Melanin: vrste in vloga

Melanin je pigment, ki je med drugim odgovoren za barvo naše kože, las in šarenic oči ter ščiti pred škodljivim UV sevanjem. Zakaj pa imajo nekateri ljudje več melanina, drugi pa manj? Katere so še funkcije melanina in ali obstajajo bolezni, pri katerih so ti pigmenti nenormalni?

Kazalo

1. Melanin: vrste
2. Melanin: proizvodnja
3. Melanin: dejavniki, ki uravnavajo njegovo proizvodnjo
4. Melanin: kje ga najdemo?
5. Melanin: Človeške funkcije
6. Melanin: funkcije drugih vrst
7. Melanin: bolezni, povezane z nenormalnimi količinami melanina

Melanin je pigment, ki je odgovoren za barvo naše kože, las in šarenic oči. Ime barvil iz te skupine izhaja iz grške besede "melasa"kar lahko prevedemo kot temno ali rjavo.

Melanine najdemo pri ljudeh, pa tudi pri drugih sesalcih in drugih živalih, pa tudi v nevretenčarjih ali celo v različnih mikroorganizmih. V vsakem od omenjenih organizmov imajo pigmenti iz te skupine drugačno funkcijo, toda zagotovo lahko rečemo eno: gre za snovi z izjemno pomembnimi funkcijami.

Melanin: vrste

Pri ljudeh obstajajo trije različni pigmenti, ki spadajo v skupino melaninov. To so:

• eumelanin: ima črno-rjavo barvo in največ ga imamo v telesu,
• Fomelanin: rumenkasto rdeče barvilo,
• nevromelanin: ta oblika naravnega pigmenta se pojavlja v živčnem sistemu - med drugim jo lahko najdemo v tako imenovanem modrikast madež ali črna snov - proizvajajo jo živčne celice in trenutno njena funkcija še vedno ni povsem jasna.

Melanin: proizvodnja

Melanin v človeškem telesu proizvajajo posebne celice, imenovane melanociti. Prisotni so predvsem v bazalni plasti povrhnjice.

Pigment, ki ga proizvajajo melanociti, se kopiči v posebnih mehurčkih, imenovanih melanosomi. Sčasoma se ti mehurčki prepeljejo v višje plasti kože, na koncu dosežejo območje keratonocitov - tam se končno razporedi pigment, ki od takrat naprej lahko opravlja svoje zaščitne funkcije.

Sam melanin nastaja v ciklu kompleksnih sprememb, katerih začetni substrat je aminokislina tirozin. Glavni encim, vključen v te transformacije, znan kot melanogeneza, je tirozinaza.

Melanin: dejavniki, ki uravnavajo njegovo proizvodnjo

Nekateri dejavniki lahko spodbujajo, drugi pa zavirajo proces melanogeneze. Proizvodnjo melanina spodbuja UV-sevanje - zato naša koža ob sončenju v poletni sezoni dobi rjavkast odtenek (nekateri si tako želijo).

Druge snovi, ki lahko povečajo melanogenezo, vključujejo alfa-melanotropni hormon (alfa-MSH) in adrenokortikotropin (ACTH).

Med dejavnike, ki lahko zavirajo proizvodnjo naravnih pigmentov, med drugim spadajo: različni interlevkini. Vitamini, kot sta vitamin A ali vitamin B, pa tudi minerali, kot sta kalcij ali železo, vplivajo tudi na proces nastajanja melanina.

Melanin: kje ga najdemo?

Prav melanin je odvisen od tega, da imamo nekateri zelo polt, drugi pa izjemno temno. Na barvo človeške kože vpliva količina melanina, ki ga vsebuje - črnci ga imajo največ, ljudje s svetlo kožo pa imajo veliko manj tega pigmenta.

Na končno barvo kože pa ne vpliva le količina barvila, temveč tudi razmerje med količino temnejšega eumelanina in precej svetlejšega feomelanina.

Podobno razmerje kot pri koži zadeva lase. V razmerah, ko vsebujejo velike količine pigmenta - zlasti eumelanina -, imajo temno barvo. Ko potem nad lasmi določene osebe prevladuje feomelanin, je možno, da bo imel na glavi rdečkaste ali blond pramene.

Melanin pa lahko najdemo tudi v drugih telesnih strukturah. Omenili smo že, da je ena izmed njenih vrst - nevromelanin - prisotna v centralnem živčnem sistemu. Vendar pa je barvilo mogoče najti tudi znotraj:

• zrklo (melanin je tisti, ki je odgovoren za barvo naših šarenic - temne šarenice so tiste z veliko melanina, ljudje z modrimi ali zelenimi očmi imajo veliko manj tega pigmenta)
• nadledvične žleze (melanini so prisotni v mrežasti plasti teh organov)
• strukture notranjega ušesa

Priporočen članek:

Barva oči - statistika, dedovanje, tabele barv oči

Melanin: Človeške funkcije

Za mnoge ljudi je barva las ali kože izjemno pomembna, vendar vpliv na barvo le-teh ni glavna naloga melanina. To barvilo je namenjeno predvsem zaščiti človeške kože.

Žal UV-sevanje, ki doseže sončne žarke, za naše celice ni zdravo - med drugim lahko povzročajo poškodbe DNA, ki lahko v najslabšem primeru povzročijo razvoj raka.Tu nastopi bistvena funkcija melanina - ta pigment deluje predvsem zaščitno pred UV sevanjem.

Zgoraj omenjena funkcija melanina je mogoča zaradi dejstva, da ima pigment sposobnost absorbiranja in razprševanja ultravijoličnega sevanja.

Poleg tega lahko energijo, ki jo bo melanin absorbiral, pretvori v drugo, ki je za človeško telo veliko manj škodljiva - govorimo o toplotni energiji.

Na tej točki bo morda postalo razumljivo, zakaj imajo ljudje, ki živijo v bližini ekvatorja, mnogo temnejšo polt kot državljani naše države.

V regijah sveta, kot je Afrika, je izpostavljenost sončnemu sevanju veliko večja kot na primer na Poljskem.

Zaradi tega imajo prebivalci ekvatorialnega pasu veliko temnejšo kožo - velike količine melanina, ki je v njem, so preprosto namenjene zaščiti pred povečano izpostavljenostjo UV sevanju.

Melanin deluje tako na kožo kot na oči. Barvilo ščiti občutljive strukture očesa pred izpostavljenostjo ultravijoličnemu sevanju.

Več kot je melanina, manjše je tveganje, da nam UV-sevanje škoduje - zato imajo ljudje s svetlimi očmi večje tveganje za razvoj različnih očesnih bolezni, povezanih s sončnim sevanjem.

Že prej omenjene funkcije melanina lahko nedvomno štejemo za izjemno pomembne.

Pravzaprav imajo barvila iz te skupine verjetno tudi druge, tudi dragocene funkcije.

Možno je, da so sposobni vezati in s tem nevtralizirati različne težke kovine. Te odvisnosti še niso dovolj raziskane, med drugim pa je, da lahko pri bolnikih s Parkinsonovo boleznijo - kjer je nevromelanin v osrednjem živčnem sistemu osiromašen - v možganskem tkivu pride do povečanih usedlin železa.

Melanin: funkcije drugih vrst

Koristne lastnosti melanina ne morejo ceniti samo ljudje, ampak tudi drugi organizmi. Na primer, pri pticah je perje, ki vsebuje velike količine melanina, veliko bolj trpežno kot tisto z manj pigmenti.

Melanin uporabljajo tudi različne glive - specifične, imenovane radiotrofne, z barvilom absorbirajo toploto, ki jim omogoča kopičenje energije, potrebne za življenjske procese.

Nekateri mikroorganizmi lahko uporabljajo tudi melanin, ki za človeka žal ni koristen. Pri patogenih organizmih je lahko melanin dejavnik, s katerim bodo prevarali gostiteljski imunski sistem in ga tako ne bodo izločili.

Drugi patogeni so po zaslugi melanina morda bolj odporni na zdravila, ne glede na to, ali so protiglivična ali protibakterijska.

Melanin: bolezni, povezane z nenormalnimi količinami melanina

Verjetno ni treba nikogar prepričevati, da je vloga melanina izredno pomembna. Vendar pa so s tem barvilom lahko povezane nekatere zdravstvene težave - lahko so posledica nezadostne količine melanina v telesu in njegove presežne količine.

Stanje, ko ima bolnik nenormalno majhne količine melanina, zlasti v koži ali laseh, je znano kot albinizem (albinizem).

Ločimo prirojeni vitiligo, ki je genetska bolezen in je posledica encimskih motenj v beljakovinah, ki sodelujejo v melanogenezi. Vendar je mogoče pridobiti tudi albinizem, ki je običajno povezan s poškodbo celic, ki proizvajajo pigment, melanocitov.

V povezavi s presežkom melanina pa se lahko pojavijo tudi različni pojavi.

Kot primere lahko tukaj navedemo različne vrste kožnih lezij - na primer prisotnost peg na koži je povezana s pojavom območij, kjer so prisotne povečane količine melanina.

Zaradi lokalnega kopičenja povečanih količin melanina se pojavijo tudi lečni madeži ali madeži kave in mleka ter nekateri pigmentirani nevusi.

Kožni rak je še ena težava, ki je posredno povezana z melaninom. Najnevarnejši med njimi - to je maligni melanom - prihaja iz celic, ki proizvajajo melanin - melanocitov.

Priporočen članek:

HETEROCHROMIA, torej različno obarvane šarenice očesa

Viri:

1. Gradivo Encyclopaedia Britannica, spletni dostop: https://www.britannica.com/science/melanin
2. "Kožne bolezni in spolno prenosljive bolezni", S. Jabłońska, S. Majewski, Wyd. Medical PZWL, Varšava 2010
3. Rzepka Z. et al., Od tirozina do melanina: signalne poti in dejavniki, ki uravnavajo melanogenezo, Postepy Hig Med Dosw (na spletu), 2016; 70: 695-708
4. Rok J. et al., Melanin - od melanocita do keratinocita ali kako se melanin prenaša v koži, Ann. Akad. Med. Siles. 2012, 66, 1, 60–66

O avtorju

Lok. Tomasz Nęcki Diplomant medicinske fakultete na Medicinski univerzi v Poznanju. Ljubitelj poljskega morja (po možnosti se sprehaja po njegovih obalah s slušalkami v ušesih), mačk in knjig. Pri delu s pacienti se osredotoča na to, da jih vedno posluša in porabi toliko časa, kolikor jih potrebujejo.