Синтез меланина это

Содержание
  1. Клеточные механизмы образования загара. Синтез меланина – это хорошо или плохо?
  2. Меланин: что это такое, его роль? (2020)
  3. Меланин: что это такое?
  4. Функция меланинов (3 плюса)
  5. Где образуется меланин
  6. Что происходит при дефиците меланина?
  7. Продукты, влияющие на повышенную выработку меланина
  8. Что происходит при избытке меланина?
  9. Продукты, влияющие на снижение выработки меланина
  10. Вопрос — ответ
  11. Роль мелатонина
  12. Почему многие испытывают дефицит мелатонина?
  13. Мелатонин как лекарство
  14. практикующий дерматолог-косметолог
  15. пластический хирург
  16. Синтез меланина с точки зрения биохимии, гистологии и физиологии
  17. Как синтезируется меланин в организме
  18. Какие аминокислоты принимают участие
  19. Схема и процесс
  20. Причины нарушения выработки
  21. От чего зависит цвет кожи, волос и глаз
  22. Меланины – химия
  23. Меланин: что это и где он находится?
  24. Как синтезируется меланин?
  25. Функции меланина
  26. Что может вызывать снижение уровня меланина и каковы признаки его недостаточного количества?
  27. Как можно восстановить уровень меланина?
  28. Продукты питания
  29. Здоровый образ жизни
  30. Лекарственные препараты и БАДы
  31. Этапы синтеза меланина

Клеточные механизмы образования загара. Синтез меланина – это хорошо или плохо?

Синтез меланина это
Самые многочисленные клетки эпидермиса – кератиноциты. Они составляют около 85% популяции клеток эпидермиса. Именно поэтому насыщенность кератиноцитов пигментом меланином и определяет интенсивность загара.

Кератиноциты, созревая, начинают синтезировать специфический белок – кератин, от которого они и получили своё название. Кератин постепенно заполняет все внутриклеточное пространство кератиноцитов, вытесняя и разрушая все другие клеточные структуры.

Живые кератиноциты постепенно превращаются в мертвые роговые чешуйки, уложенные в пространственную структуру, напоминающую плоскую черепичную крышу. Эта своебразная “крыша” (роговой слой) обеспечивает механическую, химическую, биологическую и УФ – защиту нашего организма.

КЕРАТИНОЦИТЫ НЕ УМЕЮТ СИНТЕЗИРОВАТЬ МЕЛАНИН.

Итак, в кератиноцитах и роговых чешуйках находятся гранулы меланина, который во многом определяет цвет нашей кожи и который призван поглощать УФ – лучи, защищая нас от их вредного воздействия. Но кератиноциты не умеют синтезировать меланин сами! Они его получают от других клеток эпидермиса – меланоцитов.

Задача этих немногочисленных по сравнению с кератиноцитами клеток (их в 40 раз меньше) как раз и состоит в том, чтобы синтезировать пигмент меланин, давший им наименование. Иначе их называют пигментными клетками эпидермиса.

МЕЛАНОЦИТЫ – ФАБРИКА ПО ПРОИЗВОДСТВУ МЕЛАНИНА.

Меланоциты, в отличие от кератиноцитов, которые являются фабрикой по производству кератина, защищающего нас от многих факторов внешней среды, являются фабрикой, производящей меланин – специальную химическую защиту нашего организма от опасных солнечных лучей ультрафиолетового спектра А и В (УФА/UVA и УФВ/UVB). Меланин поглощает УФ-лучи и переводит их в тепловую энергию.

КАК ФОРМИРУЕТСЯ ЗАГАР В ЭПИДЕРМИСЕ

(1) – кератиноциты. (2) – меланоцит. (3) – гранулы меланина, которые синтезируются меланоцитами и передаются кератиноцитам. (4) – базальная мембрана, разделяющая эпидермис и нижележащую дерму. (5) – роговые чешуйки (корнеоциты) на поверхности кожи – результат дифференцировки кератиноцитов.

Если представитель белой расы не позволяет УФ – лучам бесконтрольно напрямую проникать в кожу, гранул меланина в ней немного. При повышенной инсоляции сигналы SOS о разрушении клеток запускают массовый синтез меланина в меланоцитах. Гранулы меланина по отросткам доставляются к кератиноцитам и поглощаются ими.

Постепенно продвигаясь к поверхности, кератиноциты доносят гранулы меланина до роговых чешуек на поверхности кожи. Весь эпидермис оказывается буквально насыщенным гранулами меланина. Представители черной расы перманентно имеют повышенное количество меланина в эпидермисе.

При этом количество меланоцитов у разных рас одинаково – цвет кожи зависит не от их количества, а от интенсивности их работы по выработке гранул меланина.


ПОЧЕМУ ЗАГАР БЛЕДНЕЕТ СО ВРЕМЕНЕМ? Потому что кератиноциты с дополнительным меланином, возникшим в ответ на УФ-воздействие, находятся в составе эпидермиса недолго. Это своеобразная транзитная клеточная популяция.

Кератиноциты рождаются в глубине эпидермиса, созревают, постепенно продвигаясь к поверхности кожи и умирают, превращаясь в плотные плоские роговые чешуйки (корнеоциты) образующие самый внешний защитный роговой слой кожи, который перманентно отшелушивается. В норме весь процесс длится около месяца.

За это время на смену «загорелым», наполненным дополнительным меланином кератиноцитам, приходят новые с нормальным для каждого из нас содержанием меланина. И наша кожа вновь приобретает естественный цвет, если её не подвергать дополнительному воздействию УФ – лучей.

ЕСТЬ ЛИ ЗАГАР У ЧЕРНОКОЖИХ АФРИКАНЦЕВ? Во время активной инсоляции наша кожа способна поменять свой цвет на более темный за счет увеличения количества меланина в кератиноцитах независимо от цвета нашей кожи.

У белых людей разница между естественным цветом кожи и загорелой кожей может быть разительной! У сильно загорелого белого человека количество меланина в коже повышается до показателей, характерных для черной расы.

Для приобретения темного загара для белого человека важно, чтобы соотношение эу- и феомеланина было в его коже в пользу первого, что зависит от генетики.

Иначе опасное пребывание под солнечными лучами будет напрасным – загар либо вообще не образуется, либо совершенно непропорционально затраченным усилиям будет очень легким. А вот у чернокожих африканцев изначально высокое содержание эумеланина в клетках кожи, поэтому разница между цветом загорелой кожи и без загара незначительна, практически не заметна. Но она все равно есть!


НЕ ЗАГОРАЙТЕ. ЭТО ОГОРЧАЕТ МЕЛАНОЦИТЫ. Меланин – антиоксидант, наш защитник от солнца. Но, увы, нет ничего абсолютного в этом мире. В Йельском университете недавно были проведены исследования на культуре клеток меланоцитов человека, посвященные изучению свойств меланина, синтезируемого в ответ на УФ-облучение.

Оказалось, что, защищая нас от пагубного действия УФ-лучей, меланин, фильтруя их, превращается в свою противоположность! Он начинает продуцировать свободные радикалы, которые разрушающе действуют на жизненно важные структуры клетки кожи, включая ДНК.

Причем, такая прооксидантная активность наблюдается в течение многих часов после того, как экспериментальное УФ – облучение было завершено. Ещё одно доказательство того, что загорать очень вредно!

Источник: https://Biozka.ru/blog/item/cellular-mechanisms-of-the-formation-of-tan-melanin-synthesis-is-good-/

Меланин: что это такое, его роль? (2020)

Синтез меланина это

Меланин: что это такое и какие функции в организме он выполняет? Цвет кожи у всех людей разный.

Начиная кельтским типом (эпидермис светлый, много веснушек, волосы рыжие, голубые глаза), заканчивая афиканским (эпидермис темный).

Причина такого состояния связана с количественным соотношением пигментов, содержащихся в кожном покрове — меланинов.

Меланин: что это такое?

Многие задаются вопросом, что это такое меланин простым языком, для чего он нужен, как влияет на организм?

Это высокомолекулярный пигмент, от концентрации, разновидности и распределения которого зависит цвет шевелюры, кожи, окрас глаз. Чем его больше, тем насыщеннее и темнее оттенок.

Всего существует 3 типа меланинов:

  • эумеланины;
  • феомеланины;
  • нейромеланины.

Первые имеют коричневатый, черный окрас. Вторые отличаются желтым, красно-желтым цветом, придают розовый или красный оттенок губам, половым органам, соскам.

Если волосы содержат феомеланины, то имеют рыжий окрас. И первые, и вторые вырабатываются меланоцитами радужки, сетчатки глаз, волосяных фолликулов, кожного покрова.

Дерматолог Самир Башей

За синтез пигментов в эпидермисе отвечает четыре или пять генов. Численность действующих генов и определяет интенсивность выработки пигмента.

Что касается третей разновидности пигментов — нейромеланинов, то они вырабатываются в головном мозге. Функции их до сих пор неизвестны.

По современным представлениям пигмент имеет антиоксидантное свойство. Было установлено, что при болезни Паркинсона в головном мозге происходит активное снижение концентрации дофаминегрических нейронов, нейромеланина. В итоге прослеживается связь развития данного заболевания с нейродеградацией пигмента в головном мозге.

Цвет глаз зависит не только от типа меланина, но и от особенностей его распределения в слоях радужки, концентрации.

Если пигмент имеется исключительно в 4-5 слое, то наблюдается голубой, синий цвет.

Если же меланины расположены в передних слоях радужки, то у человека желто-коричневые либо карие глаза. Если же наблюдается неравномерность в распределении в передних слоях, то цвет серый либо зеленый.

Функция меланинов (3 плюса)

Давайте разберемся в полезных функциях меланинов, чтобы лучше понимать, что это такое:

  1. Пигменты поддерживают барьерно-защитные функции кожи. Они поглощают ультрафиолет, связывают катионы, анионы, хелатируют (захватывают, связывают) прооксидантные ионы металлов (марганец, хром, медь, ртуть, свинец). При поглощении света под воздействием данного пигмента энергия частично преобразуется в тепло, частично расходуется на фотохимические реакции.
  2. Помимо оптической защиты, они ингибируют воздействие свободнорадикальных реакций в клетках, оказывают антиоксидантное действие.
  3. Пигменты участвуют в ликвидации воздействия стресса, являются составной частью иммунитета.
  4. Они дезактивируют свободные радикалы, которые образуются после облучения ионизирующим, ультрафиолетовым излучением.

Но бывает также, что меланины окисляются, полимеризуются, продуцируют свободные радикалы кислорода, повреждающие клетку, что становится причиной преждевременного старения кожи (наверное, многие слышали, что при избыточном пребывании на солнце кожа не только загорает, но и быстрее стареет).

Из-за способности пигмента образовывать реактивные формы кислорода он одновременно защищает и повреждает кожу при условии избыточного синтезирования.

Где образуется меланин

Меланоциты — клетки, которые синтезируют меланин. Они имеют многогранное тело, длинные отростками-дендриты, которые разветвляются между кожными клетками.

Меланоциты могут располагаться в соединительнотканной структуре кожного покрова.

Дерматолог Марти Гидон

Меланоциты соединительной ткани и эпидермальные меланоциты имеют в целом схожие свойства: нейральное происхождение, меланосомы, ферменты биосинтеза меланина и пр.

Меланинсодержащие клетки также имеются в головном, спинном мозге, в области гениталий, во внутреннем ухе, мозговом веществе надпочечников, радужной оболочке глаза, в волосяных фолликулах.

В коже головы (волосистая часть) расположено самое высокое число меланоцитов. Количество этих клеток почти не меняется с возрастом, в отличие от их производительности. Меланин с возрастом вырабатывается в меньшем количестве.

Вместе с этим есть некоторые половые различия: у мужчин таких клеток больше, чем у женщин.

Многие ошибочно полагают, что у лиц негроидной расы число меланоцитов гораздо выше, чем у белокожих наций. Но на самом деле оно практически одинаковое.

У темнокожих лиц эти клетки отличаются размером (более крупные), преобладающей разновидностью вырабатываемого пигмента (эумеланины), особенностью расположения (меланиновые гранулы присутствуют во всех слоях эпидермиса, в т. ч. в корнеоцитах).

Что происходит при дефиците меланина?

Изменение концентрации вещества в тканях способно спровоцировать развитие таких патологий, как болезнь Паркинсона, витилиго, альбинизм и др.

Кроме того, меланоциты, вырабатывающие меланин, — родоначальники злокачественного образования — меланомы.

Если синтез пигмента недостаточный либо вовсе отсутствует, рождаются альбиносы — люди, которые отличаются белым цветом волосяного покрова, кожи.

Помимо выделяющейся внешности такие лица имеют проблемы со зрением, слухом, иммунной защитой.

Встречаются также случаи, когда пигмент исчезает в определенных участках кожи, образуются своеобразные белые «островки» на эпидермисе. Такое состояние называется витилиго.

Есть предположение, что его провоцируют:

  • нервное напряжение;
  • травмы, операции;
  • лекарства;
  • химический, солнечный ожог;
  • хронические воспалительные процессы на коже;
  • эндокринные, аутоиммунные нарушения;
  • генетическая предрасположенность;
  • некротические явления.

Продукты, влияющие на повышенную выработку меланина

Пигмент вырабатывается только человеческим организмом из аминокислоты тирозин. Ее можно получить из некоторых продуктов: соя, фасоль, семена тыквы, кунжут, зерновые, авокадо, миндаль, финики, бобовые, зелень.

Что происходит при избытке меланина?

Пигмент иногда продуцируется в избытке. В этом случае патология носит название меланоз.

Он бывает приобретенным, врожденным. Проявляется гиперпигментированными пятнами на коже. Например:

  1. Родинки.
  2. Веснушки.
  3. Хлоазмы.
  4. Лентиго.
  5. Постакне.
  6. Фотостарение кожи.

Из вышеперечисленного родинки — не всегда безопасны для человеческого организма. Клетки невуса под влиянием неблагоприятных факторов могут трансформироваться в злокачественные, спровоцировать развитие меланомы.

За родинками нужно следить. Изменения в размере, границе, структуре, появление кровотечений, изъявлений и пр. должны стать поводом обращения к врачу.

Дерматологический хирург Дженнифер Трент

Иногда пигментация сигнализирует о тяжелых внутренних болезнях. В частности бронзово-коричневый цвет эпидермиса может говорить о надпочечниковой недостаточности, желтый цвет — о нарушении работы печени, желчевыводящих путей.

Широкие коричневые пятна — иногда предвестники меланоза Риля. Гиперпигментация требует наблюдения врача, поскольку часто служит маркером разных нарушений здоровья.

Продукты, влияющие на снижение выработки меланина

Есть продукты, слегка замедляющие синтез пигмента. Сюда относится: соленая, копченная, жирная еда, сладости, вареная кукуруза, кофе, алкоголь. Избыток витамина С, несмотря на то, что является защитником для кожи и всего организма от свободных радикалов, тормозит способность тканей синтезировать меланин.

Вопрос — ответ

Из-за схожести в названиях многие путают меланин и мелатонин. Также достаточно часто встречаются вопросы следующего характера: что это такое, для чего его принимают, влияет ли на сон» и пр.

Начнем с того, что меланин и мелатонин — 2 совершенно разных вещества.

Меланин, как указано выше, — высокомолекулярный пигмент, который отвечает за окрас кожи, слизистых, волос, глаз.

Мелатонин — это гормон, вырабатывающийся головным мозгом.

Он обладает антиоксидантными, иммуномодулирующими свойствами, поэтому его нередко называют эликсиром здоровья, который помогает сохранить молодость, свежесть кожи, красоту.

Многочисленные клинические испытания доказали пользу приема мелатонина для лечения различных заболеваний, начиная от сердечно-сосудистых, заканчивая нарушениями работы органов ЖКТ.

Дерматолог Шон Аллен

Роль мелатонина

Гормон влияет на работу биологических часов и внешний вид человека. В организме взрослого обычно содержится 3 мг этого вещества, днем его концентрация снижается, вечером повышается, ночью достигает максимального уровня.

Все потому, что синтез начинается в периоде с 22.00 до 4.00 утра. Гормон запускает восстановительные процессы в организме, активизирует работу иммунной системы, нейтрализует реактивные формы кислорода, защищая организм от преждевременного старения, нарушений в работе органов и систем.

Вещество защищает от стрессов, способствует быстрому погружению в сон, поэтому его роль в организме крайне важна.

Почему многие испытывают дефицит мелатонина?

В ритме современной городской жизни каждый второй имеет проблемы с засыпанием, качеством, продолжительностью сна.

Чтобы уделить время друзьям, любимым делам после продуктивного рабочего дня, иногда приходится засыпать за полночь. Это нарушает нормальный синтез гормона, развивается дефицит, из-за чего человек перестает чувствовать себя бодро.

Вместе с этим ускоряются процессы старения клеток, что становится предпосылкой к развитию различных заболеваний, преждевременном морщинам.

Но полноценному синтезу данного вещества мешает не только несвоевременное засыпание, но и усиленное освещение помещения во время отдыха.

Чтобы не нарушать синтез мелатонина рекомендуется спать при закрытых шторах, без ночников, мобильных устройств и других источников света.

Если же рабочая деятельность связана со второй половиной суток, то, если это возможно, освещение нужно сделать минимальным.

Мелатонин как лекарство

Свойства данного гормона и его влияние на организм дают возможность использовать его для лечения разных заболеваний. Разрешается в небольших дозировках принимать препараты с мелатонином для коррекции различных состояний.

Очень часто гормон принимают как легкое снотворное. Но он не просто помогает уснуть, его спектр действия гораздо шире.

Биодобавки являются отличными помощниками в борьбе с последствиями недостаточного ночного отдыха: хроническая утомляемость, нарушение работы НС, десинхроноз, депрессия и пр.

Некоторые исследования указывают на эффективность использования данного вещества в лечении ишемии сердца, повышенного АД, язв желудка.

Прием препарата пойдет на пользу лицам после 40 лет. Биодобавку принимают курсами. Нужно употреблять по 1-3 мг в день.

Также она подходит для применения тем, кто регулярно переживает стрессовые ситуации либо имеет ночной график работы. Курс мелатонина поможет нормализовать самочувствие тем, кто страдает от дефицита сна.

К сожалению, с годами синтез вещества снижается, поэтому многие пожилые люди испытывают серьезные проблемы со сном. Для восполнения нехватки гормона, данное вещество также рекомендуется принимать пожилым людям.

Можно не опасаться за развитие побочных эффектов, если соблюдать указанную дозировку, длительность приема, противопоказания (сахарный диабет, период гестации, ГВ, аутоиммунные болезни, эпилепсия).

Привыкания вещество не вызывает, снижения синтеза собственного меланина тоже.

Дерматологический хирург Дженнифер Трент

В очень редких случаях, все же, возможна индивидуальная реакция в виде тошноты, головной боли, дискомфорта в желудке. В этом случае дозировку рекомендуется либо снизить, либо вовсе прекратить прием.

практикующий дерматолог-косметолог

Меланин важен для человека. Он защищает от УФ-лучей, онкологии, интоксикации, стрессов, приводит в норму вещественный обмен, работу нервной системы.

пластический хирург

Интересно, что многие считают, что меланин влияет исключительно на окрас кожи. Но он также играет роль в цвете глаз, волос. Это универсальное вещество, защищающее от негативного влияния окружающей среды.

Нормальная выработка пигмента меланина — это не просто красивый цвет волос и кожи. Она важна для полноценной работы многих систем.

Без меланина снижаются барьерные функции кожного покрова. Он становится восприимчив к воздействию внешних неблагоприятных факторов.

Источник: https://plastichno.com/cosmetology/melanin-chto-eto-takoe

Синтез меланина с точки зрения биохимии, гистологии и физиологии

Синтез меланина это

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.

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+ Цистеин5,6-ЦистеинилдофаБензотазинилаланин⇓3,4 – Диоксифениаланин⇓ ⇐ Дофахинон ⇒Тирозиназа⇓ТирозиназаДофахром5,6-ДигидроксииндолЭумеланин

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
ВрожденныйПриобретенный
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.

Статья одобрена редакцией

Источник: https://ProMelanin.ru/melanin/sintez.html

Меланины – химия

Синтез меланина это

Многие из нас знают о том, что меланин определяет цвет наших волос, кожи, глаз и участвует в образовании загара, но об остальных функциях этого пигментного вещества и механизмах его выработки известно далеко не всем. Этот аморфный пигмент вырабатывается особыми клетками – меланоцитами – и не только выполняет роль живой, природной краски, но и является защитой нашего организма.

Процесс образования меланина у человека тесно взаимосвязан с функционированием многих эндокринных желез.

Ученые установили, что синтез меланина контролируется гормонами, синтезируемыми в гипофизе при участии щитовидки, половыми и стероидными гормонами.

Именно поэтому во время беременности или при гормональных расстройствах нередко наблюдаются нарушения пигментации кожных покровов и волос. В нашей статье мы ознакомим вас со свойствами меланина и способами нормализации его уровня в организме.

Меланин: что это и где он находится?

Меланин (от греческого слова melanos – черный) – это пигментное вещество, представляющее собой аморфную взвесь различных полимерных соединений, окрашивающих ткани животных, микроорганизмов, растений и грибов.

Выделяют несколько видов меланинов:

  • эумеланины (или ДОФА-меланины) – черные и коричневые;
  • феомеланины – желтые;
  • нейромеланины.

Не все из меланинов способны оказывать воздействие на человеческий организм, некоторые из них являются балластными веществами. Широко используются организмом человека только ДОФА-меланины (черные и коричневые).

В состав меланина входят такие вещества:

  • углерод;
  • азот;
  • водород;
  • сера (иногда) и другие вещества.

Аминокислотный состав меланинов пока недостаточно изучен. Известно, что в состав этого пигмента входят:

  • аргинин;
  • тирозин;
  • триптофан;
  • цистин;
  • гистидин;
  • метионин и др.

ДОФА-меланины не растворяются в воде, органических растворителях и кислотах, но многие из них чувствительны к воздействию щелочей. Такую реакцию мы может наблюдать при воздействии щелочного раствора на волосы.

Меланин скапливается в эпидермисе в особенных клетках кожи, меланоцитах. Эти клетки округлой формы имеют длинные отростки и похожи на морские звезды. Они расположены под слоем кератиноцитов и на 1 см2 кожи находится около 1200 таких клеток. Каждый меланоцит связан с кератиноцитами мостовидными десмосомами.

Таким образом создается функциональная единица, которая обеспечивает поступление меланина из меланоцитов в верхние слои кожи, радужку глаза или корковый слой волос. Пигмент поступает из отверстий меланоцита в кератиноциты путем фагоцитоза, связывается там с белками и определяет цвет кожных покровов.

Каждая такая эпидермально-меланиновая единица состоит из около 40 кератиноцитов и одного меланоцита.

Именно уровень меланина в тканях кожи, волос и радужной оболочке глаза определяет их цвет. У европейцев в верхнем слое кожи содержатся только единичные гранулы с этим природным пигментом, а у людей негроидной расы этим веществом эпидермис заполнен полностью.

Цвет волос регулируется уровнем меланина в корковом слое.

Темные пигменты могут проникать даже в сердцевину волоса и придавать ему темный оттенок, а у светловолосых людей гранул с таким пигментом меньше, они расположены более поверхностно и мельче по своему размеру.

Иногда меланин, содержащийся в волосах, является негранулированным (диффузным), и в таких случаях у человека будет рыжий оттенок волосяного покрова.

Цвет глаз также зависит от глубины расположения и уровня этого природного пигмента. 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.

У некоторых людей наблюдается такое наследственное нарушение синтеза меланина, как альбинизм. У них этот пигмент либо вырабатывается в незначительных количествах, либо не врабатывается вовсе.

Такие люди, помимо существенных изменений во внешнем виде (почти белый цвет глаз и волос, бесцветно-белая кожа, красные глаза и др.

), часто страдают от проблем со слухом, зрением и отличаются от обычных людей существенно ослабленным иммунитетом.

При переизбытке меланина у человека развивается меланоз, который может быть:

  • физиологическим – наблюдается в тех органах, где должен присутствовать меланин (кожа, волосы, мозговые оболочки, глаза);
  • патологическим – наблюдается в тех органах, где в норме меланин не встречается (кишечник, слизистые, пищевод).

Как синтезируется меланин?

Синтез этого пигмента чрезвычайно сложен, зависит от взаимодействия многих факторов и регулируется воздействием меланоцитостимулирующих гормонов (α-МСГ, β-МСГ и γ-МСГ), продуцируемых гипофизом. Наиболее выраженное влияние на процесс образования меланина оказывает альфа-меланоцитостимулириющий гормон.

Синтез пигмента происходит в органеллах меланоцитов – меланосомах. Он начинается с окисления тирозина (аминокислоты). В результате этой реакции образуется такой предшественник адреналина как аминокислота дигидроксифенилаланин (ДОФА). Впоследствии молекулы этой аминокислоты окисляются и после ряда реакций преобразуются в меланин.

Пигмент накапливается в клетках эпидермиса, и его количеством определяется оттенок кожных покровов, цвет глаз и волос. Под воздействием ультрафиолетовых лучей в нижних слоях кожи синтезируется большее количество этого пигмента, и она покрывается загаром.

Функции меланина

Уровень меланина в коже определяет ее окраску.

функция меланина в организме человека заключается в его способности защищать ткани нашего тела от воздействия ультрафиолетовых лучей и других агрессивных канцерогенных факторов.

Этот пигмент экранирует и поглощает избыточное количество лучей. Одна их часть трансформируется в тепло, а другая – расходуется на фотохимические реакции.

Такая функция меланина препятствует злокачественному перерождению клеток под воздействием ультрафиолетовых лучей и ионизирующей радиации и уменьшает накопление радионуклидов в организме.

Интересен тот факт, что пигмент скапливается в клетке около ее ядра и таким образом обеспечивает защиту генетической информации, хранящейся в нем.

Кроме этого меланин и его предшественники способны:

  • нейтрализовать свободные радикалы;
  • ликвидировать любые стрессовые воздействия, которые нарушают клеточное равновесие и состояние иммунитета;
  • ускорять многие биохимические процессы;
  • выполнять транспортную функцию (только водорастворимые формы меланина);
  • оказывать адаптогенный эффект;
  • уменьшать дистрофически-деструктивные процессы в щитовидной железе, печени, гипоталамусе и надпочечниках.

Обобщив все вышеперечисленные свойства меланина, можно сделать следующий вывод – этот природный пигмент является универсальным протектором, который защищает клетки нашего организма от воздействия химических и физических канцерогенных и мутагенных факторов. Многофункциональность меланина доказана учеными из различных стран и подтверждает данные о том, что это вещество является одним из сильнейших естественных адаптогенов.

Что может вызывать снижение уровня меланина и каковы признаки его недостаточного количества?

Причинами снижения уровня этого природного пигмента могут стать следующие факторы:

  • гормональный дисбаланс и эндокринные заболевания;
  • прием гормональных препаратов;
  • генетические заболевания;
  • недостаток витаминов и минералов;
  • дефицит триптофана и тирозина;
  • старение;
  • частые стрессовые ситуации;
  • недостаточное количество солнечных лучей.

Признаками нехватки меланина могут стать такие внешние проявления:

  • склонность к солнечным ожогам;
  • неравномерность загара;
  • белесый цвет кожи и ее склонность к раздражению;
  • белесые пятна на коже;
  • ранняя седина;
  • преждевременное появление морщин;
  • поблекший цвет радужной оболочки глаза;
  • симптомы заболеваний, связанных с нехваткой меланина: витилиго,  альбинизм и другие.

Как можно восстановить уровень меланина?

Для повышения уровня меланина в организме можно воспользоваться комплексом различных способов:

  • введение в рацион продуктов питания, способствующих синтезу меланина;
  • здоровый образ жизни;
  • лекарственные средства и БАДы, обеспечивающие синтез меланина.

Следует отметить, что прием каких-либо препаратов для повышения уровня этого природного пигмента всегда должен обсуждаться с врачом.

Продукты питания

В процессе синтеза меланина участвуют такие аминокислоты, как тирозин и триптофан. Именно поэтому для активизации выработки этого природного пигмента целесообразно вводить в меню продукты, которые богаты этими веществами.

К ним относят:

  • мясо;
  • печень;
  • морепродукты;
  • рыбу;
  • миндаль;
  • авокадо;
  • финики;
  • бурый рис;
  • фасоль;
  • бананы;
  • арахис.

Для нормального синтеза меланина необходимы и такие вещества, как каротин, витамины С, Е и А. Они содержатся в таких продуктах:

  • абрикосы;
  • дыни;
  • персики;
  • виноград;
  • плоды шиповника;
  • морковь;
  • тыква;
  • бобовые;
  • зелень: шпинат, батат, салат, томаты;
  • цитрусовые.

Процесс синтеза меланина поддерживает и пара-амино-бензойная кислота (или витамин В10 или Н1). Она накапливается в верхних слоях кожи и активизируется под воздействием ультрафиолета, обеспечивая достаточную выработку пигмента.

Витамин В10 содержится в таких продуктах:

  • хлеб из муки грубого помола;
  • овес;
  • печень;
  • яйца;
  • капуста;
  • шпинат;
  • грибы и др.

Полезными для нормализации выработки природного пигмента могут стать и продукты, содержащие медь и минеральные соли:

  • морепродукты;
  • шоколад;
  • какао;
  • печень;
  • арахис;
  • фундук и др.

Немаловажное значение для нормального продуцирования меланина имеет магний. Он содержится в таких продуктах:

  • хлеб с пшеничными отрубями;
  • тыквенные семечки;
  • кунжут;
  • финики;
  • орехи: миндаль, кедровые, грецкие, арахис;
  • фасоль;
  • шпинат и др.

Пополнение запасов меланина путем введения в рацион полезных и вкусных продуктов можно назвать наиболее легким способом нормализации его синтеза. Единственным предостережением для такого метода является необходимость учета противопоказаний к употреблению тех или иных продуктов питания.

Здоровый образ жизни

Сбалансированное питание, прогулки на свежем воздухе и под лучами нежаркого солнца, достаточная двигательная активность, борьба со стрессами и отказ от вредных привычек, – все эти факторы самым позитивным образом отражаются на состоянии и восстановлении меланинового баланса. Это объясняется тем, что здоровый образ жизни способствует нормализации всех биохимических реакций в организме и обмена веществ, а значит положительно отражается и на процессе синтеза меланина.

Лекарственные препараты и БАДы

Для стабилизации уровня меланина в коже могут применяться различные биодобавки. Они производятся из натурального сырья, содержащего вещества, способствующие восполнению недостатка витаминов, минералов и аминокислот, участвующих в синтезе этого природного пигмента.

Бевиталь-Сан

Для этого могут применяться такие БАДы:

  • Pro Soleil – содержит различные витамины, лютеин, бета-каротин и антиоксиданты;
  • Inneov – содержит экстракт индийского крыжовника, витамины и антиоксиданты;
  • Бевиталь-Сан – содержит витамины группы В и бета-каротин;
  • Nature Tan – содержит бета-каротин, селен, витамин Е, экстракты сои, винограда и кукурузы.

Для стимуляции процесса синтеза меланина могут применяться эти и другие витаминно-минеральные комплексы и БАДы. Перед началом их приема рекомендуется проконсультироваться с врачом и исключить возможные противопоказания к приему.

Ученые пытались создавать синтетические аналоги меланокортинов (гормонов промежуточной доли гипофиза, участвующих в стимуляции синтеза меланина), но эти попытки пока не увенчались успехом. Полученные в результате исследований гормональные вещества слишком быстро распадались в крови и не успевали оказывать ожидаемого эффекта.

Однако ученые смогли найти альтернативу таким аналогам меланокортинов: препарат Меланотан 2. Действующий компонент этого лекарственного средства был получен учеными из университета Аризоны и разрабатывался как средство для профилактики рака кожи.

Меланотан 2 способствует образованию загара (даже при отсутствии солнечного света) и препятствует глубокому проникновению ультрафиолетовых лучей.

В процессе клинических исследований были выявлены дополнительные эффекты от приема Меланотана 2: это лекарственное средство стимулирует либидо и уменьшает аппетит.

Этот препарат прошел ряд испытаний на людях и был одобрен многими врачами, но в настоящее время он не продается в аптечной сети и применяется только в виде субстанций для клинических исследований.

Несмотря на это, пользователи интернета могут без труда встретить предложения о возможности приобрести Меланотан 2 в виде назального спрея и лиофилизата (порошка для инъекций) во флаконах в сети.

Именно поэтому им следует помнить о том, что они могут столкнуться с контрафактной продукцией.

На прилавках аптек можно встретить препараты для наружного применения и косметические средства, в состав которых входит меланин или активаторы его естественного синтеза.

Меланиновая мазь может назначаться больным, страдающих от витилиго, солнечной экземы и фотодерматозов.

Косметическая индустрия предлагает множество шампуней, защитных спреев для волос и кожи на основе этого природного пигмента или веществ, способствующих его выработке. Примером такой продукции могут стать такие средства:

  • крем Витасан;
  • гель Витилемна;
  • гель Витикс;
  • шампунь Tian De Master Herb;
  • лосьон Антиседин и др.

Свойства меланина многогранны и до сих пор изучаются учеными многих стран.

Ими уже доказан тот факт, что этот природный пигмент нашего организма является естественным и многофункциональным щитом от многих неблагоприятных факторов окружающей среды.

Многие специалисты склоняются ко мнению, что меланин обладает омолаживающим действием и может применяться в различных отраслях медицины и косметологии.

: ( — 6, 3,67

Источник: https://himya.ru/melaniny.html

Этапы синтеза меланина

Синтез меланина это

В меланосомах синтезируется два типа меланина: эумеланин и феомеланин. Эумеланин — темный, коричневый или черный, нерастворимый, а феомеланин — светлый, красный или желтый, растворимый и содержит серу.

Оба меланина являются индоловыми производными ДОФА и образуются в меланосомах в ходе нескольких этапов окисления.

Уровень pH в меланосомах воздействует на активность меланогенных ферментов и влияет на полимеризацию меланина.

Синтез обоих типов меланина проходит через каталитический этап, который определяет его скорость. На этом этапе тирозин окисляется ферментом тирозиназой (которую называют также тирозиноксидаза, монофенол, L-ДОФА: кислород-оксиредуктаза) в L-ДОФА. Этот процесс известен как схема Рэпера-Мэзона.

Преобразование тирозина в L-ДОФА считается основным этапом, ограничивающим скорость меланогенеза, поскольку ингибирование этой реакции блокирует синтез меланина. В реакции синтеза обоих типов меланина L-ДОФА действует в качестве кофактора, а также субстрата тирозиназы.

Хотя точные взаимодействия между тирозиназой и ее субстратами полностью не выяснены, кинетические исследования in vitro позволяют предположить, что связывание тирозиназы с тирозином и L-ДОФА опосредуется специальными участками, а связывание с L-ДОФА вызывает конформационные изменения в тирозиназе, которые приводят к повышению аффиности тирозиназы как к тирозину, так и к L-ДОФА.

ДОФА окисляется в ДОФАхинон, ДОФАхинон затем преобразуется в ДОФАхром, а ДОФАхром может трансформироваться в 5,6-дигидроксииндол (DHI) или в 5,6-дигидрокси-2-карбоксильную кислоту (DHICA). Катализатором последней реакции служит фермент ДОФАхром-таутомераза или TRP-2.

Уровни коричневого и черного эумеланина соотносятся также как DHI и DHICA, при этом повышение этого соотношения приводит к образованию черного эумеланина, а понижение связано с появлением коричневого эумеланина.

ДОФА-хинон может также соединяться с глютатионом или цистеином, в результате чего образуется цистенил-ДОФА, и это соединение становится затем желтым или красным, растворимым веществом с низким молекулярным весом — феомеланином.

Интересно, что тирозиназа катализирует также более отдаленный этап биосинтеза меланина, а именно конверсию DH1 в индол-5,6-хинон. У мышей фермент TRP-1 (называемый также DHlCA-оксидаза) преобразует DHICA в индол-5,6-хинон-карбоксильную кислоту. Однако роль TRP-1 в биосинтезе меланина у человека еще не установлена.

Основной функцией меланина служит обеспечение защиты от вызванного ультрафиолетом повреждения ДНК путем поглощения и рассеивания УФ-излучения (280-400нм).

Поэтому поглощение меланином энергии в этом участке электромагнитного спектра максимальное и постепенно уменьшается на протяжении спектра видимого света.

Поглощенный меланином ультрафиолет преобразуется в тепло, менее токсичную форму энергии.

Однако проведенные некоторыми специалистами исследования in vitro показывают, что способность меланина действовать в качестве солнцезащитного экрана ограничена, и что меланин, включенный в крем и нанесенный на кожу, поглощает только от 50 до 75% падающего солнечного света. Возможно, конечно, что в меланосомах in vivo меланин, благодаря локализации над ядром, способен обеспечить более высокий уровень защиты.

Промежуточные продукты синтеза меланина, как и сам меланин, могут быть также вредными для клетки, поскольку, в зависимости от молекулярного веса и состояния полимеризации, могут способствовать индуцированному ультрафиолетом (от 320 до 400 нм) повреждению ДНК, вероятнее всего путем генерирования реактивных форм кислорода.

Предполагается, что повышенная частота индуцированных ультрафиолетом меланом у светлокожих рыжеволосых лиц объясняется не только пониженной способностью феомеланина осуществлять защиту от вызванного ультрафиолетом повреждения ДНК, но и мутагенностью феомеланина и, вероятно, других промежуточных продуктов синтеза меланина в результате прооксидантных свойств.

Биосинтез меланина. Биосинтез меланина с аминокислотой тирозином, которая преобразуется в L-ДОФА (3,3-дигидроксифенилаланин) на ограничивающем скорость меланогенеза этапе биосинтеза, который катализируется тирозиназой. L-ДОФА затем превращается в ДОФАхинон посредством того же фермента. После этого образуются DHI (5,6-дигидроксииндол) и DHICA (5,6 дигидроксииндол-2-карбоксильная кислота), которые производят черный или коричневый эумеланин. Альтернативно, посредством инкорпорации глютатиона или цистеина, ДОФАхинон может образовывать феомеланин.

MW = молекулярный вес; TRP = родственный тирозиназе белок.

– Рекомендуем далее ознакомиться со статьей “Строение и функции дендритов меланоцитов”

Оглавление темы “Меланоциты и меланин.”:

Источник: https://medicalplanet.su/dermatology/biosintez_melanina.html

Бородавок нет!
Добавить комментарий