Melaniner

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 24 september 2021; kontroller kräver 12 redigeringar .

Melanin ( annan grekisk μέλας , genitiv μέλανος  - svart ) är högmolekylära pigment som har en oregelbunden struktur och komplex kemisk sammansättning. Beroende på den kemiska strukturen delas de in i: eumelaniner, feomelaniner och allomelaniner [1] . Melaniner finns i hud , hår , iris , utsöndrat bläckfiskbläck , etc. Melaniner finns inte nödvändigtvis i integument; till exempel, hos människor finns mycket melaniner i innerörat och vissa delar av hjärnan .

Melanin i huden på ryggradsdjur produceras av specialiserade celler - melanocyter .

Melaninmigrering i kroppen tillhandahålls av melanoformakrofager, som på grund av bristen på tyrosinas inte är kapabla till melaninsyntes [2] .

Melaninernas kemi

Melaniner är olösliga polymerer , produkter av oxidativa omvandlingar av aminosyran tyrosin . Under syntesen av melanin bildas först dihydroxifenylalanin ( DOPA ) av tyrosin, sedan DOPA-krom, reaktionen katalyseras av enzymet tyrosinas. DOPA-krom polymeriserar och leder till bildning av melaniner. Melaniner hos ryggradsdjur bildas i melanocyter , där de deponeras i form av granulat, i en proteinbunden form (de så kallade melanoproteinerna).

Typer av melaniner

Det finns fyra huvudtyper av melaniner hos människor : allomelanin, eumelanin, pheomelanin och neuromelanin . Eumelaniner är de vanligaste; kan vara brun eller svart. Feomelaniner har en rödaktig färg, de ger en karakteristisk rosa eller röd färg till läpparna, bröstvårtorna, könsorganen; hår som innehåller pheomelanin kommer att ha en rödaktig färg. Neuromelanin finns i hjärnan, dess funktion är fortfarande okänd.

Biologisk funktion

Melaniner är utbredda i växt- och djurvävnader, såväl som i protozoer. De bestämmer färgen på huden och håret, till exempel färgen på hästar , färgen på fågelfjädrar (tillsammans med interferensfärgning ), fiskfjäll, insektsnagelband . Melaniner absorberar ultravioletta strålar och skyddar på så sätt vävnaderna i de djupa lagren av huden från strålningsskador.

Melaniner kan ha en reducerad koncentration, och till och med vara helt frånvarande hos albiner .

Som ett resultat av experiment (Zherebin et al., 1984) fann man att långvarig administrering av vattenlösligt melanin förhindrar utvecklingen av överdrivna emotionell-reaktiva manifestationer hos djur och reducerar signifikant affektiva reaktioner hos känslomässiga råttor. Samtidigt fann man att läkemedlet förhindrar sårbildning, minskar antalet blödningar i magslemhinnan och förhindrar minskningen av den totala kroppsvikten hos djur under stress.

Enligt studier av Mosse I. B. et al (Institute of Genetics and Cytology of the National Academy of Sciences of Vitryssland, Minsk), Zhavoronkov L. P. et al., ontogenetiska konsekvenser av bestrålning. Det speciella värdet av dessa forskares forskning ligger i det faktum att experimenten utfördes in vivo . Melanin minskar ackumuleringen av radionuklider i kroppen (en aktiv sorbent av uran och transuranelement).

Melanin är en av de mest kraftfulla antioxidanterna (koncentrationen av paramagnetiska centra är 8⋅10 17 spin/g).

Genetiska störningar och sjukdomstillstånd

Det finns ungefär nio typer av okulär albinism, som mestadels är en autosomal recessiv störning. Vissa etniska grupper har en högre förekomst av olika former. Till exempel är den vanligaste typen, som kallas oculocutaneous albinism typ 2 (OCA2), särskilt vanlig bland människor av svart afrikansk härkomst. Det är en autosomal recessiv sjukdom som kännetecknas av en medfödd minskning eller frånvaro av melaninpigment i hud, hår och ögon. Den uppskattade frekvensen av OSA2 bland afroamerikaner är 1 på 10 000, vilket står i kontrast till en frekvens på 1 på 36 000 hos vita amerikaner [3] . I vissa afrikanska länder är frekvensen av störningar ännu högre: från 1 av 2000 till 1 av 5000 [4] . En annan form av albinism, "gul okulär albinism", verkar vara vanligare bland amisherna , som till övervägande del är av schweizisk och tysk härkomst. Personer med denna variant av syndromet har vanligtvis vitt hår och hud vid födseln, men utvecklar snabbt normal pigmentering under spädbarnsåldern [4] .

Okulär albinism påverkar inte bara ögats pigmentering, utan också synskärpan. Personer med albinism uppvisar vanligtvis synskärpa som sträcker sig från 20/60 till 20/400.

Kopplingen mellan albinism och dövhet är välkänd, även om den inte är väl förstått. I sin avhandling från 1859 Om arternas uppkomst , noterade Charles Darwin att "katter är helt vita och med blå ögon är de i allmänhet döva" [5] . Hos människor förekommer hypopigmentering och dövhet tillsammans i det sällsynta Waardenburg-syndromet , som främst ses hos Hopi- indianerna i Nordamerika. Förekomsten av albinism hos Hopi-indianer uppskattas till cirka 1 av 200 personer. Liknande mönster av albinism och dövhet har hittats hos andra däggdjur, inklusive hundar och gnagare. Brist på melanin i sig verkar dock inte vara en direkt orsak till dövhet i samband med hypopigmentering, eftersom de flesta som saknar de enzymer som behövs för melaninsyntesen har normal hörselfunktion. Istället leder frånvaron av melanocyter i stria vascularis i innerörat till abnormiteter i snäckan [6] , även om orsakerna till detta inte är helt klara.

Vid Parkinsons sjukdom, en störning som påverkar neuromotorisk funktion, sker en minskning av neuromelaninnivåerna i substantia nigra och coeruleus locus på grund av specifik utsöndring av dopaminerga och noradrenerga pigmenterade neuroner. Detta leder till en minskning av syntesen av dopamin och noradrenalin . Även om ingen korrelation har rapporterats mellan ras och nivåer av neuromelanin i substantia nigra, fick den signifikant lägre incidensen av parkinsonism hos svarta än vita "en del att spekulera i att dermalt melanin på något sätt kan tjäna till att skydda neuromelanin i substantia nigra ." från externa gifter" [ 7] .

Förutom melaninbrist kan melaninpolymerens molekylvikt reduceras av olika faktorer såsom oxidativ stress, exponering för ljus, förändringar i pH eller lokala koncentrationer av metalljoner. Det antas att en minskning av molekylvikten eller polymerisationsgraden av okulärt melanin är tillräcklig för att omvandla den normalt antioxidanta polymeren till en pro-oxidant, och i dess pro-oxidant tillstånd är melanin involverat i uppkomsten och progressionen av makuladegeneration och melanom [8] . Rasagilin , en viktig monoterapi för Parkinsons sjukdom, har melaninbindande och tumörkrympande egenskaper vid melanom [9] .

Men högre nivåer av eumelanin kan också vara en nackdel, förutom en högre benägenhet för brist på vitamin D. Mörk hud är en komplicerande faktor vid laserborttagning av nevi . Lasrar är effektiva för att behandla vit hud och tenderar att vara mindre effektiva för att ta bort nevi hos personer med asiatisk eller afrikansk härkomst. Den högre koncentrationen av melanin hos personer med mörkare hud sprider och absorberar helt enkelt laserstrålning, vilket undertrycker ljusabsorption av målvävnader. På liknande sätt kan melanin komplicera laserbehandling för andra dermatologiska tillstånd hos personer med mörkare hud.

Fräknar och mullvadar bildas på platser med en lokaliserad koncentration av melanin i huden. De är starkt förknippade med blek hud.

Nikotin har en affinitet för melanininnehållande vävnader på grund av dess funktion som en prekursor i melaninsyntesen eller dess irreversibla bindning till melanin. Detta antas ligga bakom ökningen av nikotinberoende och minskningen av rökavvänjning hos mörkare pigmenterade individer [10] .

Anteckningar

  1. ↑ Biologisk encyklopedisk ordbok. Ed. M. S. Gilyarova. Moskva, "Sovjetisk uppslagsverk", 1986.
  2. ↑ A.V. Zharov, V.P. Shishkov et al. Pathological anatomy of farm animals. — M .: Kolos, 1995. — 543 sid.
  3. ↑ Oculocutaneous Albinism . Arkiverad från originalet den 23 december 2008.
  4. ↑ 1 2 Okulära manifestationer av albinism: bakgrund, patofysiologi, epidemiologi  (engelska)  : tidskrift. - 2018. - 18 juni.
  5. ↑ Förändringar av djur och växter i ett tamt tillstånd . Hämtad 1 oktober 2019. Arkiverad från originalet 3 april 2022.
  6. ↑ Cable J., Huszar D., Jaenisch R., Steel KP Effekter av mutationer vid W-lokuset (c-kit) på innerörats pigmentering och funktion hos musen  //  Pigment Cell Research : journal. - 1994. - Februari ( vol. 7 , nr 1 ). - S. 17-32 . - doi : 10.1111/j.1600-0749.1994.tb00015.x . — PMID 7521050 .
  7. ↑ Lewy kroppssjukdom . Arkiverad från originalet den 21 juli 2009.
  8. ↑ Meyskens FL, Farmer P., Fruehauf JP Redoxreglering i humana melanocyter och melanom  //  Pigment Cell Research : journal. - 2001. - Juni ( vol. 14 , nr 3 ). - S. 148-154 . - doi : 10.1034/j.1600-0749.2001.140303.x . — PMID 11434561 .
  9. ↑ Meier-Davis SR, Dines K., Arjmand FM, et al. Jämförelse av oral och transdermal administrering av rasagilinmesylat på humant melanomtumörtillväxt in vivo  //  Kutan och okulär toxikologi : journal. - 2012. - December ( vol. 31 , nr 4 ). - s. 312-317 . - doi : 10.3109/15569527.2012.676119 . — PMID 22515841 .
  10. ↑ King G., Yerger VB, Whembolua GL, Bendel RB, Kittles R., Moolchan ET  Koppling mellan fakultativ melanin och tobaksanvändning bland afroamerikaner  // Farmakologi Biokemi och beteende : journal. - 2009. - Juni ( vol. 92 , nr 4 ). - s. 589-596 . - doi : 10.1016/j.pbb.2009.02.011 . — PMID 19268687 .

Litteratur

På ryska

På engelska

Se även

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger