дома нескучно
Как весело и с пользой пережить самоизоляцию

Меланин

3 April 2018

Существует огромное множество различных биологических пигментов. Наиболее важные из них были охарактеризованы ранее. Одними из ключевых пигментов являются меланины - это группа пигментов, играющих ключевую роль в окраске человека и животных. О них и пойдет речь.

Лошадь в яблоках. Масть лошадей так же определяет меланин.
Лошадь в яблоках. Масть лошадей так же определяет меланин.

Меланин у человека

У людей меланин (др.-греч. μέλανος — чёрный) является основным фактором, определяющим цвет кожи, волос и глаз (радужной оболочки). Также меланин окрашивает некоторые области мозга такие, как голубое пятно и чёрное вещество, внутреннее ухо и кору надпочечников, но функции такой окраски до сих пор неизвестны.

В коже меланин вырабатывается специальными клетками - меланоцитами. Как правило, их численность колеблется от 1000 до 2000 штук на квадратный миллиметр кожи, что составляет приблизительно 5 - 10% от общего числа клеток. Хотя их размер может варьироваться, меланоциты обычно имеют длину 7 мкм. После синтеза меланин хранится в специальных органеллах, называемых меланосомами, которые могут при необходимости транспортироваться в соседние клетки.

Меланоциты являются частью иммунной системы и считаются иммунными клетками, но полная роль меланоцитов в иммунном ответе еще не полностью ясна.

Как правило, люди обладают сходной концентрацией меланоцитов в своей коже, однако, меланоциты у разных этнических групп производят различные количества меланина.

У человека существуют три основных типа меланинов: эумеланины, феомеланины и нейромеланины. Эумеланины встречаются наиболее часто, могут иметь темно-коричневую или чёрную окраску. Феомеланины имеют красноватую окраску, они придают характерный розовый или красный цвет губам, соскам, половым органам. Нейромеланин представляет собой темный пигмент локализованный в мозге людей. Его концентрация в нервных тканях выше, чем у других приматов.

Волосы, содержащие феомеланин, будут иметь рыжий цвет, а его присутствие в коже, люди с рыжим цветом волос зачастую придает их коже более розовый оттенок.

Структура молекулы эумеланина (стрелка указывает продолжение полимера). Изредка вместо (COOH) может присутствовать H.
Структура молекулы эумеланина (стрелка указывает продолжение полимера). Изредка вместо (COOH) может присутствовать H.

Загар

Во время пребывания на солнце активизируется производство меланина, что приводит к изменению цвета кожи. Этот процесс и называтется загаром.

Существует два разных механизма ответа на воздействие ультрафиолетового излучения. Первый механизм - окисление и перераспределение существующего меланин без изменения его общего количества. Второй же механизм связан, в первую очередь, с увеличением производства меланина, которое является реакцией организма на повреждение молекул ДНК, вызванное УФ-излучением. Загар, который формируется вторым путем, становится видимым через пару дней, и обычно держится несколько недель или даже месяцев, что намного дольше, чем загар, вызванный окислением существующего меланина.

Загар, полученный по первому механизму, действительно в дальнейшем защищает кожу от негативного влияния УФ излучения, в то время как загар, сформированный по первому механизму, является скорее косметическим изменением нежели функциональным.
Променад (1875) Клода Моне
Променад (1875) Клода Моне. В то время на Западе верхний социальный класс использовал зонтики, длинные рукава и шляпы, чтобы избежать эффектов загара.

Родинки

Родинка (мед. — невус) — врождённые или приобретённые пигментированные образования на коже, имеющие различные цвета — коричневый, чёрный, красный, фиолетовый и другие. По сути родинка это скопление переполненных меланином клеток кожи. Красные родинки представляют собой разрастания сосудов - ангиомы.

Большинство родинок безопасны и не требуют лечения или удаления, но под действием внешних факторов таких как УФ-излучение или травмы, родинка может переродиться в меланому — одну из самых агрессивных злокачественных опухолей человека.

Конъюнктивальный невус.
Конъюнктивальный невус.

Альбинизм

Одним из самых ярких проявлений нарушений в пигментации является полный или частичный альбинизм. Альбинизм (от лат. albus , «белый») - это генетическое заболевание, характеризующееся полным или частичным отсутствием пигмента в коже, волосах и глазах. Часто альбинизм ассоциирован с рядом дефектов зрения. Отсутствие пигментации кожи повышает восприимчивость к УФ-излучению, а как следствие, к солнечным ожогам и злокачественным опухолям кожи.

Традиционно альбинизм классифицируют в зависимости от физиологических отклонений на две большие категории: Глазо-кожный Альбинизм и Глазной Альбинизм.

Глазо-кожный Альбинизм (ГКА) характеризуется отсутствием или уменьшением количества меланина в коже, волосах, зрительной системе (включая зрительный нерв). Недостаток пигмента в коже не только отражается на её цвете, но и повышает риск возникновения рака кожи. В зависимости от тяжести мутации пигментация и функции зрения могут быть почти не нарушены, в то время как другие формы заболевания приводят к полной слепоте и наблюдается полное отсутствие пигментации.

Глазной Альбинизм затрагивает только глаза. У пациентов нормальная кожа, которая, однако, может быть несколько бледнее, чем у ближайших родственников. Глазные проявляния похожи на ГКА: пониженная острота зрения, ошибки рефракции, гипопигментация фундуса, отсутствующий фовеальный рефлекс, косоглазие.

Вследствие последних молекулярно-генетических исследований, классификация альбинизма претерпела некоторые изменения. Теперь наряду с физиологическими изменениями стали учитывать и генетические мутации. Это привело к переопределению существующих категорий, основанных только на физиологических проявлениях, и появлению новых подвидов, основанных на той или иной генетической мутации.
Кот с гетерохромией. Одной из формой частичного альбинизма является гетерохромия -  различный цвет радужной оболочки правого и левого глаза.
Кот с гетерохромией. Одной из формой частичного альбинизма является гетерохромия - различный цвет радужной оболочки правого и левого глаза.

Альбинизм у растений

Как это странно бы не звучало, существуют и растения альбиносы. Альбинизм в растениях характеризуется частичной или полной потерей хлорофилловых пигментов и неполной дифференциацией хлоропластовых мембран, это препятствует фотосинтезу, и значительно снижает живучесть. Некоторые варианты растений могут иметь белые цветки или другие части. Однако эти растения не полностью лишены хлорофилла. Термины, связанные с этим явлением, - это «гипохромия» и «альбифлора».

Ветка обычной секвойи (справа) и секвойи-альбиноса (слева).
Ветка обычной секвойи (справа) и секвойи-альбиноса (слева).

В заключение

Подводя итоги, необходимо отметить, что меланины играют огромную роль в жизни каждого человека, выполняя защитные функции и оберегая нашу кожу от воздействия УФ-излучения. Альбинизм тяжелое генетическое заболевание вызывающее нарушение пигментации организма, которое в не зависимости от того растение ли или животное страдает от этого недуга, неминуемо приводит к снижению его живучести. Родинки это скопление клеток содержащих по каким то причинам большое количество пигмента, в норме большинство из них не представляют опасности для человека, но в патологии они могут развиться в меланому, речь в которой пойдет в следующей публикации.

Если Вам понравилась статья, не забудьте оценить и поделиться ей с друзьями.
Есть вопросы или пожелания пишите нам на почту, мы будем рады узнать ваше мнение bio.trash@yandex.ru.