Синтез меланина

Синтез меланина – это физико-химический процесс, который протекает в несколько стадий и вырабатывается в клетках меланоцитах. Представляет собой комплекс полимерных соединений. Гранулы черного пигмента определяют цвет кожных покровов, оттенок волос, цвет радужки глаз, шерсти и перьев, а также содержится в черной субстанции мозга.

Как синтезируется меланин в организме

Меланоциты, вырабатывая свой пигмент, создают барьер, который препятствует проникновению в организм ультрафиолетовых лучей.

Существуют четыре основных вида меланинов, в зависимости от места их локализации и выполнения функций:

  1. феомеланины (определяют рыжий цвет волосяного фолликула, окрас кожи половых органов и сосков. Характеризуются возможностью растворяться в разбавленных щелочах);
  2. эумеланины (от них также зависит цвет каштановых волос и они, как правило, нерастворимы в органических веществах);
  3. смешанные (представляют собой комплекс из эумеланинов и феомеланинов);
  4. нейромеланины (располагаются в катехоламинергических клетках черной субстанции мозга и голубого пятна, обеспечивая им характерный цвет).

Физиология образования меланина в коже происходит в несколько этапов, согласно определенной схеме, под действием солнечных лучей или гормонов. Запускается данный процесс, когда фотон ультрафиолета (hN) влияет на меланоциты и эйкозаноиды (регуляторы клеточных функций).

В этих клетках начинает активироваться синтез фермента тирозиназы, который занимается окислением тирозина. Тирозин – это аминокислота, в ходе превращения которой образуются меланин и тиреоидные гормоны (тироксин). Ультрафиолетовое излучение вызывает формирование полимерной структуры вещества из этой аминокислоты.

Далее пигмент, накопившийся в гранулах, поступает в ее отростки. Из отростков прямиком в кератиноциты (клетка эпидермального слоя кожи, которая содержит кератин). В кератиноцитах меланин активируется и поглощает УФ-лучи, тем самым защищая кожу от пагубного воздействия солнца. Через несколько часов он разрушается лизосомальными ферментами.

За регуляцию обмена черного пигмента отвечают два основных гормона:

  • Меланоцитостимулирующий гормон (МСГ) – хроматотрофный гормон. Вырабатывается в средней доле гипофиза и формируется из общего предшественника с АКТГ проопиомеланокортина. В свою очередь МСГ регулируется релизинг-факторами гипоталамуса: меланостатинами (ингибируют синтез гормона) и меланолиберинами (усиливают синтез гормона). Действует по принципу негативно-обратной связи. МСГ – основный гормон, который принимает участие в образовании пигмента кожи.
  • Адренокортикотропный гормон (АКТГ) – образуется базальными клетками аденогипофиза. Этот тропный гормон зависит от статинов и лебиринов гипоталамуса. АКТГ участвует в активизации перехода тирозина в меланин.

От эффективности и слаженности работы этих механизмов будет зависеть резистентность кожи к солнечным лучам.

Стадии образования пигмента:

  1. Стадия 1. Происходит появление активности тирозиназы в меланосоме меланоцита. Что провоцирует формирование мелкозернистого вещества.
  2. Стадия 2. Пузырек обретает овальную форму. Внутри него находятся филаменты с поперечной исчерченностью. Меланин постепенно накапливается в белковом матриксе.
  3. Стадия 3. Усиление процессов предыдущей стадии.
  4. Стадия 4. Видна зрелая гранулка меланина эллипсоидной формы. В этой фазе пигмент мигрирует к апикальной части клетки и по цитоплазматических отростках попадает в ростковый и частично шиповатый слой плоского эпителия.

Какие аминокислоты принимают участие

Основой для синтеза меланина является медь (содержащий фермент тирозиназа). На активность ее влияют эйкозаноиды. Именно они в первую очередь реагируют на виляние ультрафиолета и гормонов. Синтез меланина – это сложный биохимический процесс, который вовлекает такой аминокислотный ряд: тирозин, цистеин, аланин.

Тирозин также используется для синтеза катехоламинов (гормоны мозгового слоя надпочечников: адреналин, норадреналин, дофамин). Его роль в организме важна.

Недостаток тирозина или нарушение его обмена, снижение потребления белка, повлечет за собой патологические процессы.

Дефицит аминокислоты приведет к альбинизму (тотальной депигментация кожи и ее производных, радужки глаза). Кожа таких людей не загорает и очень ранима к действию солнечных лучей, а еще часто появляются фотодерматиты.

Схема и процесс

Аминокислота тирозин под действием фермента тирозиназы и ионов купрума (меди) образуется 3,4-диоксифениаланин L-формы (ДОФА) – ароматическая аминокислота. Этот продукт гидроксилирования тирозина повторно вступает в реакцию под влиянием меди и того же фермента с образованием дофахинона. На этом этапе формируются разные пути синтеза феомеланина и эумеланина.

Первый путь – образование феомеланина. Участие цистеина определяет теплый окрас волос. Далее появляется цистеинилдофа, содержащий в 5 и 6 положениях цистеин. Из него образуется бензотиазинилаланин, с последующим превращением в феомеланин.

Второй путь – синтез эумеланина. Схема реакций синтезирования меланина заключается в том, что сразу из дофахинона происходит формирование дофахром. Затем дофахром полимеризуется с образованием дигидроксииндола, имеющего в 5 и 6 положениях гидроксильные группы.

Схема реакций синтеза меланина:

Тирозин

Медь двухвалентная

Медь двухвалентная

+ Цистеин

5,6-Цистеинилдофа

Бензотазинилаланин

3,4 – Диоксифениаланин

⇐ Дофахинон ⇒

Тирозиназа

Тирозиназа

Дофахром

5,6-Дигидроксииндол

Эумеланин

Причины нарушения выработки

Существуют две основные причины нарушения обмена тирозин-триптофановой группы. Со знаком «+» и «-«, то есть пигментные дистрофии и избыток синтеза меланина (меланоз).

Гиперпродукция меланина имеет следующие клинические признаки:

  • частое появление пигментных пятен;
  • родинки, наросты, родимые пятна;
  • возникновение веснушек.

Гипопродукция меланина проявляется в таких признаках, как:

  • частичное или полное отсутствие кожного пигмента;
  • красный цвет радужки глаз;
  • обесцвеченные волосы;
  • появление белых пятен и волос (витилиго).

Меланоз

Врожденный

Приобретенный

Генетический дефект/предрасположенность. Заболевания гипофиза или гипоталамуса (опухоль).
Избыточная пролиферация меланоцитов (при гормональном нарушении обмена АКТГ). Патология надпочечников (туберкулез почки, аутоиммунные заболевания).
Депигментация (альбинизм)
Генетический дефект и предрасположенность. Из-за крупномасштабных ожогов и воспалительных процессов.
Отсутствие тирозиназы. В результате дерматозов и дерматитов.
Нарушение пролиферации и дифференцировки меланоцитов из СК.

Нарушение синтеза меланина также встречается при меланоме (рак кожи), поскольку пигментные образования часто служат причиной малигнизации. Обширный меланоз является следствием возможной надпочечниковой недостаточности.

Если у вас возникли подозрения, что процесс синтеза меланина нарушен, рекомендовано посещение врача-дерматолога и косметолога в ближайшее время. Вовремя не выявленные причины патологии могут привести к необратимым последствиям, которые не лечатся таблетками.

От чего зависит цвет кожи, волос и глаз

Окрас глаз и кожи зависит от количества меланина и его формы. Активность форм красящего пигмента неодинакова. Поэтому каждый человек имеет индивидуальный оттенок кожи, волос и глаз.

Если в фолликулах волосков мало феомеланина и он находится ближе к поверхности базального слоя, то оттенок волос и бровей будет светлым или русым (чаще рыжим). Чем глубже расположен эумеланин, тем темнее окрас. С возрастом активность синтеза меланина уменьшается, поэтому у стариков появляются седые волосы.

Карие и светло-коричневые оттенки глаз характерны при высоком содержании эумеланина, но на поверхности радужки. А вот в случае различной локализации пигмента, цвет глаз варьирует от серых до зеленых.

Следует понимать, что количество, форма и расположение меланина строго зафиксировано определенными аллелями генов. И передается по доминантному или рецессивному типу наследования.

Добрый день, дорогие друзья! Сегодня мне хотелось бы рассказать вам о таком веществе, как меланин. Широко известно, что он определяет то, какого цвета будут ваши глаза и волосы, а также он участвует в процессе обмена веществ, когда мы загораем. Вещество также является и своеобразной защитой для нашего организма от внешних воздействий. В данной статье я расскажу вам о том, что такое меланин и как его восстановить.

Что такое меланин?


Это пигмент, который содержится в волосах, эпидерме и сетчатке у позвоночных организмов. Этот важнейший элемент человеческого тела, который защищает его от воздействия различных внешних факторов. Важность этого вещества не раз была доказана специалистами со всего мира.

Существует три вида пигмента: эумеланины, феомеланины, нейромеланины, отличающие друг от друга оттенками.

В коже представителей европеоидной расы данное вещество представлено в очень маленьких размерах, а у коренных африканцев ими заполнен весь эпидермис. Пигменты, которые отвечают за оттенок волос, находятся в кортексе, а определяющие цвет глаз могут быть расположены либо во фронтальных слоях глаз, либо в 4-ом и 5-ом слое.

В первом случае глаза будут голубые, а во втором – карие. А в случае неравного разделения вещества глаза будут серыми или зелеными.

Альбинизм – явление, когда у человека есть врожденные проблемы с выработкой меланина. Альбиносов легко узнать по отсутствию пигментации на теле, также они страдают от неразвитого иммунитета и других проблем со здоровьем.

Избыточный уровень этого вещества также чреват серьезными последствиями для здоровья, ведь при нем у человека начинает проявляться меланоз, который может быть врожденным либо же приобретенным.

Какое влияние меланин оказывает на человеческий организм?

Он сильно облегчает симптомы язвы желудка, в значительной мере укрепляет человеческий иммунитет, мешает росту раковых клеток и не дает метастазам распространяться.

Он оказывает положительное влияние на самочувствие больных при лечении инсульта.

Вещество способствует восстановлению баланса сахара в крови, способствует нормальной работе органов пищеварения, а также в значительной степени помогает омолаживанию организма и обеспечивает хорошее самочувствие и настроение человека.

Каковы причины и признаки недостатка меланина в организме?

Причинами недостатка пигмента являются:

  • Нехватка витаминов B, A, C, E и D;
  • Неправильное функционирование обмена веществ в организме;
  • Неправильная работа гормонов;
  • Большое количество стрессовых ситуаций;
  • Неправильное питание, нехватка магния;
  • Малоподвижный образ жизни, слишком редкие выходы на солнце;
  • Плохие гены.

Признаки, по которым можно определить недостаток в организме меланина:

  • излишняя подверженность ожогам от солнца;
  • неравномерный загар;
  • слишком светлый оттенок кожи и пятна на ней;
  • морщины и седина в молодом возрасте;
  • тусклый цвет радужки.

Каким образом можно вернуть уровень меланина на прежний уровень?

Существует множество способов для восстановления меланинового баланса в организме:

  • можно начать питаться продуктами, способствующими синтезу вещества;
  • можно начать вести более подвижный образ жизни и отказаться от вредных привычек;
  • есть возможность воспользоваться лекарствами или добавками, которые способствуют воспроизводству меланина в организме.

Но не стоит принимать решения об использовании лекарств без консультации со специалистом, иначе вы рискуете серьезно испортить свое здоровье.

Правильное питание

Для того, чтобы данный пигмент возобновил свой синтез в нормальных объемах, необходимо начать питаться продуктами, в которых содержатся такие вещества, как тирозин и триптофан. Среди таких продуктов:

  • мясо;
  • морепродукты;
  • миндаль;
  • авокадо;
  • фасоль;
  • арахис и другие.

Чтобы восстановить уровень меланина в организме, важно употреблять в пищу побольше фруктов и овощей с высоким содержанием витаминов A, C и E. Восстановлению уровня меланина в организме способствует и витамин B10, содержащийся в эпидерме и активизирующийся под солнечным светом.

Вещество есть в следующих продуктах:

  • ржаной хлеб;
  • яйца;
  • шпинат;
  • грибы;
  • печень;
  • продукты, в которых есть медь (морепродукты, напитки из какао-бобов, орехи и другие).

Восстановление синтеза меланина путем введения в рацион определенных продуктов – наиболее мягкий способ для достижения поставленной цели. Однако способ не подходит людям, которые страдают от аллергии. Стоит избегать продуктов, которые препятствуют выработке меланина (сильно соленая пища, кондитерские изделия и алкогольные напитки).

Здоровый образ жизни

Восстановлению меланинового баланса способствуют и частые прогулки под солнцем, подвижный образ жизни и отказ от вредных привычек, так как здоровый образ жизни нормализует течение всех процессов в организме.

Лекарства и биологические добавки

Чтобы восстановить количество меланина в организме, можно использовать и различные лекарственные препараты. Они содержат вещества, которые способствуют пополнению недостающих запасов витаминов и минералов. До того как вы начнете принимать какие-то препараты, нужно пойти на прием к специалисту, чтобы исключить возможность неправильной реакции организма на лечение.

Вместо заключения

После прочтения данной статьи вы узнали, что такое меланин и как его восстановить. Теперь мы знаем, насколько важно это вещество для нашего организма, что является причинами и признаками его недостатка.

Не забывайте, что состояние здоровья находится в ваших руках. Ведите правильный образ жизни, питайтесь правильно, не стесняйтесь обращаться к врачам при появлении каких-либо проблем, и вы почувствуете, как же легко и приятно, оказывается, жить.

Надеюсь, статья вам понравилась. Подписывайтесь на обновления в блоге и не стесняйтесь делиться ссылкой на него с друзьями в социальных сетях, чтобы я был уверен в том, что стараюсь не зря! До новых встреч по ту сторону экрана!

Меланин (от греч. μελανος melanos – черный) – это пигмент, представляющий собой смесь различных полимерных соединений. Различают эумеланины, феомеланины, смешанные из двух предыдущих, и нейромеланины.

Образование пигмента происходит в меланоцитах, для этого в них существуют специальные органеллы – меланосомы. Наполненные меланином меланосомы продвигаются к апикальной части клетки и мигрируют в кератиноциты.

Начальным и ключевым ферментом синтеза меланинов является медь-содержащий фермент тирозиназа, имеющий тирозин-гидроксилазную активность и ДОФА-оксидазную активность. Ее активность регулируется влияниями эйкозаноидов и эндотелина-1, которые реагируют на гормональные влияния и физические факторы (например, ультрафиолет, температура).

Схема основных этапов синтеза меланинов

Синтез меланинов начинается с превращения тирозина в диоксифенилаланин под влиянием тирозиназы. Далее этот же фермент образует дофахинон и здесь пути синтеза эумеланинов и феомеланинов расходятся. В синтезе феомеланинов и придании им теплых цветовых оттенков участвует цистеин.

В животном и растительном мире, кроме цистеина, в синтез меланинов могут вовлекаться и другие аминокислоты – триптофан, гистидин, метионин, аргинин.

Эумеланины обладают коричневым и черно-коричневым цветом, феомеланины – желтые или красновато-желтые. Эумеланины и феомеланины синтезируются меланоцитами кожи, сетчатки глаза и радужки, волосяных луковиц. За выработку меланинов в коже отвечает 4 или 5 генов (по разным данным), расположенных в разных хромосомах. Количество действующих генов определяет интенсивность синтеза меланина.

Нейромеланины образуются в дофаминергических нейронах черной субстанции головного мозга.

Функцией меланинов является защитная. Они поглощают ультрафиолетовые лучи, способны связывать катионы и анионы, хелатировать металлы (медь, марганец, хром, свинец, ртуть). Также меланины являются мощными антиоксидантами.

Цвет волос изменяется в зависимости от количества, типа и распределения меланина в корковом слое. При увеличении количества пигмента он дополнительно может проникать в сердцевину волоса и усиливать темный оттенок. При низком количестве пигмента он распределяется диффузно и цвет волос будет светлым.

Цвет глаз определяется не только типом образуемого меланина, но также разным распределением его в слоях радужки и разным количеством. Если меланин присутствует только в четвертом и пятом слое, то у человека будет голубой или синий цвет глаз. При расположении пигмента в передних слоях радужки наблюдается карий или желто-коричневый цвет глаз, а при неравномерном распределении меланина в передних слоях – серый или зеленый.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *