и поповых желез. Витилиго чаще встречается у женщин и лечению поддается плохо. Обычно назначаются препараты, повышающие чувствительность кожи к ультрафиолетовым лучам, с последующими солнечными ваннами.

Родинки, или невусы – наиболее распространенный вид гиперпигментации кожи. Это однотонные темные пятна, которые могут располагаться на любой части тела, иногда бывают выпуклыми и «рыхлыми», на них могут расти более заметные волоски, чем на коже вокруг. Некоторые из родинок живут вместе с нами с самого рождения, но большинство появляются в течение жизни. Кстати, «врожденные» родинки считаются самыми безопасными.

Также пигментные пятна могут оставаться на месте ожогов, травм, уколов и укусов насекомых или, скажем, после крапивницы.

Некоторые специалисты (в основном, рефлексотерапевты) утверждают, что гиперпигментация во все этих и вышеперечисленных случаях не только способствует диагностике имеющихся или ранее пережитых организмом проблем, является зримым напоминанием о них, но и защищает слабые органы. По их мнению, родинки, веснушки и другие пятнышки располагаются на точках-проекциях особо хилых органов и потому с удвоенной силой защищают последние. Не случайно, нередко после излечения от той или иной болезни пигментные пятнышки сами собой бесследно исчезают. Так что многие врачи советуют без крайней необходимости к родинкам и веснушкам «не приставать» — пусть себе живут!

Меланин и мелатонин

В просторечии пигмент меланин нередко путают с гормоном эпифиза мелатонином, который как раз угнетает выработку меланина. Именно благодаря мелатонину осенью, когда дни становятся короче, некоторые животные меняют шорстку на более светлую, а человеческие особи некрасиво бледнеют. У этого процесса есть разумное объяснение. Смысл такой линьки не только в том, чтобы и охотник, и дичь сливались с сугробами, но и в том, что кожа (или шерсть) с меланина при слабой освещенности не способна «проглотить» необходимое (в частности, для выработки витамина D) количество ультрафиолета.

Одновременно мелатонин, который вырабатывается только в темное время суток и является природным снотворным, регулирует режим сна и бодрствования, даже при резкой смене часовых поясов. Он также регулирует деятельность сердечно-сосудистой и иммунной систем. Главное – спать именно ночью, за задернутыми шторами или в специальной темной повязке и без всяких уютных ламп-«ночникков».

Что характерно: описывая невероятную пользу мелатонина, ученые приписывают ему почти тот же спектр действия, что и его «антагонисту» меланину – защита от радиации и свободных радикалов, омоложение организма, борьба с болезнью Паркинсона и раковыми опухолями. Вот такой вот парадокс.

Ученые придумали препарат для загара и омоложения без риска рака

14 июня 2017

Автор фото, AFP

Меланин определяют окраску кожи и цвет волос — как у человека, так и у животных

Ученые разработали препарат, который имитирует воздействие солнечного света, благодаря чему загар появляется на коже без воздействия вредного ультрафиолетового излучения.

Во время тестов, проведенных на образцах человеческой кожи и мышах, препарат «обманул» кожу, заставив ее вырабатывать коричневый пигмент меланин — благодаря которому на коже и появляется загар.

Предполагается, что новое средство будет эффективно даже для людей с рыжими волосами, которые обычно просто обгорают на солнце.

Группа исследователей из Центрального госпиталя Массачусетса надеется, что их открытие сможет предотвратить рак кожи и даже замедлить наступление видимых признаков старения.

Новый метод

Ультрафиолетовые лучи вызывают загар, причиняя вред коже.

Их воздействие инициирует цепь химических реакций, что в конечном итоге приводит к синтезу темного меланина — естественного солнцезащитного средства, вырабатываемого организмом.

Новый препарат позволяет обойтись без воздействия ультрафиолета — после контакта с кожей он сам запускает механизм производства меланина.

«Он вызывает сильный эффект потемнения кожи. С помощью микроскопа можно убедиться, что вырабатывается настоящий меланин, это средство активирует производство пигмента при отсутствии ультрафиолетовых лучей», — рассказал Би-би-си доктор Дэвид Фишер, один из разработчиков препарата.

Автор фото, NISMA MUJAHID AND DAVID FISHER

На снимке: так выглядит образец кожи (справа) после воздействия средства для загара

Это принципиально новый метод получения искусственного загара. До сих пор это можно было сделать тремя основными способами:

• путем имитации загара с помощью красителей, когда кожа приобретает смуглый цвет без помощи защитного меланина;
• посещением соляриев, где кожа подвергается сильному ультрафиолетовому облучению;
• приемом специальных таблеток, которые стимулируют производство меланина — но для этого все равно необходимо ультрафиолетовое излучение

Впрочем, авторы изобретения не ставили себе задачу создать новое косметическое средство.

«В действительности мы разрабатываем новую стратегию защиты кожи от ультрафиолетового излучения и рака», — пояснил доктор Фишер.

Рак кожи — самый распространенный вид онкологического заболевания, в лечении которого медицина продвигается медленно.

«Наличие темного пигмента означает невысокий риск образования всех форм рака кожи, и это очень важно», — добавил ученый.

Результаты тестов, подробно описанные в журнале Cell Reports, показали, что меланин, вырабатываемый, благодаря препарату, способен блокировать вредные ультрафиолетовые лучи.

Ученые хотят использовать препарат в сочетании с кремом для защиты от солнечной радиации.

Как считает Фишер, абсолютно всем необходимо использовать солнцезащитный крем, но у него есть один недостаток: «Вы останетесь бледными», — говорит доктор.

Автор фото, Getty Images

У рыжих людей кожа особенно чувствительна к ультрафиолету

Новый препарат может решить проблему воздействия солнечных лучей на обладателей рыжих волос и светлой кожи. У этих людей из-за особенностей генома процесс образования темного меланина под воздействием ультрафиолетовых лучей протекает необычно, и вместо загара рыжеволосые часто получают ожоги.

Возможным побочным воздействием лекарства, теоретически, может стать изменение цвета волос, хотя считается, что препарат не должен проникнуть так глубоко в кожу, чтобы затронуть волосяные фолликулы.

Другим побочным воздействием может стать замедление появления у человека признаков старения. «Многие считают, что самое очевидное указание на возраст человека — это состояние его кожи, а даже случайное воздействие ультрафиолетовых лучей на протяжении жизни наносит ей вред», — говорит доктор Фишер.

Автор фото, Getty Images

Новый препарат способен менять цвет волос и замедлять старение

Как бы то ни было, препарат еще не готов для коммерческого использования. Ученые хотят провести дополнительные исследования на предмет безопасности продукта, хотя, по их словам, до сих пор не было «никаких намеков на проблемы».

Вероятно, они придумают средству для загара и омоложения название получше, чем нынешнее «SIK-ингибитор».

КАК ФОРМИРУЕТСЯ ПРИРОДНЫЙ ЦВЕТ ВОЛОС

Корни волос являются живой материей, поэтому нуждаются в деликатном обращении. Прежде чем приступать к любой процедуре, влекущей за собой изменение цвета волос, необходимо понимать, как и почему происходят эти изменения.

Чем выше уровень ваших знаний, тем больше клиент будет вам доверять и прислушиваться к вашим советам.

Природный пигмент меланин

Природный цвет волос формируется маленькими гранулами пигмента меланина, которые находятся в волокнистом слое волосяного кортекса. Когда свет попадает на гладкие чешуйки кутикулы, некоторые волны светового спектра отражаются полностью. Некоторые лучи проникают сквозь прозрачные чешуйки кутикулы и отражаются от более глубоких слоев. Цвет, воспринимаемый нами, зависит от того, какие именно волны светового спектра отражаются от структуры волоса. Тип, количество и пропорции смешивания двух природных пигментов внутри волоса определяют его цвет.

За выработку меланина внутри волосяной луковицы отвечают клетки меланоциты. Катализатор тирозин, находящийся в структуре клеток-меланоцитов, отвечает за запуск химической реакции, в результате которой начинается производство пигмента. Существует два типа пигмента: эумеланин – серо-коричневый пигмент, и феомеланин – теплый, красно-желтый пигмент.

Комбинация эумеланина и феомеланина определяет природный цвет волос. Глубину цвета задает концентрация пигментов.

Глубина и оттенок

Понятия «глубина цвета» и «оттенок» помогают определять и описывать цветовые типы. Глубина цвета определяется количеством пигмента, находящемся в волосе: чем больше пигмента, тем волосы темнее, и наоборот – чем меньше пигмента, тем они светлее.

Пигмент эумеланин в этом аспекте оказывает больше влияния из-за своего темного цвета. Глубину тона можно разделить на десять уровней, от черного до блондина, однако в пределах каждой глубины тона имеется множество нюансов и направлений цвета. Это иллюстрирует цветовой круг колориста, например: блонд может обладать золотистым, матовым или пепельным оттенком.

Феомеланин, главным образом, отвечает за оттенок волос. В процессе окрашивания в более светлые тона, волосы проявляют свою природную комбинацию пигментов, так называемый «скрытый оттенок» (подтон). Очень важно определить его заранее, при анализе природного цвета волос во время консультации, поскольку природный подтон влияет на конечный результат окрашивания. В некоторых случаях потребуется его дополнительно осветлить или нейтрализовать с помощью комплементарного оттенка, воспользовавшись цветовым кругом, для достижения оптимального цветового результата.

Уровень глубины тона определяется в соответствии с общепринятыми международными стандартами:

• Уровни 1-4: основной подтон – красный
• Уровни 4-5: основной подтон – красно-оранжевый
• Уровни 5-6: основной подтон – оранжевый
• Уровни 7-8: основной подтон – оранжево-жёлтый
• Уровни 9-10: основной подтон – жёлтый

Цвет волос и меланине. Взгляд во внутрь волоса

Любой ребенок, который рисует, любой художник начинал рисовать, рано или поздно сталкивался с проблемой точного воспроизведения цвета волос. Огромнейшее число оттенков и уровней цвета затрудняет изображение красками обычной палитры. Приходится смешивать цвета в разной пропорции, подбирать светлоту и оттенок цвета. Самое забавное, что такие огромные трудности повторения цвета волос, на самом деле созданы природой из не более двух типов пигментов?

Источник цвета волос

Цвет неокрашенных волос в основном определяется наличием в волосах пигментов — меланинов. Меланины вырабатываются в виде мелких зерен специальными клетками — меланоцитами в корне волоса. Там же в корне волоса меланины встраиваются в структуру волоса и таким образом волос приобретает свой цвет с самого начала. Количество пигмента, которое вырабатывают эти клетки и определяет цвет волос человека. По мере роста волоса в уже вышедшие за пределы луковицы участки пигмент более не поступает. И если не подвергать волос химическому воздействию и воздействию света, то волос не будет менять свой цвет в плоть до своего выпадения.

Два меланина

Как уже говорилось цвет волос определяется наличием меланина в волосах, но на самом деле в волосах присутствуют два типа меланинов, которые отличаются друг от друга цветом, химически и структурно.

Первый тип, это Эумеланин — это темный коричнево-красный пигмент, который располагается в волосе крупными гранулами и придает волосам в основном темные и даже черные цвета. На микро фотографиях волос в основном виден именно этот тип пигмента в виде крупных зерен различной формы.

Феомеланин — второй типа пигмента, который имеет желто-оранжевый цвет и располагается в волосе в виде мелких круглых зернышек, хаотично рассеянных по всему волосу. Феомеланин придает волосам в основном светлые, теплые и огненно-рыжие оттенки. Данный тип пигмента очень плохо ответвляется, при проведении парикмахерских процедур, поэтому светлые и ультра-светлые оттенки на волосах с таким пигментом получаются, только ценой сильных повреждений волос. На микрофотографиях волос феомеланин плохо виден из за очень маленьких размеров частиц.

В чистом виде ни один из видов меланинов не представлен в волосе. Обычно в волосе присутствует смесь феоемеланина и эумеланина и цвет волос определяется тремя факторами: толщина волоса, число и размер гранул пигмента, а так же соотношение феомеланина и эумеланина в волосе.

Седина

Седина — это полное или частичное отсутствие пигмента в волосе. Она вызвана нарушением в работе меланоцитов, вызванного стрессом, возрастными изменениями в организме или генетической предрасположенностью. На данный момент так и не установлено точной причины поседения волос и механизма нарушения. В ученой среде есть лишь предположения, гипотезы, поэтом медицинского решения проблемы поседения волос на данный момент — нет. Все варианты решения проблемы седины — носят сугубо косметический характер.

Меланин – натуральное средство защиты от солнца?

Меланин – натуральное средство защиты от солнца?

Как меланин помогает загару?

Коротко говоря, загар (при условии его правильного получения) повышает выработку меланина в целях защиты клеток от чрезмерного воздействия ультрафиолетового излучения.

Вот как загар стимулирует выработку меланина в организме и делает его темней:

1. UVB-компонент в солнечном свете (или лампах соляриев) воздействует на пигментные клетки – меланоциты – в наружном слое кожи (эпидермисе) и стимулирует выработку большего количества меланина.
2. UV-лучи типа A в солнечном свете (или лампах соляриев) окисляет только что образованный и уже имеющийся в коже меланин до более темного цвета.
3. Потемневший меланин образует защитный барьер вокруг клеток и использует черный или темно-коричневый пигмент для того, чтобы рассеять излишние, потенциально опасные UVB-лучи. Меланин коричневого цвета также перемещается на поверхность кожи и образует дополнительный защитный слой от чрезмерного воздействия ультрафиолетового излучения.

Таким образом, создается естественная защита от солнца, а также обретается красивый, здоровый загар. В этом состоит основная роль меланина в процессе загара. Обратимся теперь к вопросу о том, что может помешать в процессе образования меланина и ослабить его защитные функции.
Больше всего вмешиваются в естественный процесс химические препараты в составе солнцезащитных средств. Эти ингредиенты применяются для предотвращения воздействия ультрафиолетовых лучей на организм. Это достигается путем образования рассеивающего или отражающего лучи слоя на поверхности кожи. Данная форма защиты необходима, если вы проводите длительное время на воздухе при сильном солнце. Но проблема заключается в том, что эти солнцезащитные крема блокируют, в основном, только ультрафиолетовые лучи типа В. Таким образом, они пропускают лучи типа А, которые окисляют уже имеющийся в коже меланин и тем самым образуют поверхностный загар. Лучи типа А также способствуют фотостарению кожи. Но поскольку ультрафиолетовые лучи В блокируются данными средствами, тело не вырабатывает дополнительный меланин и естественная защита организма от ультрафиолетового излучения не увеличивается.

Я не нахожу полезным разрушение, связанное с использованием солнцезащитных кремов, естественного баланса UVB, UVA и меланина в коже, который был достигнут в результате длительной эволюции человека. Кроме того, блокируя UV-лучи типа B с помощью данных кремов, организм не может выработать витамин D, что является еще одним аргументом против использования солнцезащитных средств. Другой причиной вмешательства является увеличение естественной выработки меланина организмом. Два наиболее распространенных химических средства, которые используются для этой цели – псорален и тирозин. Оба средства предназначены для увеличения выработки меланина, но задача эта выполняется разными способами. Псорален увеличивает фоточувствительность кожи, делая ее более восприимчивой к ультрафиолетовым лучам. Даже, несмотря на то, что этот препарат используется при лечении различных кожных заболеваний под наблюдением врача (например, псориаза), применять его не рекомендуется для увеличения выработки меланина с целью получения более темного загара.

Тирозин же является основной аминокислотой, которую меланосомы используют в клетках-меланоцитах для создания меланина. До сих пор не доказано, стимулирует ли производство меланина нанесенный на кожу тирозин, который входит в состав большинства кремов для загара.  В любом случае, тирозин, по всей вероятности, является лучшим вариантом, если вы хотите помочь меланосомам в выработке большего количества меланина.

Недавно появилось новое средство, которое обещает пополнить запасы меланина в организме. Пока не одобренному и не прошедшему испытания Меланотану приписывают такие свойства, как обеспечение искусственного загара, который может защитить от рака кожи, а также предотвращение эректильной дисфункции. На мой взгляд, это еще одна попытка фармацевтических компаний заработать деньги на боязни солнца, которую они сами спровоцировали вместе со своими коллегами из индустрии солнцезащитных продуктов.   Вполне возможно, что данное средство, помимо прочего предлагающее альтернативу Виагре, станет очередным бестселлером.

Мое личное предпочтение средств защиты от солнца остается за естественной выработкой меланина посредством регулярного умеренного загара. Когда солнце находится слишком низко над горизонтом и UV-лучи типа B не достигают поверхности земли (или при плохой погоде), я загораю в солярии, где трубки излучают достаточное для организма количество UVB.

Такой подход позволяет не только поддерживать здоровый уровень витамина D в организме, но и приобрести естественную защиту от солнца на случай поездки в теплые края. Эта защита соответствует как минимум солнцезащитному фактору 15. Помимо этого я использую крема для загара на основе экстракта алое или кокосового молока с натуральными антиоксидантами и другими компонентами для ухода за кожей. В состав этих кремов зачастую входит тирозин. Эти крема увлажняют кожу, делают ее более молодой и гладкой, а также подготавливают ее к оптимальному воздействию солнечных лучей.

Майкл Холик, доктор философских наук, доктор медицинских наук, профессор медицины, физиологии и биофизики Бостонского медицинского университета.

Выполняет ли меланин роль естественной защиты от солнца?

Меланин – это то, что люди с темной кожей хотят иметь меньше, а люди со светлой кожей – больше. Он является пигментом, который придает цвет Вашим волосам, коже и глазам и вырабатывается в кожном покрове и других внутренних органах. В действительности, функции, которые выполняет в организме меланин, не ограничиваются пигментацией.

Во многих азиатских странах существует целый ряд средств, которые обещают придать коже более светлый оттенок, в то время, как в странах, где преобладает население со светлой кожей, популярными являются косметические средства с оттенком загара. Но в этой статье речь пойдет о том, как меланин помогает загару.

Коротко говоря, загар (при условии его правильного получения) повышает выработку пегмента в целях защиты клеток от чрезмерного воздействия ультрафиолетового излучения.

Вот как загар стимулирует выработку меланина в организме и делает его темней:

1. UVB спектр в солнечном свете (или лампах соляриев) воздействует на пигментные клетки – меланоциты – в наружном слое кожи (эпидермисе) и стимулирует выработку его большего количества.

2. UV-лучи типа A в солнечном свете (или лампах соляриев) окисляют только что образованный или уже имеющийся в коже меланин до более темного цвета.

3. Потемневший пегмент образует защитный барьер вокруг клеток и использует черный или темно-коричневый пигмент для того, чтобы рассеять излишние, потенциально опасные UVB-лучи. Меланин коричневого цвета также перемещается на поверхность кожи и образует дополнительный защитный слой от чрезмерного воздействия ультрафиолетового излучения.

Таким образом, создается естественная защита от солнца, а также обретается красивый, здоровый загар.

В этом состоит его основная роль в процессе загара. Обратимся теперь к вопросу о том, что может помешать в процессе образования и ослабить его защитные функции.

Больше всего вмешиваются в естественный процесс химические препараты в составе солнцезащитных средств. Эти ингредиенты применяются для предотвращения воздействия ультрафиолетовых лучей на организм. Это достигается путем образования рассеивающего или отражающего лучи слоя на поверхности кожи.

Данная форма защиты необходима, если Вы проводите длительное время на воздухе при сильном солнце. Но проблема заключается в том, что эти солнцезащитные крема блокируют, в основном, только ультрафиолетовые лучи типа В. Таким образом, они пропускают лучи типа А, которые окисляют уже имеющийся в коже меланин и тем самым образуют поверхностный загар. Лучи типа А также способствуют фотостарению кожи. Но поскольку ультрафиолетовые лучи В блокируются данными средствами, тело не вырабатывает дополнительный меланин и естественная защита организма от ультрафиолетового излучения не увеличивается.

Кроме того, блокируя UV-лучи типа B с помощью данных кремов, организм не может выработать витамин D, что является еще одним аргументом против использования солнцезащитных средств.

Другой причиной вмешательства является увеличение естественной выработки меланина организмом. Два наиболее распространенных химических средства, которые используются для этой цели – псорален и тирозин. Оба средства предназначены для увеличения выработки “защитного слоя от солнца”, но задача эта выполняется разными способами.

Псорален увеличивает фоточувствительность кожи, делая ее более восприимчивой к ультрафиолетовым лучам. Даже несмотря на то, что этот препарат используется при лечении различных кожных заболеваний под наблюдением врача (например, псориаза), применять его не рекомендуется для увеличения выработки меланина с целью получения более темного загара.

Тирозин же является основной аминокислотой, которую меланосомы используют в клетках-меланоцитах для создания меланина. В любом случае, тирозин, по всей вероятности, является лучшим вариантом, если Вы хотите помочь меланосомам в выработке большего количества меланина.

Недавно появилось новое средство, которое обещает пополнить запасы пегмента в организме. Пока не одобренному и не прошедшему испытания Меланотану приписывают такие свойства, как обеспечение искусственного загара, который может защитить от рака кожи, а также предотвращение эректильной дисфункции. Это еще одна попытка фармацевтических компаний заработать деньги на боязни солнца, которую они сами спровоцировали вместе со своими коллегами из индустрии солнцезащитных продуктов. Вполне возможно, что данное средство, помимо прочего предлагающее альтернативу Виагре, станет очередным бестселлером.

Предпочтение средств защиты от солнца остается за естественной выработкой посредством регулярного умеренного загара. Когда солнце находится слишком низко над горизонтом и UV-лучи типа B не достигают поверхности земли (или при плохой погоде), загорайте в солярии, где лампы излучают достаточное для организма количество UVB. Такой подход позволяет не только поддерживать здоровый уровень витамина Д в организме, но и приобрести естественную защиту от солнца на случай поездки в теплые края. Эта защита соответствует как минимум солнцезащитному фактору-15 (SPF-15).

Помимо этого, используйте крема для загара на основе экстракта алоэ вера или кокосового молока с натуральными антиоксидантами и другими компонентами для ухода за кожей. В состав этих кремов зачастую входит тирозин. Эти крема увлажняют кожу, делают ее более молодой и гладкой, а также подготавливают ее к оптимальному воздействию солнечных лучей.

В заключение, хотел бы сказать о дигидроксиацетоне (ДГА), который входит в состав кремов, стимулирующих выработку меланина. Единственной функцией этого компонента (и родственного ему эритрюлоза) в кремах для загара является окисление до темного цвета уже имеющегося и омертвевшего меланина в поверхностном слое кожи. Таким образом, дигидроксиацетон не влияет на его производство в организме.

Какова цель меланина?

Обновлено 15 декабря 2018 г.

Автор: Кевин Бек

Меланин — это название биологического пигмента, который определяет общий цвет кожи и волос у людей. Формы меланина ответственны за окраску всего животного мира; например, окраска крыльев птиц вызывается меланином. Кроме того, клетки, вырабатывающие меланин, называемые меланоцитами, могут увеличивать или уменьшать уровень выработки меланина в ответ на изменения внешней среды (например, увеличение или уменьшение воздействия солнца).

Хотя меланин по-прежнему известен в основном своей ролью в физиологии, исследователи начали исследовать это вещество и его производные, чтобы определить, может ли меланин найти применение в различных отраслях промышленности.

Синтез меланина

Меланин вырабатывается клетками меланоцитов в эпидермисе или внешнем слое кожи (более толстый и прочный слой под ним называется дермой). Эти меланоциты лежат в самом нижнем слое эпидермиса, называемом базальным слоем или «базальным слоем».«Меланин бывает нескольких подтипов, наиболее распространенным из которых является эумеланин и вторичный тип, известный как феомеланин.

Меланин — это химическое вещество с довольно низкой молекулярной массой (318,3 г / моль, что в два раза меньше, чем у глюкозы). Его молекулярная формула — C ₁₈ H ₁₀ N ₂ O ₄ . У людей с более темной кожей на самом деле не больше меланоцитов, чем у людей со светлой кожей; вместо этого у людей с более темной кожей более высокая доля генов в меланоцитах, которые являются отвечает за выработку меланина.Это означает, что у темнокожих людей вырабатывается намного больше меланина на клетку, а не то, что у темнокожих людей больше клеток, дающих тот же уровень выработки. Это имеет важное значение для эволюционной антропологии, поскольку предполагает, что современные европейцы с более светлой кожей имеют глубокие корни с людьми из Африки, чья кожа сегодня остается темнее из-за различных условий окружающей среды. Многие люди из Северо-Западной Европы потеряли способность загорать, потому что цепь ДНК, которая кодирует дополнительный меланин, существует, но больше не может быть активирована.Способность таких людей переносить ультрафиолетовый (УФ) свет в целом резко снижена.

При микроскопическом исследовании эумеланин выглядит коричневым с мелкозернистым покрытием. Вещество не рассеивает свет в значительной степени, как можно было бы ожидать от чего-то, что кажется темным. Отдельные гранулы меланина имеют максимальный диаметр около 800 нанометров или чуть меньше одной миллионной метра (что эквивалентно одной тысячной миллиметра). Это отличает меланин от некоторых распространенных метаболитов пигментов в крови, которые, как правило, больше по размеру и больше рассеивают свет и имеют зеленый, желтый или красно-коричневый цвет, в отличие от обычного коричневого меланина.

Функция меланина

Назначение меланина не имеет ничего общего с человеческим тщеславием, а связано только с защитой организма. Ультрафиолетовое излучение солнца является хорошо известным канцерогеном и при достаточно высоком воздействии может привести к ряду родственных типов меланомы, которые являются злокачественными новообразованиями кожи. Меланомы могут быть фатальными; из примерно 54 000 американцев, у которых ежегодно диагностируется меланома, около 8 000 умирают от нее. Риск злокачественной меланомы среди людей европейского происхождения в 10 раз выше, чем у афроамериканцев.

У некоторых людей и животных в организме вообще очень мало меланина. Это состояние, известное как альбинизм, приводит к тому, что люди, страдающие этим заболеванием, становятся более уязвимыми к ультрафиолетовому излучению.

Меланин и пигментация кожи

Когда меланин вырабатывается в меланоцитах, этот пигмент упаковывается в гранулы, подобно тому, как зеленый пигмент хлорофилл упаковывается в специальные внутриклеточные «контейнеры» у растений. При стимуляции ультрафиолетовым светом, общий уровень которого увеличивается в большинстве регионов мира в определенное время года и снижается в другие, меланоциты производят все больше и больше гранул, позволяя коже людей адаптироваться в течение лета и становиться более здоровой. загар.Однако, как уже отмечалось, у некоторых людей эта способность генетически ограничена, а в некоторых случаях почти отсутствует, в то время как у других она по существу излишняя. Вы, несомненно, видели людей, которые, как известно, склонны к солнечным ожогам, и, возможно, вы сами являетесь одним из них: Люди описываются как «светлокожие» и часто с веснушками и рыжими волосами. Такие люди в целом обладают наименее эффективной защитой от УФ-излучения, и им с особой настойчивостью рекомендуется избегать выхода на солнце без солнцезащитного крема, который может в значительной степени отфильтровывать вредное УФ-излучение.

Пигментация кожи и эволюция человека

В то время как слишком мало меланина в коже может подвергать людей более высокому риску солнечных ожогов и злокачественных новообразований кожи, люди с необычно высоким уровнем меланина в организме могут быть предрасположены к дефициту витамина D. Это связано с тем, что основным источником этого витамина в организме является естественный предшественник витамина D, который превращается в активную форму витамина под действием солнечного света. Поскольку более темные поверхности имеют тенденцию отражать, а не поглощать УФ-излучение, люди с более темной кожей поглощают меньшую часть УФ-излучения, которому они подвергаются, чем другие.В некотором смысле это представляет собой один из бесчисленных эволюционных компромиссов, демонстрируемых в мире живых существ.

Когда потомки современных людей впервые вышли на открытые пространства из-под деревьев для охоты и поиска воды, они подверглись большему воздействию солнечного света. Очевидно, что при этом они должны были выдерживать не только больше света, но и дополнительное тепло, которое с ним связано. Чтобы сохранять прохладу в условиях длительного пребывания на солнце, это означало, что вы могли более обильно и эффективно потеть.Чтобы покрыть кожу более высокой плотностью потовых желез, нужно было что-то еще, и этим «чем-то» были волосы. Очевидно, что у людей все еще есть волосы на руках, ногах и туловище (у некоторых значительно больше, чем у других), но по сравнению с другими обезьянами, люди потеряли практически все волосы на теле. В результате кожа древних людей, недавно способная потоотделить, осталась более восприимчивой к повреждениям от солнца. Это, в свою очередь, стимулировало увеличение отложений гранул меланина, наблюдаемое сейчас в тропических широтах.

Дефицит витамина D упоминается как нежелательное последствие слишком большого количества меланина в коже.Витамин D необходим кишечнику для наиболее эффективного усвоения элементов кальция и фосфора. Оба они необходимы для правильного роста и поддержания костей. Хотя некоторое количество витамина D может быть получено из пищевых источников, таких как яичные желтки и определенная рыба, 90 процентов синтезируется в коже из производных холестерина. Следовательно, витамин D необходим не только для целостности скелета, он также может быть полезен для предотвращения некоторых форм рака.

Другие способы применения меланина

В 2017 году группа ученых Калифорнийского университета в Сан-Диего получила 7 долларов.Грант в размере 5 миллионов на изучение потенциального использования меланина, о котором предполагалось, но так и не реализовано официально. Ученые, участвовавшие в проекте, надеялись изучить последовательность реакций, участвующих в синтезе меланина, на более глубоком уровне, чем это проводилось ранее, и понять больше о различных типах самих меланинов в надежде продолжить синтез родственных химических веществ с некоторыми из них. известных защитных способностей меланина. Возможность предложить небиологические материалы некоторые из тех же основных средств защиты от солнечных лучей, которые меланин дает живым существам, несомненно, была бы полезной в различных отраслях промышленности, поскольку солнечное повреждение краски и различных услуг является почти универсальной проблемой.

Меланин | биологический пигмент | Britannica

Меланин , темный биологический пигмент (биохром), обнаруженный в коже, волосах, перьях, чешуе, глазах и некоторых внутренних оболочках; он также обнаружен в брюшине многих животных ( например, лягушек), но его роль там не изучена. Меланин образуется как конечный продукт в процессе метаболизма аминокислоты тирозина, меланины заметны в темных родинках кожи человека; в черных кожных меланоцитах (пигментных клетках) большинства темнокожих людей; и в виде коричневых диффузных пятен на эпидермисе.

Меланизм относится к отложению меланина в тканях живых животных. Химический состав процесса зависит от метаболизма аминокислоты тирозина, отсутствие которого приводит к альбинизму или отсутствию пигментации. Меланизм также может возникать патологически, как при злокачественной меланоме, раковой опухоли, состоящей из пигментированных меланином клеток.

Подробнее по этой теме

окраска: Меланины

Эти пигменты дают желтовато-коричневый, красно-коричневый, коричневый и черный цвета. Меланин s широко встречается в перьях птиц; в волосах, …

Мелановая пигментация имеет множество преимуществ: (1) Она является барьером против воздействия ультрафиолетовых лучей солнечного света. Например, под воздействием солнечного света эпидермис человека постепенно загорает в результате увеличения пигмента меланина. (2) Это механизм поглощения тепла солнечного света, функция, которая особенно важна для хладнокровных животных. (3) Он укрывает некоторых животных, которые становятся активными в сумерках.(4) Он ограничивает попадание лучей света в глаз и поглощает рассеянный свет внутри глазного яблока, обеспечивая большую остроту зрения. (5) Он обеспечивает стойкость к истиранию благодаря молекулярной структуре пигмента. Например, многие обитающие в пустыне птицы имеют черное оперение как приспособление к абразивной среде обитания.

«Промышленный» меланизм встречался в определенных популяциях бабочек, в которых преобладающая окраска изменилась с бледно-серых на темные особи.Это яркий пример быстрых эволюционных изменений; это произошло менее чем за 100 лет. Это происходит у видов бабочек, выживание которых днем ​​зависит от слияния со специализированным фоном, таким как лишайниковые стволы деревьев и ветви. Промышленное загрязнение в виде сажи убивает лишайники и затемняет деревья и землю, тем самым разрушая защитный фон светлой моли, которую быстро собирают и поедают птицы. Затем мелановая моль из-за своего камуфляжа становится предпочтительной.«Промышленные» меланические бабочки возникли в результате повторяющихся мутаций и распространились посредством естественного отбора. См. Окраску ; кожный покров.

Что такое меланин? — Определение, производство и функции — Видео и стенограмма урока

Производство и функции

Меланин — это пигмент, который вырабатывается клетками, известными как меланоциты, в коже большинства животных, включая человека.Этот пигмент бывает разных оттенков в зависимости от генетического состава человека. Меланин бывает двух основных форм: от желтовато-красного до темно-коричневого. Эумеланин — наиболее распространенная форма меланина коричневатого цвета. Другая основная форма называется феомеланин , который дает красновато-коричневый цвет, который часто ассоциируется с веснушками и рыжими волосами. Производство меланина у человека определяется несколькими факторами.

Говоря генетически, каждый человек на Земле имеет примерно одинаковое количество меланоцитов.Таким образом, на разницу в производстве меланина влияют:

1. Воздействие УФ-излучения: Меланин вырабатывается в ответ на УФ-излучение, чтобы предотвратить повреждение ДНК в покровах. Люди, которые подвергаются воздействию ультрафиолета, например солнца, производят больше меланина для защиты.
2. Генетический состав: Различные этнические группы и культуры генетически предрасположены к производству определенных оттенков и количеств меланина из-за наследования. По сути, это один из основных показателей, используемых для определения расы в человеческой популяции.Важно отметить, что это была и исторически была спорная форма идентификации человека.
3. Размер меланоцитов: размер меланоцитов варьируется у разных людей и может приводить к различию в количестве меланина, продуцируемого одной клеткой.
4. Заболевание: на выработку меланина могут влиять несколько заболеваний, в том числе альбинизм, , генетическая неспособность продуцировать меланин, и витилиго, , прогрессирующая потеря меланоцитов.

Все эти факторы играют роль в производстве и экспрессии меланина в коже.Хотя некоторые факторы более важны, чем другие, в конечном итоге все они важны для окончательного отображаемого цвета лица.

Проблемы с экспрессией меланина

У людей выработка меланина важна для предотвращения рака кожи, такого как меланома . Это означает, что кожа у большинства людей становится темнее при увеличении воздействия солнечного света. Кроме того, чрезмерный рост меланоцитов может привести к развитию родинок на коже. Родинка, или невус , обычно доброкачественная (неопасная), но может стать злокачественной при повышенном воздействии солнечного света.

У других животных выработка меланина имеет решающее значение для выживания. В то время как люди могут приспосабливаться к дефициту меланина или проблемам с производством, животные, у которых отсутствует меланин, обычно страдают более драматично. Например, грызуны, у которых отсутствует меланин, такие как белки и мыши, часто не могут избежать хищников из-за отсутствия маскировки. Поэтому на них легко охотиться и зачастую они не достигают совершеннолетия.

Точно так же хищники, которым не хватает меланина, такие как змеи и рептилии, часто не могут охотиться за добычей из-за их неспособности сливаться с окружающей средой.У социальных животных, таких как приматы, недостаток меланина может привести к плохому обращению и отторжению со стороны общества. Итак, в животном мире производство меланина — это не только фактор внешнего вида, но и необходимый для жизни и может иметь ужасные последствия.

Краткое содержание урока

Меланин — это пигмент, который вырабатывается клетками, известными как меланоциты кожи большинства животных. Он бывает двух основных форм: эумеланин (коричневатый цвет) и феомеланин (красновато-коричневый цвет).На производство меланина влияет воздействие ультрафиолета, генетический состав, размер меланоцитов и патологические состояния.

Его производство в мире животных и людей имеет жизненно важное значение для защиты и выживания. Без меланина люди и животные легко поддались бы последствиям недостаточной продуктивности, таким как рак, хищничество и голод.

Ключевые термины и определения

• Меланин : пигмент, продуцируемый клетками кожи, известный как меланоциты
• Эумеланин : наиболее распространенная форма меланина, коричневатого цвета
• Феомеланин : тип меланина, который дает красновато-коричневый цвет
• Альбинизм : генетическая неспособность продуцировать меланин
• Витилиго : прогрессирующая потеря меланоцитов
• Меланома : разновидность рака кожи
• Невус : также известен как родинка, обычно доброкачественная

Результаты обучения

По завершении этого урока учащиеся должны уметь делать следующее:

• Объяснять, что такое меланин и его функции в организме
• Назовите две основные формы меланина
• Обсудить роль меланина в выживании организма

Как меланоциты защищают вашу кожу от УФ-лучей

Меланоцит — это тип клеток, которые в основном расположены в базальном слое эпидермиса.Меланоциты производят меланин, коричневый пигмент, который отвечает за окраску кожи и защищает от вредного воздействия ультрафиолета. Меланоциты также присутствуют в волосах и радужной оболочке глаз.

Состав меланоцитов

Меланоциты развиваются в нервном гребне: временной группе эмбриональных клеток, которая отщепляется, когда формируется нервная трубка или преспинной мозг. На эмбриональном этапе жизни меланоциты перемещаются от нервного гребня к базальному слою эпидермиса.Меланоциты имеют форму ветвей, что позволяет им переносить меланин в другие клетки кожи, такие как кератиноциты. Кератиноциты — это наиболее распространенные клетки кожи, которые укрепляют волосы, ногти и кожу.

Производство

Меланоциты производят меланин, который откладывается в эпидермальных клетках. Меланоциты вырабатывают два разных типа меланина: эумеланин темно-коричневого цвета и феомеланин красного или желтого цвета.

Производство меланина регулируется пептидным гормоном, который находится в гипофизе и известен как гормон, стимулирующий меланоциты.Опухоли гипофиза и повышенный уровень эстрогена, возникающий во время беременности, заставляют гипофиз вырабатывать больше этого гормона.

Но меланоциты не всегда функционируют должным образом. Например, витилиго — это наследственное заболевание кожи, при котором меланоциты не производят меланин, в результате чего на коже появляются белые пятна овальной формы, которые постепенно увеличиваются в размерах. Недостаток меланина также делает волосы на пораженных участках белыми. Другие состояния, на которые влияет нехватка меланина, включают альбинизм и фенилкетонурию.

Важность меланина

Цвет кожи человека бывает разным. Его точный оттенок определяется кровью, которая течет через него, диетой и меланином, вырабатываемым меланоцитами. У людей обычно одинаковое количество меланоцитов; количество меланина, которое производят эти меланоциты, однако, варьируется.

Меланин защищает кожу от солнца. Когда кожа подвергается воздействию солнца, увеличивается выработка меланина, что и вызывает загар.Это естественный защитный механизм организма от солнечных ожогов.

Время на Солнце дорого обходится

Все выглядят лучше со свечением, но за это приходится платить. Продолжительное пребывание на солнце (или в солярии) опасно. Возьмем, к примеру, солнечный ожог. Меланоцитам требуется время, чтобы произвести меланин и защитить кожу от вредных солнечных лучей. Когда меланоциты не могут работать достаточно быстро, чтобы создать загар, ультрафиолетовые лучи солнца могут обжечь кожу и сделать ее розовой или ярко-красной.Солнечные повреждения также накапливаются со временем, что может привести к раку кожи. Чем светлее ваша кожа, тем выше риск развития рака кожи. Поэтому не забывайте регулярно посещать дерматолога для осмотра кожи.

Однако прямой солнечный свет — это не , а все плохо. Кожа использует солнечный свет для производства витамина D, который поглощает кальций и необходим для прочности и роста костей.

Ген MC1R: MedlinePlus Genetics

Ген MC1R предоставляет инструкции по созданию белка, называемого рецептором меланокортина 1.Этот рецептор играет важную роль в нормальной пигментации. Рецептор в основном расположен на поверхности меланоцитов, которые представляют собой специализированные клетки, вырабатывающие пигмент под названием меланин. Меланин — это вещество, придающее цвет коже, волосам и глазам. Меланин также содержится в светочувствительной ткани в задней части глаза (сетчатке), где он играет роль в нормальном зрении.

Меланоциты вырабатывают две формы меланина, эумеланин и феомеланин. Относительное количество этих двух пигментов помогает определить цвет волос и кожи человека.Люди, которые производят в основном эумеланин, обычно имеют каштановые или черные волосы и темную кожу, которая легко загорает. Эумеланин также защищает кожу от повреждений, вызванных ультрафиолетовым (УФ) излучением солнечного света. Люди, которые производят в основном феомеланин, обычно имеют рыжие или светлые волосы, веснушки и светлый цвет кожи, который плохо загорает. Поскольку феомеланин не защищает кожу от УФ-излучения, люди с повышенным содержанием феомеланина имеют повышенный риск повреждения кожи, вызванного воздействием солнца.

Рецептор меланокортина 1 контролирует, какой тип меланина вырабатывается меланоцитами.Когда рецептор активируется, он запускает серию химических реакций внутри меланоцитов, которые стимулируют эти клетки производить эумеланин. Если рецептор не активирован или заблокирован, меланоциты производят феомеланин вместо эумеланина.

Общие вариации (полиморфизмы) гена MC1R связаны с нормальными различиями в цвете кожи и волос. Определенные генетические вариации чаще всего встречаются у людей с рыжими волосами, светлой кожей, веснушками и повышенной чувствительностью к воздействию солнца.Эти полиморфизмы MC1R снижают способность рецептора меланокортина 1 стимулировать выработку эумеланина, заставляя меланоциты вырабатывать в основном феомеланин. Хотя MC1R является ключевым геном нормальной пигментации человека, исследователи считают, что влияние других генов также влияет на окраску волос и кожи человека.

Рецептор меланокортина 1 также активен в клетках, отличных от меланоцитов, включая клетки, участвующие в иммунных и воспалительных реакциях организма.Функция рецептора в этих клетках неизвестна.

Пигментация | Биология для майоров II

Результаты обучения

• Опишите роль меланоцитов в пигментации кожи

На цвет кожи влияет ряд пигментов, включая меланин, каротин и гемоглобин. Напомним, что меланин вырабатывается клетками, называемыми меланоцитами, которые разбросаны по всему базальному слою эпидермиса. Меланин переносится в кератиноциты через клеточную везикулу, называемую меланосомой (рис. 1).

Рис. 1. Относительная окраска кожи зависит от количества меланина, продуцируемого меланоцитами базального слоя и поглощаемого кератиноцитами.

Меланин существует в двух основных формах. Эумеланин, наиболее распространенная форма меланина, существует в черном и коричневом цвете, тогда как феомеланин имеет красный цвет. Темнокожие люди производят больше меланина, чем люди с бледной кожей. Воздействие ультрафиолетовых лучей солнца или в солярии вызывает производство меланина и его накопление в кератиноцитах, поскольку воздействие солнца стимулирует кератиноциты выделять химические вещества, которые стимулируют меланоциты.Накопление меланина в кератиноцитах приводит к потемнению кожи или загару. Это повышенное накопление меланина защищает ДНК клеток эпидермиса от повреждения ультрафиолетовыми лучами и распада фолиевой кислоты, питательного вещества, необходимого для нашего здоровья и благополучия. Напротив, слишком много меланина может препятствовать выработке витамина D, важного питательного вещества, участвующего в усвоении кальция. Таким образом, количество меланина, присутствующего в нашей коже, зависит от баланса между доступным солнечным светом и разрушением фолиевой кислоты, а также от защиты от УФ-излучения и производства витамина D.

Для достижения пика синтеза меланина требуется около 10 дней после первого пребывания на солнце, поэтому люди с бледной кожей вначале обычно страдают солнечными ожогами эпидермиса. Темнокожие люди также могут получить солнечные ожоги, но они более защищены, чем люди с бледной кожей. Меланосомы — это временные структуры, которые в конечном итоге разрушаются путем слияния с лизосомами; Этот факт, наряду с отслаиванием заполненных меланином кератиноцитов в роговом слое, делает загар непостоянным.

Чрезмерное пребывание на солнце может в конечном итоге привести к появлению морщин из-за разрушения клеточной структуры кожи, а в тяжелых случаях может вызвать повреждение ДНК, которое может привести к раку кожи. При нерегулярном скоплении меланоцитов на коже появляются веснушки. Родинки представляют собой большие массы меланоцитов, и, хотя большинство из них доброкачественные, их следует контролировать на предмет изменений, которые могут указывать на наличие рака (рис. 2).

Рис. 2. Родинки варьируются от доброкачественных скоплений меланоцитов до меланом.Эти структуры населяют ландшафт нашей кожи. (Источник: Национальный институт рака)

Практический вопрос

От чего зависит цвет кожи, и каков процесс, при котором кожа темнеет под воздействием ультрафиолета?

Пигмент меланин, вырабатываемый меланоцитами, в первую очередь отвечает за цвет кожи. Меланин бывает разных оттенков коричневого и черного. Люди с более темной кожей имеют более темный и более обильный меланин, тогда как люди со светлой кожей имеют более светлый оттенок кожи и меньше меланина.Воздействие УФ-излучения стимулирует меланоциты производить и секретировать больше меланина.

Покровная система

Первое, что видит врач, — это кожа, поэтому осмотр кожи должен быть частью любого тщательного физического обследования. Большинство кожных заболеваний относительно доброкачественные, но некоторые из них, включая меланомы, при отсутствии лечения могут привести к летальному исходу. Пара более заметных нарушений, альбинизм и витилиго, влияют на внешний вид кожи и ее дополнительных органов.Хотя ни один из них не смертельный, было бы трудно утверждать, что они доброкачественные, по крайней мере, для людей, страдающих от этого заболевания.

Рис. 3. У людей с витилиго наблюдается депигментация, в результате чего участки кожи становятся более светлыми. Состояние особенно заметно на более темной коже. (кредит: Клаус Д. Питер)

Альбинизм — это генетическое заболевание, которое влияет (полностью или частично) на окраску кожи, волос и глаз. Дефект в первую очередь связан с неспособностью меланоцитов вырабатывать меланин.Люди с альбинизмом обычно выглядят белыми или очень бледными из-за нехватки меланина в их коже и волосах. Напомним, меланин помогает защитить кожу от вредного воздействия УФ-излучения. Люди с альбинизмом, как правило, нуждаются в большей защите от УФ-излучения, поскольку они более склонны к солнечным ожогам и раку кожи. Они также более чувствительны к свету и имеют проблемы со зрением из-за отсутствия пигментации на стенке сетчатки. Лечение этого расстройства обычно включает устранение симптомов, например ограничение воздействия ультрафиолетового света на кожу и глаза.При витилиго меланоциты в определенных областях теряют способность производить меланин, возможно, из-за аутоиммунной реакции. Это приводит к потере цвета участков (рис. 3). Ни альбинизм, ни витилиго напрямую не влияют на продолжительность жизни человека.

Другие изменения окраски кожи могут указывать на заболевания, связанные с другими системами организма. Заболевание печени или рак печени могут вызывать накопление желчи и желтого пигмента билирубина, в результате чего кожа приобретает желтый цвет или желтуху ( jaune — французское слово, обозначающее «желтый»).Опухоли гипофиза могут вызывать секрецию большого количества меланоцит-стимулирующего гормона (МСГ), что приводит к потемнению кожи. Точно так же болезнь Аддисона может стимулировать выброс избыточного количества адренокортикотропного гормона (АКТГ), который может придавать коже глубокий бронзовый цвет. Внезапное падение оксигенации может повлиять на цвет кожи, в результате чего кожа сначала станет пепельной (белой). При длительном снижении уровня кислорода темно-красный дезоксигемоглобин становится доминирующим в крови, из-за чего кожа становится синей. Это состояние называется цианозом (кианос — это греческое слово, означающее «синий»).Это происходит, когда подача кислорода ограничена, например, когда кто-то испытывает затруднение дыхания из-за астмы или сердечного приступа. Однако в этих случаях влияние на цвет кожи не имеет ничего общего с ее пигментацией.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Что такое меланин? Как меланин влияет на цвет кожи? »Science ABC

Экспрессия пигмента контролируется шестью основными генами в организме, и этот генетический состав во многом определяется вашими родителями и поколениями, которые были до них.Так работает естественный отбор.

Наш мир — удивительно разнообразное и красивое место, с миллионами видов животных и растений, за исключением наиболее доминирующих видов — людей. Мы считаем, что человечество, распространенное по всему миру, является представителями одного вида, Homo sapiens, , но мы определенно не все выглядим одинаково. От языка, культуры и одежды до роста, формы лица и цвета волос у людей есть много вещей, которые делают нас уникальными друг от друга.

Однако, если мы все принадлежим к одному виду, разве наш основной цвет кожи не должен быть одинаковым? Почему одни люди светлые, а другие темные?

Что такое меланин?

Цвет нашей кожи определяется пигментом под названием меланин, и хотя у всех есть меланин (как у светлокожих, так и у темнокожих), он бывает разных форм и соотношений. Две формы меланина называются эумеланином и феомеланином . Эумеланин бывает преимущественно коричневого и черного оттенков, а феомеланин имеет красный и желтый оттенки.Он вырабатывается специальной группой клеток, называемых меланоцитами.

Меланоциты выбрасывают частицы меланина (Фото предоставлено designua / Fotolia)

Как меланин влияет на цвет кожи?

Прежде чем мы сможем выяснить, почему у нас разные цвета кожи, мы должны сначала понять основы науки, лежащие в основе нашей кожи. Во-первых, нет таких понятий, как «черный», «белый», «красный» или «желтый» с точки зрения цвета кожи. Есть просто смеси цветов и вариаций, в зависимости от вашего генетического склада.

Например, человек с очень темной кожей в первую очередь вырабатывает эумеланин, тогда как европейцы с бледной кожей могут производить большую часть феомеланина. Возможно, самое главное, количество меланина также является фактором, определяющим цвет кожи.

Различия в производстве меланина между разными цветами кожи. (Фото: yomogi1 / Shutterstock)

Меланин вырабатывается в специализированных клетках, называемых меланоцитами, но они не действуют одинаково для всех людей. Некоторые люди естественным образом производят меньше меланина, что означает меньше пигментации и более светлую кожу.У других людей меньше меланоцитов, чем обычно, что также приводит к уменьшению общего пигмента и более светлой коже. Скопления меланоцитов у светлокожих людей часто выглядят как веснушки. Люди могут временно изменить цвет своей кожи за счет загара (или получения солнечного ожога), что существенно стимулирует выработку меланина и вызывает воспаление области, защищая от неблагоприятного воздействия ультрафиолета.

Почему разные цвета кожи?

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно повернуть время назад примерно на 1.Примерно через 2 миллиона лет, когда «люди», как мы их знаем, начали терять мех и ходить прямо. В настоящее время основная гипотеза заключается в том, что люди начали терять волосы и переместились на более открытые равнины, в результате чего их кожа вступила в прямой контакт с солнцем.

В самом сердце Африки к югу от Сахары, откуда, как считается, произошли все люди, солнце невероятно яркое. Древние люди, жившие недалеко от экватора, в течение всего года подвергались воздействию солнечного света и радиации, а чрезмерное ультрафиолетовое излучение может быть очень вредным для нашего тела.Это то, с чем мы все можем согласиться.

Однако основная причина появления темной кожи спорна. Одна из гипотез состоит в том, что сильное воздействие ультрафиолета приводит к мутации клеток, повышая риск рака. Достаточно удобно, что меланин действует как щит от ультрафиолетового излучения, таким образом защищая клетки от многих опасностей чрезмерного воздействия. Однако рак кожи не возникает так часто и на достаточно ранней стадии, чтобы повлиять на естественный отбор, поэтому эта гипотеза потеряла популярность.

В настоящее время ведущей гипотезой является защита важных витаминов от солнца. Фолиевая кислота, широко известная как витамин B, очень чувствительна к свету. Фолиевая кислота имеет решающее значение для многих функций нашего тела, и УФ-лучи могут его разрушить. Без фолиевой кислоты дети могут умереть от дефицита витамина B.

По этой причине мы чаще всего видим людей с более темной кожей около экватора, где солнечный свет в изобилии круглый год; это простирается за пределы Африки, в Азию, Южную Америку и Ближний Восток! Интересно, что только менее 100000 лет назад цвет кожи начал меняться.Люди были темнокожими на протяжении большей части своей истории. Однако по мере того, как люди начали распространяться по всему земному шару в Европу, Северную Азию и, в конечном итоге, в Америку, они обнаружили области, в которых определенно на меньше солнечного света. Именно здесь возник второй недостаток в истории человечества, связанный с цветом кожи — авитаминоз.

Необходимость витамина D

Одним из ключевых витаминов для здоровья человека является витамин D, который помогает организму усваивать кальций и другие минералы, необходимые для роста и восстановления костей.К сожалению, наш основной источник витамина D связан с солнечным светом; На самом деле радиация помогает синтезировать витамин D в коже в сочетании с другим химическим веществом. Таким образом, для людей, живущих в более холодном климате или в районах, где темнота в течение продолжительных периодов времени в течение года, темная кожа означала блокировку излучения, что означало низкий уровень выработки витамина D.

Другие источники, но в основном солнечный свет (Фото: designer491 / Fotolia)

Обратная адаптация произошла, когда человечество расселилось по планете в разных краях, и в конечном итоге цвет их кожи исчез в течение многих поколений.В Северной Европе или Скандинавии, где солнечный свет ограничен в течение многих частей года, кожа людей чрезвычайно бледная, почти полупрозрачная, чтобы гарантировать, что, когда они подвергаются воздействию этого драгоценного солнечного света, их кожа может вырабатывать достаточно витамина D, чтобы поддерживать тело здоровое!

Генетическая сторона вещей

Выражение пигмента контролируется шестью основными генами в организме, генетическим составом, который во многом определяется вашими родителями и поколениями, которые были до них.Так работает естественный отбор; по мере того как происходят небольшие всплески, ошибки, дополнения и мутации в генетической структуре, мы видим генетические аномалии с точки зрения выражения цвета кожи и т. д. Когда эти аномалии приводят к более высокой выживаемости, они передаются детям. Сейчас идентифицировано большинство генов, контролирующих пигментацию, и мы можем проследить изменение цвета кожи по всему миру — и на протяжении всей истории!

Распределение цвета кожи (Фото: anthro.palomar.edu)

Например, ген рецептора меланокортина 1 определяет, вырабатывает ли организм эумеланин и феомеланин вообще, и, сравнивая генетику шимпанзе и ранних людей, мы видим, что этот конкретный ген был главным образом положительно выбран после того, как обезьяны потеряли шерсть.Точно так же ген лиганда KIT и ген сигнального пептида Агути контролируют выработку эумеланина и были положительно отобраны в популяциях, которые переехали из Африки в районы, где было необходимо меньше эумеланина (коричневый и черный пигмент).