Что такое пигмент меланин: Что такое меланин: функции, признаки нехватки, способы повышения :: Здоровье :: РБК Стиль

Содержание

Что такое меланин: функции, признаки нехватки, способы повышения :: Здоровье :: РБК Стиль

© Shutterstock

Автор Ирина Рудевич

07 июня 2021

Меланин — пигмент от коричневого до черного, который содержится в волосах, коже и радужной оболочке глаз. Рассказываем, зачем он нужен и как нормализовать его уровень

В организме есть пигмент, ответственный за цвет кожи, глаз, волос, а также за интенсивность загара. Меланин участвует в некоторых обменных процессах, в том числе спасает клетки от повреждения свободными радикалами.

Материал проверила и прокомментировала Анна Махова, доктор медицинских наук, врач-терапевт, клинический фармаколог, доцент Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова, автор блога о здоровье @dr.makhova.anna

Для чего нужен меланин

Меланин — высокомолекулярный пигмент, который вырабатывается меланоцитами — клетками нижнего слоя кожи [1]. Чаще говорят о меланине как об отдельном пигменте, хотя на самом деле существует три его вида:

  • Эумеланин (ДОФА-меланин). Ассоциируется с темными тонами кожи, волос и глаз — коричневым и черным.
  • Феомеланин. Отвечает за красные и желтые оттенки.
  • Нейромеланин. Существует в мозге, придает пигмент структурам его областей. В отличие от двух предыдущих видов, нейромеланин не обеспечивает пигментацию кожи, глаз и волос.

Естественный уровень меланина определяется генетикой. Несмотря на различия в цветотипах, почти у всех людей примерно одно и то же количество меланоцитов. Однако есть и другие факторы, которые могут влиять на выработку пигмента, например:

  • воздействие ультрафиолета;
  • воспаления;
  • гормоны;
  • возраст;
  • нарушения пигментации кожи.

Меланин играет важную биологическую роль, обеспечивая защиту от солнца.

  • Согласно научным исследованиям, он защищает организм от вредных ультрафиолетовых лучей UVC, UVB и UVA. Меланин поглощает свет до того, как наступают повреждения ДНК клеток кожи [2].
  • Пигмент обладает антиоксидантной активностью, поглощая радикалы, образованные в результате УФ-повреждений.
  • По некоторым данным, меланин снижает риск развития рака кожи [3].
  • Ученые указывают на дополнительные позитивные воздействия меланина, такие как защита печени, кишечника и иммунной системы [4]. Однако исследований этих потенциальных преимуществ мало, поэтому пигментация и фотозащита остаются двумя основными функциями меланина.

Меланин определяет цвет волос. Когда производство этого пигмента замедляется, волосы седеют. На изменение оттенка в течение жизни влияют как генетика, так и внешние факторы: климат, токсины и экология. Большинство людей сталкивается с сединой в возрасте до 50 лет [5].

Как правильно загорать без вреда для здоровья

Нехватка меланина

Есть два диагноза, при которых организму не хватает меланина:

  • Витилиго. Аутоиммунное заболевание, которое возникает, когда организм не производит достаточного количества меланоцитов. Это вызывает недостаток пигмента, который может проявляться в виде белых пятен на коже или волосах. Витилиго наблюдается у 1–2% людей во всем мире.
  • Альбинизм. Редкое генетическое заболевание, которое возникает, когда организм не производит достаточного количества меланина. Это может произойти из-за уменьшения числа меланоцитов или снижения выработки меланина из меланосом. Существуют различные типы альбинизма: одни вызывают умеренную, другие — серьезную нехватку пигмента в коже, волосах и глазах.

Замедление выработки меланина — естественная часть старения организма. Синтезирующие его клетки отмирают. Нехватку пигмента также ассоциируют с увеличивающимся количеством пероксида водорода. Это происходит из-за того, что с возрастом перестает активно вырабатываться фермент каталаза, отвечающий за распад перекиси водорода в организме. На синтез меланина влияют гормоны — например, высокий эстроген усиливает его образование. Количество пигмента в организме может снижаться из-за стресса, гормональной терапии, нехватки некоторых аминокислот.

Избыток меланина

Избыточную выработку меланина называют гиперпигментацией. Она приводит к неровному тону кожи, может быть рассеянной и очаговой, когда наибольшее количество темных пятен собраны в районе лица или на тыльных сторонах ладоней. С возрастом распределение меланина становится менее равномерным, и этот процесс усугубляется длительным пребыванием на солнце и гормональными проблемами. Гиперпигментацию могут спровоцировать шрамы: они стимулируют активность меланоцитов на участках, где образуется плотная концентрация клеток кожи. Известны несколько последствий избытка меланина:

  • Лентиго. Пятна на коже, образовавшиеся под воздействием солнца. Часто появляются у тех, кто долго находится на улице и не использует защитные средства от загара.
  • Мелазма. Обычно этот термин используют для обозначения пигментации из-за воздействия гормонов. Встречается при повышенной активности гормонов, у женщин при приеме противозачаточных лекарств и во время беременности. Может быть реакцией на косметические средства и лекарственные препараты.
  • Противовоспалительная гиперпигментация. Появляется из-за шрамов, например от акне и других повреждений кожи.

Как восстановить уровень меланина

Помимо генетической предрасположенности, меланин может снижаться в результате нездорового образа жизни, особенно при отсутствии сбалансированного правильного питания. Организм должен получить достаточное количество минералов, витаминов и аминокислот. Врачи также советуют вести здоровый образ жизни: не курить, чаще бывать на свежем воздухе, заниматься спортом и избегать стрессов.

Уровень меланина можно повысить с помощью определенных продуктов питания. В некоторых случаях показаны лекарственные средства. Однако давать назначения самому себе нельзя, необходимо проконсультировать с врачом.

Продукты с меланином

Существует несколько веществ, которые способствуют выработке пигмента. Все они есть в доступных продуктах:

  • Тирозин: миндаль, бобовые, арахис, белок яйца, грецкие орехи, авокадо, молочные продукты, твердые сорта сыра, курица.
  • Триптофан: сушеные финики, йогурт, яйца, кедровые орехи, соя, творог, сыр, грибы.
  • Витамин Е: фундук, брокколи, болгарский перец, семена подсолнечника, печень трески, манго, лосось, арахисовая паста.
  • Витамины А: печень, шпинат, батат, масло печени трески, морковь, тыква.
  • Витамин С: перец, цитрусовые, киви, канталупа, зеленый горох, клубника, капуста.
  • Витаминоподобное вещество В10 (парааминобензойная кислота): печень, морковь, картофель, цельнозерновые продукты, пивные дрожжи, капуста, семена и орехи.
  • Магний: рис, фасоль, брокколи, пшеничные отруби, кунжут, тыквенные семечки, миндаль, бананы.
  • Медь и минеральные соли: печень, какао, бобовые и цельнозерновые продукты, свекла, морепродукты, гречка.

Меланин может понижаться, если часто есть маринованные и соленые продукты, копчености, рафинированные сладости, употреблять алкоголь.

10 полезных орехов: как понять, какие стоит есть именно вам

Меланин в таблетках и витаминах

В настоящее время нет доказательств того, что прием какого-либо витамина или питательного вещества повышает уровень меланина, говорит фармаколог Анна Махова. При этом симптомы недостатка меланина часто видны невооруженным глазом, особенно при врожденных заболеваниях, таких как альбинизм и витилиго. Контраст между белыми пятнами и участками нормальной кожи оказывает значимое влияние на качество жизни детей и взрослых. Нередко пациенты с витилиго имеют низкую самооценку из-за отношения окружающих и недостатка информации о заболевании.

Хотя официальной «диеты при витилиго» не существует, врачи дают рекомендации увеличить количество продуктов, богатых антиоксидантами (цветные овощи и фрукты, темная листовая зелень, ягоды), и употреблять достаточное количество воды. Витамин С, В12, фолаты, альфа-липоевая кислота назначаются лишь в комплексной терапии и не имеют серьезной доказательной базы по лечению витилиго. С целью репигментации и улучшения эстетической составляющей назначается фототерапия, местные или пероральные кортикостероиды. 

Изменения в пигментации кожи могут быть связаны как с излишней выработкой меланина, так и с его недостатком. Поэтому желательно раз в год проходить диспансеризацию у врача-дерматоонколога, для того чтобы он изучил все невусы (родинки), пигментные пятна, составил их карту. Это способствует ранней диагностике рака кожи.

Единственный проверенный способ предотвратить рак кожи — избегать чрезмерного солнечного света и использовать высококачественный солнцезащитный крем.

Комментарий эксперта

Анна Махова, доктор медицинских наук, врач-терапевт, клинический фармаколог, доцент Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова, автор блога о здоровье @dr.makhova.anna

Не существует анализа на меланин. Это пигмент, и его недостаток нельзя восполнить за счет косметических средств и добавок. Преждевременное поседение волос (потеря меланоцитов) иногда происходит даже в возрасте до 20 лет. К появлению седых волос в раннем возрасте могут приводить некоторые болезни, например фенилкетонурия. К факторам, способствующим преждевременному поседению, относятся: дефицит белка, витамина B12, меди и железа, сниженная функция щитовидной железы (гипотиреозе).

К сожалению, лечения нет, есть только рекомендации: отказаться от курения, перейти на диету с высоким содержанием омега-3 жирных кислот (жирная рыба, грецкие орехи), проводить меньше времени на солнце.

Основным методом решения проблемы остается краска для волос. Эффективность добавления в шампуни антиоксидантов, таких как витамины С и Е, сомнительна. 

Все о пигментации и как ее предотвратить — Вопрос эксперту — Красота и здоровье — Beauty Edit

1. ЧТО ТАКОЕ ПИГМЕНТНЫЕ ПЯТНА?
Пигментные пятна появляются из-за неправильной выработки меланина в коже. Они могут быть разного цвета — от светло-коричневого до черного, но имеют ту же текстуру, что остальные участки кожи. Пигментные пятна появляются там, где кожа повреждена солнечным излучением, не болят и не доставляют физических неудобств. 

2. КАК ОБРАЗУЮТСЯ ПИГМЕНТНЫЕ ПЯТНА?
Меланин — природный пигмент, который защищает кожу от УФ-излучения. Под воздействием солнечного света меланоциты в нижних слоях эпидермиса вырабатывают меланин и транспортируют его через особые клетки, названные дендритами, к верхнему слою кожи. Там меланин поглощает солнечный свет и защищает кожу от УФ-излучения, предотвращая его дальнейшее проникновение. Когда кожа не подвергается воздействию солнечного света, меланин не синтезируется. 

Каждый раз, когда этот процесс активизируется, в клетках остается небольшой след. Со временем эти следы накапливаются, и образуется пигментное пятно. Как если бы мы несколько раз рисовали карандашом что-то на листке бумаги, а потом стирали нарисованное. В конце концов, след от карандаша все равно остается на бумаге.  

С возрастом все процессы в организме начинают идти медленнее и менее эффективно. То же касается и синтеза меланина: он начинает накапливаться в некоторых участках кожи. Также в старшем возрасте проявляется кумулятивный эффект выработки меланина: повреждения, которым кожа подверглась в подростковом возрасте, становятся заметны с годами.

Есть несколько причин этого процесса. Самой очевидной является УФ-излучение. Но гормональный дисбаланс, например, во время беременности, также может влиять на появление пигментации. Кроме того, у разных людей наблюдается повышенный или пониженный синтез меланина, поэтому эффект будет отличаться от человека к человеку. 
Результатом длительного УФ-излучения будет неровный тон и ускоренное старение кожи. Поэтому очень важно использовать средства с SPF-фактором, особенно в тех районах, где солнечных дней много. Там мы рекомендуем использовать SPF-защиту круглый год. 

3. ЧТО Я МОГУ СДЕЛАТЬ, ЧТОБЫ УМЕНЬШИТЬ ПИГМЕНТНЫЕ ПЯТНА ИЛИ ПРЕДОТВРАТИТЬ ИХ ПОЯВЛЕНИЕ?
Сократить пребывание на солнце, чтобы предотвратить появление пигментации, и использовать специальную серию средств, если пигментные пятна уже появились.

4. КАКИЕ СРЕДСТВА МОГУТ ПОМОЧЬ В УХОДЕ ЗА КОЖЕЙ?
Для защиты кожи от УФ-излучения я рекомендую мультифункциональный защитный крем для лица SPF 50 NovAge. Он обеспечивает самый высокий уровень защиты от негативного влияния UVA-лучей и старения кожи. Также средство помогает предотвращать воздействие окружающей среды и увлажняет кожу. 
Осветлить участки гиперпигментации, улучшить тон кожи и придать сияние, а также разгладить морщинки поможет комплексный уход NovAge Bright Sublime. Технология Multi-Bright целенаправленно воздействует на меланоциты, снижая выработку меланина. Экстракт стволовых клеток гардении стимулирует синтез коллагена и защищает его волокна от естественного разрушения, укрепляя структуру кожи.
Участки гиперпигментации осветляются, тон кожи становится ровным и сияющим, цвет лица улучшается, морщинки и морщины разглаживаются. Доказано клинически — пигментация сокращается на 50% (по результатам клинических тестов с использованием дневного крема и сыворотки NovAge Bright Sublime). 

Каждый шаг комплексного ухода идеально подготавливает кожу к последующему шагу, а каждое средство идеально дополняет остальные для наилучшего результата. Используй очищающий гель-тоник для умывания, крем для кожи вокруг глаз, сыворотка, дневной и ночной крем) утром и вечером для ровного и сияющего тона кожи без пигментации и морщин. 

5. КАК Я МОГУ ПРЕДОТВРАТИТЬ ПОЯВЛЕНИЕ ПИГМЕНТНЫХ ПЯТЕН В БУДУЩЕМ?
Избегай воздействия солнечных лучей, используй средства по уходу, которые помогают корректировать тон кожи, и используй скрабы или пилинги два раза в неделю. Эти будет способствовать более ровному тону кожи. 
Если ты живешь в месте, где много солнечных дней в году, всегда носи головной убор с полями или козырьком и очки, когда находишься на открытом воздухе. Всегда используй продукты с SPF. Не стоит недооценивать пасмурные дни или сидение возле окна: кожа все равно получает свою дозу УФ-излучения. 

Что красит человека? Меланин! | Будь Здорова

Группа «Отпетые мошенники», помнится, пела, что «девушки бывают разные: черные, белые, красные», но секрета разноцветности человеческих особей нам, к сожалению, так и не открыла. Заполним же этот пробел, рассказав об особом пигменте – меланине, ведь главным образом он определяет цвет нашей кожи, волос и даже глаз, он дарит нам как вожделенный загар, так и непрошенные веснушки, родинки и прочие цветовые отметины на теле.

Группа «Отпетые мошенники», помнится, пела, что «девушки бывают разные: черные, белые, красные», но секрета разноцветности человеческих особей нам, к сожалению, так и не открыла.

Заполним же этот пробел, рассказав об особом пигменте – меланине, ведь, главным образом, он определяет цвет нашей кожи, волос и даже глаз. Он дарит нам как вожделенный загар, так и непрошенные веснушки, родинки и прочие цветовые отметины на теле.

Черная метка

Загадочный меланин (от греч. mélas, родительный падеж mélanos – черный) – не что иное, как аморфная взвесь полимерных соединений, окрашивающая ткани животных, растений, грибов и даже микроорганизмов. Несмотря на говорящее название, меланин бывает различных цветов: черный – эумеланин, коричневый – факомеланин, желтый – феомеланин. Эти меланины определяют темный цвет бобов и виноградных косточек; заставляют банановую шкурку коричневеть, а очищенную картошку чернеть; окрашивают крылья разнообразных насекомых, чешую рыб и чернила каракатицы; придают характерные цвета чаге и деликатесному черному трюфелю.

У человека, как и у других позвоночных, меланины образуются в специальных, похожих на морские звезды, клетках – меланоцитах, расположенных в базальном слое эпидермиса, и откладываются в виде гранул, в которых пигменты связаны с белком. Меланоциты через свои отростки впрыскивают зернышки меланина в клетки верхнего слоя кожи (корковый слой волоса, радужку глаза), и определяют ее цвет.

Считается, что сложный процесс образования меланина начинается с окисления аминокислоты тирозина (она всегда припасена в организме) под влиянием специального фермента тирозиназы. (Впрочем, некоторые исследователи убеждены, что меланин может образовываться без участия ферментов). В результате сначала образуется аминокислота дигидроксифенилаланин, или ДОФА (предшественник адреналина), затем и молекулы ДОФА, в свою очередь, окисляются, и после ряда сложных превращений мы получаем меланин. Весь этот процесс регулируется особыми (меланоцитстимулирующими) гормонами гипофиза.

Осторожно, окрашено!

Меланин в коже вырабатывается, главным образом, на солнышке, и основной его функцией считается как раз защита тканей от опасных ультрафиолетовых лучей. Всеми нами любимый загар – это природный экран от жесткого излучения. Поэтому неудивительно, что в некоторых частях света, где звезда по имени Солнце наиболее активна, люди обзавелись своеобразным «перманентным загаром», передающимся по наследству. Если у светлокожих народов Европы в эпидермисе встречаются единичные гранулы меланина, то у негров Африки, папуасов, меланезийцев или, скажем, австралийцев он сплошь ими заполнен. У темнокожих людей даже губы имеют темный, синеватый, оттенок из-за наличия меланина в слизистой, которая у светлокожих пигмента напрочь лишена.

Цвет волос определяется количеством меланина в их корковом слое. В темных пигмента много, он может проникать даже в сердцевину волоса. В светлых гранул не только меньше, но они и мельче по размеру, а диффузный (негранулированный) меланин придает волосам рыжий оттенок.

Цвет глазной радужки тоже зависит от количества меланина и от глубины его месторасположения. Если пигмент содержится только в четвертом и пятом слоях, то, просвечивая через бесцветные слои радужки, он придает глазам синий или голубой цвет. Если же меланин есть и в передних слоях, то глаза будут карими или желтыми. Если в передних слоях радужки меланин распределен неравномерно, то глаза оказываются желто-каре-голубыми, серыми или зелеными.

Помимо разноцветных людей, бывают и личности в прямом смысле слова бесцветные – альбиносы (лат. albus — белый). Это люди с наследственным нарушением: у них биосинтез меланина попросту не происходит. Из-за этого большинство альбиносов не только очень чувствительны к солнцу, но и имеют проблемы со зрением и слухом и отличаются ослабленным иммунитетом.

Да кому он нужен?

Когда все мы вымрем, как динозавры, на свете останутся тараканы и грибы, — и все благодаря меланину. Известно, что черные тараканы выживают даже в ядерном реакторе, их спасает темный пигмент. Оказывается, он способен не только «фильтровать» солнечные лучи, но и защищать организмы от очень серьезных доз радиации.

Когда воздействию радиации подвергались беременные крысы, те из них, что одновременно получали с пищей меланин, не только не погибли, но и сохранили цветущее здоровье, при этом ДНК потомства тоже оказались в целости и сохранности. Крысы же, обделенные меланином, погибли вместе с детенышами.

Более того, на Чернобыльской АЭС были обнаружены грибы, которые меланин не просто защищает от радиации, но даже помогает им перерабатывать ее в энергию. На четвертом энергоблоке было даже зафиксировано явление, названное радиотропизмом – по аналогии с гелиотропизмом: если подсолнухи поворачиваются к солнцу, то эти грибы росли в сторону источника радиации. В экспериментах, полностью лишавших грибы питательных веществ и других источников энергии, грибы фактически жили на одной только радиации, продолжая даже в таких экстремальных условиях вырабатывать меланин. Не исключено, что подобные механизмы могут включаться и у других организмов.

Кроме того, ученые наперебой утверждают, что меланин может омолаживать, выводить соли тяжелых металлов и токсины (а, значит, лечить различные отравления), помогает при алкоголизме и наркомании, останавливает рост злокачественных опухолей. Короче говоря, меланин – едва ли не панацея. При этом у него не выявлено никаких противопоказаний.

В принципе, ученые уже научились не только синтезировать меланин, но и добывать его из животного и растительного сырья, грибов. Независимо друг от друга белорусским и российским ученым удалось получить меланин из конских грив и хвостов, из растительных отходов сельского хозяйства и микробиологических грибов. Однако до того, чтобы поставить его производство на поток, судя по всему, дело дойдет ох как не скоро.

И на нас есть пятна

Меланин распределяется на коже неодинаково: разгибательные (наружные) поверхности рук и ног всегда темнее, чем сгибательные, а спина сильнее окрашена, чем грудь и живот. Ладони и подошвы же вообще светлые даже у самых-пресамых темнокожих. Кроме того, бывает, что меланин образует либо темные сгустки, либо «проплешины». Иногда это может быть весьма привлекательно и пикантно, иногда, напротив, уродливо. Как это бывает, насколько это вредно или полезно, безопасно или опасно?

Веснушки, или эфелиды (греч. «солнечные нашлепки») чаще всего передаются по наследству и возникают у рыжих или светловолосых людей. Обычно они находят себе приют на носу, щеках, висках, предплечьях, кистях рук и особенно заметны и многочисленны в весеннее-летний период. Впервые веснушки появляются в возрасте 3-5 лет, а особенно агрессивно ведут себя в период полового созревания.

Старческие пятна, или лентиго – как правило, множественные округлые или удлиненные, плоские или слегка выпуклые пятнышки разного размера (от нескольких миллиметров до трех сантиметров в диаметре) и цвета (от светло-бежевого до темно-коричневого). Чаще всего встречаются на открытых участках тела у пожилых людей. У молодых лентиго обычно говорит о врожденных заболеваниях внутренних органов.

Хлоазма — симметрично расположенные пятна от темно-желтого до темно-коричневого цвета с резко очерченными краями. Хлоазма чаще всего возникает на лбу, спинке носа, висках, верхней губе, подбородке, иногда – вокруг сосков, по средней линии живота, на половых органах. Очень часто хлоазма появляется в первые месяцы беременности и пропадает после родов, но иногда сохраняется и на длительный срок. Кроме того, хлоазма может быть связана с приемом гормональных контрацептивов или сигнализировать о заболеваниях женской половой сферы, печени, желчного пузыря, желудочно-кишечного тракта или даже о заражении глистами. Летом хлоазма, как правило, заметнее, а зимой может практически полностью исчезать.

Витилиго – случай-исключение, это не гиперпигментрированные, а, напротив, депигментированные участки кожи, белые пятна с рваными краями. Это специфическое заболевание, возникающее из-за того, что на некоторых участках кожи в меланоцитах отсутствует фермент тирозиназа. Точные причины возникновения витилиго неизвестны, сопутствующими могут быть генетические и нейроэндокринные факторы — психические травмы, дисфункция надпочечников, щитовидной и поповых желез. Витилиго чаще встречается у женщин и лечению поддается плохо. Обычно назначаются препараты, повышающие чувствительность кожи к ультрафиолетовым лучам, с последующими солнечными ваннами.

Родинки, или невусы – наиболее распространенный вид гиперпигментации кожи. Это однотонные темные пятна, которые могут располагаться на любой части тела, иногда бывают выпуклыми и «рыхлыми», на них могут расти более заметные волоски, чем на коже вокруг. Некоторые из родинок живут вместе с нами с самого рождения, но большинство появляются в течение жизни. Кстати, «врожденные» родинки считаются самыми безопасными.

Также пигментные пятна могут оставаться на месте ожогов, травм, уколов и укусов насекомых или, скажем, после крапивницы.

Некоторые специалисты (в основном, рефлексотерапевты) утверждают, что гиперпигментация во все этих и вышеперечисленных случаях не только способствует диагностике имеющихся или ранее пережитых организмом проблем, является зримым напоминанием о них, но и защищает слабые органы. По их мнению, родинки, веснушки и другие пятнышки располагаются на точках-проекциях особо хилых органов и потому с удвоенной силой защищают последние. Не случайно, нередко после излечения от той или иной болезни пигментные пятнышки сами собой бесследно исчезают. Так что многие врачи советуют без крайней необходимости к родинкам и веснушкам «не приставать» — пусть себе живут!

Меланин и мелатонин

В просторечии пигмент меланин нередко путают с гормоном эпифиза мелатонином, который как раз угнетает выработку меланина. Именно благодаря мелатонину осенью, когда дни становятся короче, некоторые животные меняют шорстку на более светлую, а человеческие особи некрасиво бледнеют. У этого процесса есть разумное объяснение. Смысл такой линьки не только в том, чтобы и охотник, и дичь сливались с сугробами, но и в том, что кожа (или шерсть) с меланина при слабой освещенности не способна «проглотить» необходимое (в частности, для выработки витамина D) количество ультрафиолета.

Одновременно мелатонин, который вырабатывается только в темное время суток и является природным снотворным, регулирует режим сна и бодрствования, даже при резкой смене часовых поясов. Он также регулирует деятельность сердечно-сосудистой и иммунной систем. Главное – спать именно ночью, за задернутыми шторами или в специальной темной повязке и без всяких уютных ламп-«ночникков».

Что характерно: описывая невероятную пользу мелатонина, ученые приписывают ему почти тот же спектр действия, что и его «антагонисту» меланину – защита от радиации и свободных радикалов, омоложение организма, борьба с болезнью Паркинсона и раковыми опухолями. Вот такой вот парадокс.

Ученые придумали препарат для загара и омоложения без риска рака

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Меланин определяют окраску кожи и цвет волос — как у человека, так и у животных

Ученые разработали препарат, который имитирует воздействие солнечного света, благодаря чему загар появляется на коже без воздействия вредного ультрафиолетового излучения.

Во время тестов, проведенных на образцах человеческой кожи и мышах, препарат «обманул» кожу, заставив ее вырабатывать коричневый пигмент меланин — благодаря которому на коже и появляется загар.

Предполагается, что новое средство будет эффективно даже для людей с рыжими волосами, которые обычно просто обгорают на солнце.

Группа исследователей из Центрального госпиталя Массачусетса надеется, что их открытие сможет предотвратить рак кожи и даже замедлить наступление видимых признаков старения.

Новый метод

Ультрафиолетовые лучи вызывают загар, причиняя вред коже.

Их воздействие инициирует цепь химических реакций, что в конечном итоге приводит к синтезу темного меланина — естественного солнцезащитного средства, вырабатываемого организмом.

Новый препарат позволяет обойтись без воздействия ультрафиолета — после контакта с кожей он сам запускает механизм производства меланина.

«Он вызывает сильный эффект потемнения кожи. С помощью микроскопа можно убедиться, что вырабатывается настоящий меланин, это средство активирует производство пигмента при отсутствии ультрафиолетовых лучей», — рассказал Би-би-си доктор Дэвид Фишер, один из разработчиков препарата.

Автор фото, NISMA MUJAHID AND DAVID FISHER

Подпись к фото,

На снимке: так выглядит образец кожи (справа) после воздействия средства для загара

Это принципиально новый метод получения искусственного загара. До сих пор это можно было сделать тремя основными способами:

  • путем имитации загара с помощью красителей, когда кожа приобретает смуглый цвет без помощи защитного меланина;
  • посещением соляриев, где кожа подвергается сильному ультрафиолетовому облучению;
  • приемом специальных таблеток, которые стимулируют производство меланина — но для этого все равно необходимо ультрафиолетовое излучение

Впрочем, авторы изобретения не ставили себе задачу создать новое косметическое средство.

«В действительности мы разрабатываем новую стратегию защиты кожи от ультрафиолетового излучения и рака», — пояснил доктор Фишер.

Рак кожи — самый распространенный вид онкологического заболевания, в лечении которого медицина продвигается медленно.

«Наличие темного пигмента означает невысокий риск образования всех форм рака кожи, и это очень важно», — добавил ученый.

Результаты тестов, подробно описанные в журнале Cell Reports, показали, что меланин, вырабатываемый, благодаря препарату, способен блокировать вредные ультрафиолетовые лучи.

Ученые хотят использовать препарат в сочетании с кремом для защиты от солнечной радиации.

Как считает Фишер, абсолютно всем необходимо использовать солнцезащитный крем, но у него есть один недостаток: «Вы останетесь бледными», — говорит доктор.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

У рыжих людей кожа особенно чувствительна к ультрафиолету

Новый препарат может решить проблему воздействия солнечных лучей на обладателей рыжих волос и светлой кожи. У этих людей из-за особенностей генома процесс образования темного меланина под воздействием ультрафиолетовых лучей протекает необычно, и вместо загара рыжеволосые часто получают ожоги.

Возможным побочным воздействием лекарства, теоретически, может стать изменение цвета волос, хотя считается, что препарат не должен проникнуть так глубоко в кожу, чтобы затронуть волосяные фолликулы.

Другим побочным воздействием может стать замедление появления у человека признаков старения. «Многие считают, что самое очевидное указание на возраст человека — это состояние его кожи, а даже случайное воздействие ультрафиолетовых лучей на протяжении жизни наносит ей вред», — говорит доктор Фишер.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Новый препарат способен менять цвет волос и замедлять старение

Как бы то ни было, препарат еще не готов для коммерческого использования. Ученые хотят провести дополнительные исследования на предмет безопасности продукта, хотя, по их словам, до сих пор не было «никаких намеков на проблемы».

Вероятно, они придумают средству для загара и омоложения название получше, чем нынешнее «SIK-ингибитор».

Что такое Меланин — Umetex Aesthetics

Меланин – живая природная краска, пигмент черного, коричневого, красного или желтого цвета, который содержится в радужке глаза, волосах, коже человека и отвечает за их цвет. Много меланина находится в некоторых отделах мозга и внутреннем ухе человека.

Вырабатывается меланин специальными клетками – меланоцитами. Главная его функция – защита организма от ультрафиолетового излучения, химических и физических факторов, имеющих канцерогенные и мутагенные свойства.

Меланин экранирует и поглощает солнечные лучи, трансформируя одну часть энергии в тепло, а другую использует для фотохимических реакций организма (образование загара). Пигмент скапливается возле ядра клетки, что позволяет:

  • защищать хранящуюся в ядре генетическую информацию;
  • предотвращать злокачественное перерождение клетки под действием ультрафиолета.

У людей с разными фототипами кожи содержание меланина сильно отличается. Меньше всего его содержание у людей с 1-ым фототипом, больше всего – с 6-ым. Если организм совсем не вырабатывает меланин, тогда мы получаем людей-альбиносов. В животном мире альбиносы встречаются гораздо чаще, особенно среди грызунов.

Количество меланина в организме может снижаться под воздействием:

  • нарушения гормонального баланса;
  • заболеваний эндокринной системы;
  • генетических заболеваний;
  • недостаточного потребления минералов и витаминов;
  • возрастных изменений;
  • частых стрессов;
  • недостатка солнечного света.

На недостаток меланина могут указывать следующие внешние признаки:

  • солнечные ожоги;
  • неравномерный загар;
  • белесые пятна;
  • ранние морщины и седина;
  • блеклые радужки глаз.

При возникновении перечисленных признаков нужно потреблять больше продуктов питания, которые помогают нормализовать выработку меланина, отказаться от вредных привычек и вести здоровый образ жизни. Прием лекарственных препаратов и БАДов лучше согласовать со специалистом.

ПЕРЕЙТИ В ГЛОССАРИЙ

Компания umetex aesthetics предлагает косметологическим клиникам лазерные аппараты для омоложения, устранения патологий кожного покрова и сосудов. Смотрите каталог компании, выбирайте лазеры для косметологии.

КАК ФОРМИРУЕТСЯ ПРИРОДНЫЙ ЦВЕТ ВОЛОС

Корни волос являются живой материей, поэтому нуждаются в деликатном обращении. Прежде чем приступать к любой процедуре, влекущей за собой изменение цвета волос, необходимо понимать, как и почему происходят эти изменения.

 

Чем выше уровень ваших знаний, тем больше клиент будет вам доверять и прислушиваться к вашим советам.

 

Природный пигмент меланин

Природный цвет волос формируется маленькими гранулами пигмента меланина, которые находятся в волокнистом слое волосяного кортекса. Когда свет попадает на гладкие чешуйки кутикулы, некоторые волны светового спектра отражаются полностью. Некоторые лучи проникают сквозь прозрачные чешуйки кутикулы и отражаются от более глубоких слоев. Цвет, воспринимаемый нами, зависит от того, какие именно волны светового спектра отражаются от структуры волоса. Тип, количество и пропорции смешивания двух природных пигментов внутри волоса определяют его цвет.

 

За выработку меланина внутри волосяной луковицы отвечают клетки меланоциты. Катализатор тирозин, находящийся в структуре клеток-меланоцитов, отвечает за запуск химической реакции, в результате которой начинается производство пигмента. Существует два типа пигмента: эумеланин – серо-коричневый пигмент, и феомеланин – теплый, красно-желтый пигмент.

 

Комбинация эумеланина и феомеланина определяет природный цвет волос. Глубину цвета задает концентрация пигментов.

 

Глубина и оттенок

Понятия «глубина цвета» и «оттенок» помогают определять и описывать цветовые типы. Глубина цвета определяется количеством пигмента, находящемся в волосе: чем больше пигмента, тем волосы темнее, и наоборот – чем меньше пигмента, тем они светлее.

 

Пигмент эумеланин в этом аспекте оказывает больше влияния из-за своего темного цвета. Глубину тона можно разделить на десять уровней, от черного до блондина, однако в пределах каждой глубины тона имеется множество нюансов и направлений цвета. Это иллюстрирует цветовой круг колориста, например: блонд может обладать золотистым, матовым или пепельным оттенком.

 

Феомеланин, главным образом, отвечает за оттенок волос. В процессе окрашивания в более светлые тона, волосы проявляют свою природную комбинацию пигментов, так называемый «скрытый оттенок» (подтон). Очень важно определить его заранее, при анализе природного цвета волос во время консультации, поскольку природный подтон влияет на конечный результат окрашивания. В некоторых случаях потребуется его дополнительно осветлить или нейтрализовать с помощью комплементарного оттенка, воспользовавшись цветовым кругом, для достижения оптимального цветового результата.

 

Уровень глубины тона определяется в соответствии с общепринятыми международными стандартами:

  • Уровни 1-4: основной подтон – красный
  • Уровни 4-5: основной подтон – красно-оранжевый
  • Уровни 5-6: основной подтон – оранжевый
  • Уровни 7-8: основной подтон – оранжево-жёлтый
  • Уровни 9-10: основной подтон – жёлтый

МЕЛАНИН — это… Что такое МЕЛАНИН?

  • МЕЛАНИН — (ново лат., от melas черный). Общее название всякого рода пигментов коричневого или черного цвета в животном организме. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МЕЛАНИН новолатинск., от греч. melas, черный.… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • меланин — а, м. mélanine <гр. melas темный, красный. биол. Черное или темно коричневое красяще вещество у животных и человека, содержащееся в коже, волосах, радужной оболочке глаза. Крысин 1998. Лекс. Толль 1864: меланин; БАС 1: СИС 1949: мелани/ны; БАС …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • меланин — сущ., кол во синонимов: 1 • пигмент (136) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • меланин — Пигмент покровов и сетчатки глаз цвет от темно коричневого до черного; М. является продуктом полимеризации индол 5,6 хинона и 5,6 дигидроксииндол 2 карбоновой кислоты, которые образуются в результате окисления тирозина и триптофана. [Арефьев В.А …   Справочник технического переводчика

  • меланин — melanin меланин. Пигмент покровов и сетчатки глаз цвет от темно коричневого до черного; М. является продуктом полимеризации индол 5,6 хинона и 5,6 дигидроксииндол 2 карбоновой кислоты, которые образуются в результате окисления тирозина и… …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • МЕЛАНИН — (melanin) темнокоричневый или черный пигмент, содержащийся в волосах, коже, а также в сосудистой (в т.ч. в радужке) и сетчатой оболочках глаза. Кроме того, меланин присутствует в некоторых клетках (они называются хроматофорами (chromatophores)… …   Толковый словарь по медицине

  • меланин — melaninas statusas T sritis chemija apibrėžtis Juodas gyvūninės kilmės chromoproteinas. formulė C₇₇H₉₈O₃₃N₁₄S atitikmenys: angl. melanin; melanine rus. меланин …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • меланин — melaninas statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Didelės molekulinės masės, netirpstantis vandenyje, tamsios spalvos plaukų, odos ir akies tinklainės pigmentas. Sintetinasi iš aminorūgščių – fenilalanino ar tirozino. Susidarymą… …   Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

  • меланин — (греч. melas. melanos темный, черный) общее название пигментов черного и темно коричневого цвета, содержащихся в волосах, коже и сетчатке обычно в виде комплексов с белками; повышенное содержание М. наблюдается, напр., в невусах, некоторых видах… …   Большой медицинский словарь

  • Меланин — сборное имя для всякого рода пигментов коричневого или черного цвета, встречающихся в животном организме. См. Пигменты …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Меланин: типы и связанные с ним заболевания

    Меланин — это естественный пигмент кожи. Цвет волос, кожи и глаз у людей и животных в основном зависит от типа и количества имеющегося у них меланина. Особые клетки кожи, называемые меланоцитами, производят меланин.

    У всех одинаковое количество меланоцитов, но одни люди производят больше меланина, чем другие. Если эти клетки производят лишь немного меланина, ваши волосы, кожа и радужная оболочка глаз могут стать очень светлыми. Если ваши клетки производят больше, ваши волосы, кожа и глаза станут темнее.

    Количество меланина, вырабатываемого вашим телом, зависит от ваших генов. Если у ваших родителей много или мало пигмента на коже, вы, вероятно, будете похожи на них.

    Как меланин реагирует на солнце

    Когда вы находитесь на солнце, ваше тело вырабатывает больше меланина. Это может помочь защитить организм от вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей.

    Но этого недостаточно, чтобы защитить вас от солнца. Ваша кожа уже повреждена, если вы обгорели на солнце или ваша кожа немного потемнела. Вот почему так важно всегда закрывать глаза и пользоваться солнцезащитным кремом.

    Исследования показывают, что у людей с темной кожей меньше случаев рака кожи, чем у людей со светлой кожей. Необходимы дополнительные исследования, чтобы узнать, связано ли это с количеством меланина в их коже.

    Типы меланина

    Люди делятся на три типа:

    • Эумеланин делает в основном темные цвета волос, глаз и кожи. Есть два типа эумеланина: коричневый и черный. Черные и коричневые волосы происходят из различных смесей черного и коричневого эумеланина. Светлые волосы возникают, когда есть небольшое количество коричневого эумеланина и нет черного эумеланина.
    • Феомеланин окрашивает розоватые части вашего тела, такие как губы и соски. Рыжие волосы появляются при одинаковом количестве феомеланина и эумеланина. Клубнично-светлые волосы возникают, когда у вас есть коричневый эумеланин и феомеланин.
    • Нейромеланин Управляет цветом нейронов. Это не связано с раскрашиванием вещей, которые вы видите.

    Меланоциты вырабатывают эумеланин и феомеланин. Нейромеланин находится в головном мозге.

    Нарушения, связанные с меланином

    Проблемы с меланином связаны с несколькими нарушениями пигментации кожи.

    Альбинизм . Это редкое заболевание возникает из-за очень небольшого количества меланина. У людей с альбинизмом белые волосы, голубые глаза и бледная кожа, а также могут быть проблемы со зрением. Им следует носить защиту от солнца, чтобы избежать повреждений от солнца. Нет лечения.

    Мелазма . У людей с меланодермией на лице появляются коричневатые пятна. Исследователи считают, что это вызвано гормонами, противозачаточными таблетками и воздействием солнца. Кремы, отпускаемые по рецепту, могут осветлить меланодермию, а солнцезащитные кремы могут предотвратить ее ухудшение.Также могут помочь лазерное лечение и химический пилинг.

    Витилиго . Когда вы теряете меланоциты, на коже появляются гладкие белые пятна. Лечения нет, но лечение включает красители, терапию ультрафиолетовым светом, светочувствительные лекарства, кремы с кортикостероидами и хирургическое вмешательство.

    Потеря пигмента после повреждения кожи . Иногда после того, как ваша кожа обожжена, покрыта волдырями или инфицирована, ваше тело не может заменить меланин в поврежденной области. Вам не понадобится лечение. Вы можете покрыть эту область косметикой, если она вас беспокоит.

    Болезнь Паркинсона . При болезни Паркинсона нейромеланин в вашем мозгу падает, поскольку клетки мозга в области, называемой черной субстанцией, умирают. Обычно количество нейромеланина в мозге увеличивается с возрастом.

    Потеря слуха . Меланин, кажется, играет роль в слухе. Ранние исследования показывают связь между недостатком меланина и потерей слуха или глухотой.

    Что такое меланин?

    Меланин — сложный полимер, производный от аминокислоты тирозина.Меланин отвечает за определение цвета кожи и волос и присутствует в коже в разной степени, в зависимости от того, сколько населения исторически подвергалось воздействию солнца.

    Слои эпидермиса. Строение кожи человека. Кредит изображения: Designua / Shutterstock

    Синтез меланина

    В биосинтезе меланина участвуют многочисленные этапы. Первым шагом является катализ химического L-3,4-дигидроксифенилаланина тирозиназой. Недостаток тирозина может привести к альбинизму.Тирозин содержится только в специализированных клетках, называемых меланоцитами, внутри которых крошечные гранулы пигмента меланина содержатся в пузырьках, называемых меланосомами.

    Эти меланосомы покидают меланоциты и переходят в другие клетки эпидермиса. Отложения меланина преимущественно коричневого или черного цвета определяют пигмент кожи, который варьируется в зависимости от количества и распределения меланосом. Помимо определения цвета кожи, поглощающий свет меланин защищает ДНК от ультрафиолетового излучения солнца и считается потенциальным кандидатом для лечения меланомы.

    Меланин содержится в нескольких частях человеческого тела, в том числе:

    • Кожа, обеспечивающая цвет кожи
    • Волосы
    • Зрачки или радужная оболочка глаз
    • Сосудистая полоска внутреннего уха
    • Области головного мозга, черная субстанция и голубое пятно
    • Медулла и ретикулярная зона надпочечника

    Типы меланина

    Некоторые из различных типов меланина включают эумеланин, феомеланин и нейромеланин.Эумеланин содержится в волосах, коже и темных участках вокруг сосков. Он особенно распространен среди чернокожего населения и обеспечивает черный и коричневый пигмент для волос, кожи и глаз.

    Когда эумеланин присутствует только в небольших количествах, волосы могут быть светлыми.

    Феомеланин также содержится в волосах и коже. Этот тип меланина имеет розовый и красный цвета и является основным пигментом, обнаруживаемым у рыжеволосых людей. Этот тип меланина не так защищает от рака, вызванного УФ-излучением, как эумеланин.

    Нейромеланин — это форма меланина, обнаруженная в различных областях мозга, и потеря этого меланина может вызвать несколько неврологических расстройств.

    Дополнительная информация

    Что такое меланин? Что делает меланин в организме?

    Если у вас есть какие-либо медицинские вопросы или опасения, обратитесь к своему врачу. Статьи в Health Guide основаны на рецензируемых исследованиях и информации, полученной от медицинских обществ и правительственных агентств.Однако они не заменяют профессиональные медицинские консультации, диагностику или лечение.

    Меланин — это термин, обозначающий группу природных пигментов, встречающихся в большинстве форм жизни. У людей меланин вырабатывается клетками внутреннего слоя кожи (базального слоя) и волосяных фолликулов, называемых меланоцитами. Пигмент присутствует и придает цвет частям тела, таким как кожа, волосы, нос, внутреннее ухо и сосудистая оболочка глаз (область между сетчаткой и белой склерой).

    • Меланин — это натуральный пигмент, придающий цвет коже, волосам и т. Д.
    • Меланин в одних случаях защищает, а в других опасен.
    • Не существует проверенного способа безопасного повышения уровня меланина.
    • Питательная диета может помочь организму и выработке меланина нормально функционировать.

    Меланин играет тонкую двойную роль в организме. Он помогает защитить тело от воздействия ультрафиолетового (УФ) света от солнца (и солнечных лучей), производя коричневатый пигмент (загар).Но меланин также может накапливаться в концентрированных формах, представляющих опасность для здоровья. Хотя не существует проверенного способа безопасного повышения уровня меланина, есть шаги, которые вы можете предпринять, чтобы ваша кожа оставалась здоровой и нормально функционировала.

    Существует три типа меланина: эумеланин, феомеланин и нейромеланин. Эумеланин можно разделить на черный и коричневый тип. Например, уровень эумеланина влияет на внешний вид цвета волос. Большое количество черного или коричневого эумеланина приводит к более темным волосам, а небольшое количество — к светлым.

    Объявление

    Roman Daily — поливитамины для мужчин

    Наша команда штатных врачей создала Roman Daily для устранения распространенных недостатков питания у мужчин с помощью научно обоснованных ингредиентов и дозировок.

    Учить больше

    Волосы становятся седыми, когда в более позднем возрасте производство эумеланина замедляется. И если у вас есть мутация в так называемом рецепторе меланокортина 1 (MC1R), который участвует в превращении феомеланина в эумеланин, преобладает феомеланин, и именно это вызывает рыжие волосы.Уровень феомеланина также влияет на цвет кожи, создавая желтые, красные и розовые оттенки.

    Считается, что этот особый тип пигмента придает отчетливый темный цвет частям мозга, таким как черная субстанция и голубое пятно. Некоторые исследователи говорят, что присутствие пигмента помогает предотвратить гибель клеток в этих частях мозга, и связывают потерю феомеланина с признаками и симптомами болезни Паркинсона, неврологического расстройства (Vila, 2019).

    Меланин играет важную роль в определении цвета ваших волос, кожи и глаз.Ваши гены, унаследованные от родителей, во многом определяют, сколько меланина вы производите; у людей с темной кожей больше меланина, чем у людей со светлой (светлой) кожей.

    Тело вырабатывает меланин посредством нескольких химических реакций, известных как меланогенез. Ключевым этапом в этой сложной последовательности является окисление аминокислоты тирозина, которая является одним из нескольких строительных блоков белка. Примечательно, что разница во внешности людей со светлой и темной пигментацией определяется уровнем производства меланоцитов, а не количеством меланоцитов в коже.

    Можно ли получить достаточно витамина D от солнца?

    4 минуты чтения

    К сожалению, с пигментацией кожи не всегда все идет так, как должно. Например, люди с генетическим нарушением альбинизма имеют мало пигмента меланина или совсем не имеют его, что приводит к минимальному окрашиванию кожи, волос и глаз или его отсутствию; у большинства белые или светло-русые волосы и очень бледная кожа.

    Витилиго — еще одно заболевание, связанное с недостатком меланина. Это происходит, когда клетки, которые обычно производят меланин, перестают работать или умирают.

    С одной стороны, меланин является широкополосным УФ-абсорбентом и солнцезащитным кремом, обеспечивающим защиту как от УФ-А, так и от УФ-В-лучей. Под воздействием ультрафиолетового света производство и активность меланоцитов возрастают, а кожа темнеет по мере повышения уровня меланина.

    Обладая защитным действием, пигмент меланина — веснушки — может образовываться после пребывания на солнце.Меланин также служит антиоксидантом и поглотителем свободных радикалов, помогая избавиться от аномальных клеток, которые могут привести к заболеваниям.

    Объявление

    Упростите процедуру ухода за кожей

    Каждая бутылка прописанного врачом Nightly Defense изготовлена ​​для вас из тщательно отобранных, сильнодействующих ингредиентов и доставлена ​​к вашей двери.

    Учить больше

    Наступает переломный момент, когда повышенный уровень меланина не помогает, а повышает риск возникновения проблем.Увеличение выработки меланина, потемнение тона кожи и накопление концентрированных участков меланина в течение 48 часов после воздействия УФ-излучения могут увеличить риск рака кожи, такого как злокачественная меланома. Из двух основных типов УФ-лучей УФ-B в значительной степени отвечает за солнечный ожог. Оба типа могут вызвать рак кожи.

    Ученые говорят: «Пожалуйста, не собирайте солнечную энергию своим анальным отверстием».

    6 минут на чтение

    Хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы понять связь и подтвердить, что у них больше меланина, люди с более темной кожей, по-видимому, с меньшей вероятностью заболеют меланомой и другими видами рака кожи.Однако это возможно — безопасного загара не существует. Любой может заболеть раком кожи.

    Также неясно: рискуют ли люди с более темной кожей получать слишком мало витамина D, поскольку людям с темным оттенком кожи может потребоваться воздействие солнечного света по крайней мере в три-пять раз дольше, чтобы выработать такое же количество витамина D, как и человеку с белой кожей. делает (Наир, 2012).

    Слишком мало витамина D небезопасно. Помимо прочего, этот витамин помогает предотвратить сердечные заболевания, депрессию, грипп, рак и аутоиммунные заболевания.Поскольку только небольшое количество продуктов содержат витамин D, диетические добавки могут быть ответом для этих людей (Управление диетических добавок NIH, 2020).

    Нет доказательств того, что уровень меланина можно безопасно повысить с помощью пищевых добавок, витаминов или других средств. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США предупреждает, что не существует «волшебной таблетки» для ускорения загара при небольшом воздействии ультрафиолетового излучения (U.S. FDA, 2018).

    Но, хотя мгновенного решения проблемы не существует, питательная и сбалансированная диета, вероятно, поможет сохранить уровень меланина на должном уровне.Наиболее эффективен для упругой и здоровой кожи? Скорее всего, продукты, богатые витаминами-антиоксидантами (A, C и E).

    Считается, что антиоксиданты

    помогают предотвратить или отсрочить повреждение клеток кожи и другие типы повреждений, противодействуя окислительному стрессу от нестабильных молекул, называемых свободными радикалами (Liu-Sith, F, 2016).

    • Витамин A: Учитывая его антиоксидантный эффект, некоторые ученые утверждают, что этот жирорастворимый витамин больше, чем любой другой, может быть ключом к здоровой выработке меланина (Godic, 2014).Так что положите на тарелку рыбу, листовые зеленые овощи, брокколи, морковь, томатные продукты и другие оранжевые и желтые овощи.
    • Витамин C: Этот антиоксидант, вероятно, улучшает здоровье кожи, поддерживая иммунитет. Организм также использует его для выработки коллагена, белка и ранозаживляющего вещества, жизненно важного для укрепления кожи, а также волос, сухожилий, связок и т. Д., А также для предотвращения обвисания кожи. Американцы редко испытывают дефицит витамина С, но вы можете подстраховаться, употребляя много фруктов и овощей, богатых этим питательным веществом, таких как красный и зеленый перец, киви, брокколи, клубника, помидоры и печеный картофель.
    • Витамин E: Смягчающее и антиоксидантное средство, витамин E может защищать мембраны от повреждения ультрафиолетом. Попробуйте наносить составы непосредственно на кожу, чтобы уменьшить повреждение кожи, вызванное солнцем. И через продукты: используйте растительные масла и ешьте орехи, семена и зеленые листовые овощи.
    • Травы и растительные вещества: Цельные экстракты трав, содержащие ключевые витамины, могут помочь коже оставаться здоровой и хорошо заживать. Считается, что сложное сочетание ингредиентов зеленого и черного чая способствует заживлению кожи.То же самое с гелем алоэ вера (особенно после солнечных ожогов) и кунжутным маслом. Тем не менее, ни один из них не является убедительным доказательством того, что он играет роль в повышении выработки меланина (Korac, 2011).
    • Форсколин: Несмотря на волнение, вызванное «Письмом в редакцию» Института рака Дана-Фарбер в журнале Nature в 2006 году, нет никаких доказательств того, что экстракт корня индийского растения Coleus forskholii может увеличивать выработку меланина в организме человека ( Д’орацио, 2006; MSKCC, 2020). Хотя форсколин действовал как щит от вредных ультрафиолетовых лучей у мышей со светлой кожей, а также работал как средство для загара, исследование никогда не распространялось на людей.

    Хотите, чтобы производство меланина продолжало расти? Ограничьте пребывание на солнце и упакуйте эти овощи!

    1. Бреннер, М., и Хиринг, В. Дж. (2007). Защитная роль меланина от УФ-излучения в коже человека †. Фотохимия и фотобиология, 84 (3), 539–549. https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.2007.00226.x.
    2. Д’Оразио, Дж. А., Нобухиса, Т., Цуй, Р., Арья, М., Спрай, М., Вакамацу, К.,… Фишер, Д. Э. (2006). Стратегия местного применения лекарств и защита кожи, основанная на роли Mc1r в УФ-индуцированном загаре.Природа, 443 (7109), 340–344. https://doi.org/10.1038/nature05098. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16988713/
    3. Годич, А., Полйшак, Б., Адамич, М., и Дахман, Р. (2014). Роль антиоксидантов в профилактике и лечении рака кожи. Окислительная медицина и клеточное долголетие, 2014, 1–6. https://doi.org/10.1155/2014/860479. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/247

      /
    4. Интегративная медицина в онкологическом центре Memorial Sloan Kettering. (2020, апрель). Форсколин. Получено с https: // www.mskcc.org/cancer-care/integrative-medicine/herbs/forskolin.
    5. Ито, С., и Вакамацу, К. (2011). Разнообразие пигментации волос человека по данным химического анализа эумеланина и феомеланина. Журнал Европейской академии дерматологии и венерологии, 25 (12), 1369–1380. https://doi.org/10.1111/j.1468-3083.2011.04278.x.
    6. Korać, R., & Khambholja, K. (2011). Потенциал трав в защите кожи от ультрафиолета. Обзоры фармакогнозии, 5 (10), 164.https://doi.org/10.4103/0973-7847.91114 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22279374/
    7. Лю-Смит, Ф., & Мейскенс, Ф. Л. (2016). Молекулярные механизмы флавоноидов в синтезе меланина и потенциал для профилактики и лечения меланомы. Молекулярное питание и исследования пищевых продуктов, 60 (6), 1264–1274. https://doi.org/10.1002/mnfr.201500822 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26865001/
    8. Наир Р., Масих А. (2012). Витамин D: витамин «солнечного света». J. Pharmacol Pharmacother, 3 (2), 118-126.DOI: 10.4103 / 0976-500X.95506, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3356951/
    9. Управление пищевых добавок, Национальные институты здравоохранения. Витамин А. Получено с https://ods.od.nih.gov/factsheets/VitaminA-HealthProfessional/
    10. .
    11. Управление пищевых добавок, Национальные институты здравоохранения. Витамин D. Получено с https://ods.od.nih.gov/factsheets/VitaminD-HealthProfessional/.
    12. Шлессингер Д.И., Аноруо М.Д., Шлессингер Дж. Биохимия, Меланин.[Обновлено 27 апреля 2020 г.]. В: StatPearls [Интернет]. Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing; 2020 Янв. Доступно по адресу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459156/.
    13. Фонд рака кожи. Загар и твоя кожа. Источник: https://www.skincancer.org/risk-factors/tanning/.
    14. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. (2018, март) Таблетки для загара. Получено с: https://www.fda.gov/cosmetics/cosmetic-products/tanning-pills#:~:text=In%20their%20quest%20for%20the,to%20appear%20on%20the%20market.
    15. Вила, М. (2019). Нейромеланин, старение и уязвимость нейронов при болезни Паркинсона. Расстройства движения, 34 (10), 1440–1451. https://doi.org/10.1002/mds.27776. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31251435/

    Подробнее

    границ | Пигмент меланин в растениях: современные знания и перспективы на будущее

    Введение

    Коричневая и черная окраска семян — широко распространенный признак растений. Цвет может быть вызван меланином, который представляет собой высокомолекулярный пигмент, образующийся в результате окисления и полимеризации фенолов (Britton, 1985; Solano, 2014).Он присутствует во всех царствах живых организмов, но до сих пор остается самым загадочным пигментом растений. Отсутствие научного внимания к этому растительному пигменту объясняется отсутствием очевидных функций, которые можно было бы ему приписать (Thomas, 1955). Долгое время этот растительный пигмент не считался меланином, поскольку, согласно определению термина «меланин», которое было сформулировано на основе исследований меланина на животных, он должен быть азотсодержащим пигментом; меланин в растениях не содержит азота (Thomas, 1955; Prota, 1992).Сравнительные исследования черных пигментов, выделенных из микроорганизмов, растений и животных, выявили их общие физико-химические свойства, за исключением наличия азота (Nicolaus et al., 1964). Терминология была пересмотрена, и потребность в азоте была исключена из определения термина «меланин» (Britton, 1985; Solano, 2014). В настоящее время различают три типа меланина: эумеланины, феомеланины и алломеланины. Эумеланины — преобладающие формы, встречающиеся у животных и микроорганизмов, а также у некоторых грибов; феомеланины специфичны для высших животных, млекопитающих или птиц.Оба они являются производными тирозина, но феомеланины состоят из серосодержащих мономерных единиц, в основном бензотиазина и бензотиазола, вместо индольных единиц в эумеланинах. Меланин растений и грибов, лишенный азота, обычно называют алломеланином (другими меланинами). Это самая разнородная группа; его предшественники разнообразны. Меланин грибов может быть образован из гамма-глутамил-3,4-дигидроксибензола, катехола и 1,8-дигидроксинафталина, в то время как катехиновая, кофейная, хлорогеновая, протокатехиновая и галловая кислоты считаются возможными предшественниками в растениях (Лях, 1981). ; Белл, Уиллер, 1986; Солано, 2014).Благодаря уникальным свойствам меланина, таким как его стабильное состояние свободных радикалов, поглощение ультрафиолетового и видимого (УФ-видимого) света, а также способность к комплексообразованию и ионному обмену, эти пигменты привлекают растущий интерес как материалы для широкого спектра биомедицинских и технологических приложений (d’Ischia et al., 2015; Di Mauro et al., 2017; Vahidzadeh et al., 2018). Поскольку растительный меланин в большинстве случаев присутствует в недорогих сельскохозяйственных отходах (например, в виноградных выжимках и шелухе семян подсолнечника), он привлекает особое внимание.Продемонстрирован потенциал меланина из лузги подсолнечника в качестве сорбента с высокой энтеросорбционной эффективностью и антивозрастного агента в эластомерных композициях (Грачева, Желтобрюхов, 2019; Каблов и др., 2019).

    По сравнению с таковыми у животных и микроорганизмов, биохимические и молекулярно-генетические аспекты образования меланина у растений менее изучены. Одной из причин, помимо сложной полимерной природы пигмента, является то, что растительный меланин накапливается в твердых оболочках семян, где могут присутствовать другие соединения с аналогичным цветом, такие как проантоцианидины.Кажется очевидным, что отправной точкой любого биохимического и молекулярно-генетического исследования меланогенеза у растений является подтверждение меланической природы пигмента. Чтобы оценить текущее состояние исследований меланогенеза растений и наметить направления будущих исследований, в этом обзоре мы собрали данные о функциях, локализации и молекулярно-генетическом контроле образования меланина в семенах с акцентом на исследованиях, в которых меланическая природа пигмент подтвержден физико-химическими методами.

    Физико-химические методы идентификации и изучения меланинов растений

    Стандартный протокол обнаружения меланинов включает их щелочную экстракцию и последующее осаждение в кислых условиях (Sava et al., 2001). Извлеченный таким образом пигментный материал представляет собой темный глянцевый порошок, нерастворимый в воде и большинстве органических растворителей, частично растворим в концентрированной серной и азотной кислотах и ​​полностью растворим в гидроксиде натрия. При воздействии сильных окислителей, таких как перекись водорода, перманганат калия или бромная вода, пигмент теряет свой цвет, а воздействие хлорида железа приводит к осаждению хлопьевидного материала, который постепенно растворяется снова при повышении концентрации хлорида железа.Результаты реакций указывают на наличие хиноидных и фенольных групп в меланинах (Thomas, 1955; Fox, Kuchnow, 1965; Лях, 1981; Downie et al., 2003; Shoeva et al., 2020).

    Помимо химических тестов, были применены спектроскопические методы для подтверждения меланической природы пигментов. УФ-видимая спектроскопия наиболее широко используется для идентификации и количественного определения меланинов. Меланины различного происхождения характеризуются высоким поглощением в видимой и ультрафиолетовой областях спектра с максимумом в области 196–300 нм (Лях, 1981; Pralea et al., 2019). Для идентификации основных функциональных групп в макромолекулах меланина использовалась инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FT-IR). Типичные ИК-Фурье-спектры меланина включают характерные полосы для фенольных фрагментов, хинона, алифатических углеводородных групп и ароматической углеродной основы (Mbonyiryivuze et al., 2015; Pralea et al., 2019). Анализ ядерного магнитного резонанса (ЯМР) можно использовать для подтверждения присутствия в меланинах ароматических атомов водорода и углерода, метильных или метиленовых групп, связанных с атомами азота и / или кислорода, NH-группы, связанной с индолом, алкильных фрагментов (Pralea et al., 2019). Меланины являются парамагнитными биополимерами из-за наличия стабильных свободных радикалов, которые могут быть обнаружены с помощью спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) (Butterfield, 1982). Характерный сигнал ЭПР меланинов приписывают семихиноновым радикалам (Enochs et al., 1993).

    Благодаря использованию химических тестов в сочетании с некоторыми из описанных спектроскопических методов, меланическая природа черных пигментов в семенах была доказана для следующих видов: арбуз (Nicolaus et al., 1964), подсолнечник (Nicolaus et al., 1964; Грачева, Желтобрюхов, 2016), гречка (Журавель, 2010), виноград (Жеребин, Литвина, 1991), томат (Downie et al., 2003), ароматная маслина (Wang et al., 2006), ночной жасмин (Kannan and Ganjewala, 2009), кунжут (Panzella et al., 2012), ипомея (Park, 2012), черная горчица и рапс (Yu, 2013), каштан (Yao et al. , 2012), чеснок (Wang, Rhim, 2019), овес (Varga et al., 2016) и ячмень (Shoeva et al., 2020; Рисунок 1). Многообещающие результаты в определении структуры растительных меланинов были недавно получены с помощью матричной лазерной десорбции / ионизации-времяпролетной масс-спектрометрии (MALDI-TOF MS), которая была применена для определения структуры меланина овса, который оказался гомополимер, состоящий из p -кумаровой кислоты и состоящий в основном из низкомолекулярных олигомеров, состоящих из 3–9 мономерных звеньев (Varga et al., 2016).

    Рисунок 1 . Некоторые виды растений накапливают меланины в семенах; наличие меланинов подтверждено физико-химическими методами. Первый ряд (слева направо): каштан ( Castanea mollissima ) и овес ( Avena sativa ), второй ряд: подсолнечник ( Helianthus annuus ), арбуз ( Citrullus lanatus ) и ячмень ( Hordeum vulgare). ), третий ряд: гречка ( Fagopyrum esculentum ), виноград ( Vítis vinífera ) и ипомея ( Ipomoea purpurea ), четвертый ряд: кунжут ( Sesapum indicum ), рапс () и черная горчица ( Brassica nigra ).

    Хотя наличие меланинов было подтверждено в семенах нескольких видов растений, тот факт, что эти виды принадлежат к разным таксономическим группам, подразумевает более широкое распространение пигментов, чем это было продемонстрировано в настоящее время.

    Функции пигментов меланина в растениях

    Считается, что черная пигментация возникла в результате адаптации живых организмов к неблагоприятным условиям окружающей среды. Функциональное значение этого типа пигмента подробно рассмотрено для животных, насекомых и микроорганизмов (Solano, 2014; Cordero and Casadevall, 2017).Роль пигмента в растениях все еще неясна, но собранная информация показывает, что черный цвет может дать им некоторые преимущества.

    Как и у животных, окраска растений на основе меланина важна для маскировки. Например, у большинства диких злаков есть черная пигментация корпуса. Падающие на землю в зрелом состоянии семена, покрытые черной оболочкой, считаются невидимыми для птиц на фоне темной почвы (Zhu et al., 2011).

    Благодаря способности черных поверхностей поглощать больше солнечной энергии, чем светлые, и преобразовывать ее в тепло, теоретически семена с черными зернами могут созревать раньше, чем желтые.Сравнительное исследование староместных сортов ячменя с черными и белыми семенами показало, что первые имеют тенденцию созревать раньше, чем вторые (Ceccarelli et al., 1987).

    Меланины придают оболочке семян дополнительную механическую прочность, защищая их от повреждений. Более того, меланин обеспечивает устойчивость к насекомым и вредителям из-за своей токсичности (Jana and Mukherjee, 2014). У подсолнечника семена с черной оболочкой меньше повреждаются личинками крота, чем белые семена (Pandey and Dhakal, 2001).

    Поскольку меланины являются сильными антиоксидантами (Panzella et al., 2012; Lopusiewicz, 2018), они могут придать больше энергии семенам, которые их накапливают, и могут защитить семена при стрессе. Есть несколько примеров, подтверждающих эту гипотезу. У арбуза коричневые семена были более энергичными, чем семена светлого цвета; у них был более высокий вес семян, процент прорастания и всхожести, а также свежий и сухой вес проростков, чем у светлых семян (Mavi, 2010). У видов Brassica желтые семена с прозрачной оболочкой имеют более тонкую оболочку и меньше волокон, чем сорта с темными, более толстыми и более одревесневшими семенами (Marles and Gruber, 2004).Местные сирийские староместные сорта ячменя с черными семенами выращивают в наиболее засушливых регионах страны, в отличие от староместных сортов с белыми зернами, которые адаптированы к более мягким условиям выращивания (Ceccarelli et al., 1987). Сравнение этих образцов показало, что образцы с черными зернами более устойчивы к холоду и засухе, чем образцы с белыми зернами (Ceccarelli et al., 1987; Weltzien, 1988). Были предприняты попытки продемонстрировать защитные функции меланина в зерне ячменя в условиях засоления, засухи и токсичности кадмия с использованием точной генетической модели почти изогенных линий (НИЛ), различающихся по цвету зерна.Полученные данные показали, что меланин не дает проросткам ячменя каких-либо преимуществ в испытанных стрессовых условиях (Глаголева и др., 2019). Более убедительные результаты о защитных функциях меланинов были получены при тестировании устойчивости к патогенной инфекции. Сорта ячменя и овса с темной окраской колоса менее поражены инфекцией Fusarium , чем сорта без темных пигментов шелухи (Zhou et al., 1991; Лоскутов и др., 2016). Рекомбинантные инбредные линии ячменя (RIL) с черными зернами продемонстрировали более низкую заболеваемость фитофторозом Fusarium и меньшее накопление микотоксина дезоксиниваленола, чем RIL с желтыми зернами (Choo et al., 2015).

    Известно, что соединения, накапливающиеся в оболочках семян, влияют на период покоя и скорость прорастания семян (Debeaujon et al., 2000; Gu et al., 2011). Это верно в случае флавоноидных пигментов, но некоторые противоречивые результаты были получены в случае меланина. Например, два мутанта томата с темным семенником, вызванным меланином, показали низкую скорость прорастания и процентное содержание как воды, так и гиббереллина по сравнению с таковыми семян дикого типа, в которых не были обнаружены пигменты меланина (Downie et al., 2003). Однако сравнительное исследование всхожести семян ячменя НИЛ с разной окраской зерен не выявило различий между желтыми и черными зернами (Глаголева и др., 2019).

    На основании обобщенных данных можно сделать вывод, что меланины не являются необходимыми для растений. Поэтому их функциональную роль, скорее всего, сложно раскрыть. Однако широкое распространение этого пигмента предполагает его функциональное значение, которое еще предстоит определить для растений.

    Синтез меланина в растениях и его молекулярно-генетический контроль

    Синтез меланина в растениях связан с ферментативными реакциями потемнения, которые происходят в поврежденных тканях полифенолоксидазами (PPO), которые принадлежат к семейству Cu-содержащих оксидоредуктаз, которые способны воздействовать на фенолы в присутствии кислорода (Nicolas et al. ., 1994). Нарушение целостности клеточных компартментов из-за старения, ранения, взаимодействия с вредителями и патогенами или обращения во время послеуборочной обработки и хранения приводит к высвобождению PPO из пластид, где они расположены, в цитоплазму.PPO вступают в контакт с вакуумными фенольными субстратами и образуют высокореактивные o -хиноны. o -хиноны впоследствии либо подвергаются неферментативной полимеризации, либо взаимодействуют с другими соединениями, такими как тиолы, аминокислоты и пептиды, и образуют окрашенные продукты; они также могут медленно взаимодействовать с водой, приводя к образованию трифенолов, или могут быть восстановлены до исходных фенолов (рис. 2). Поскольку PPO вызывают нежелательное потемнение растительных продуктов, физико-химические свойства этих ферментов были изучены на многих экономически важных видах, включая in vitro, исследований субстратной специфичности очищенных ферментов (Jukanti, 2017; Taranto et al., 2017). Тем не менее, PPOs остаются одними из наиболее интенсивно изучаемых ферментов, поскольку ожидается, что они будут выполнять другие функции помимо ферментативной реакции потемнения; Из этих возможных функций функции, связанные с их локализацией в хлоропластах, представляют собой наиболее интригующую загадку (Sullivan, 2014; Boeckx et al., 2015, 2017).

    Рисунок 2 . Реакции, катализируемые полифенолоксидазой (PPO) (A и B), и реакции o -хинона (1–6) согласно Nicolas et al.(1994). Благодаря активности монофенолазы (или крезолазы) и дифенолазы (или катехолазы), PPO гидроксилируют монофенолы до o -дифенолов (A) и впоследствии окисляют o -дифенолы до o -хинонов (B) соответственно. Образующиеся o -хиноны могут реагировать с другой молекулой фенола с образованием димеров исходного фенола (реакция 1). Эти димеры с o -дифенольной структурой могут быть окислены либо ферментативно, либо другим o -хиноном до коричневого полимера.Путем нуклеофильного присоединения o -хиноны могут взаимодействовать с тиоловыми группами (реакция 2) или аминогруппами аминокислот или пептидов (реакция 3), в результате чего образуются соединения с o -дифенольной структурой, которые могут быть дополнительно окислены (с помощью лакказы). или кислород) или реагируют с избытком o -хинонов с образованием окрашенных продуктов. Вода может быть добавлена ​​к o -хинонам, что приводит к трифенолам, которые могут окисляться PPO или o -хинонами с образованием p -хинонов (реакция 4).Наконец, реакции с аскорбиновой кислотой или сульфитами приводят к регенерации исходного фенола (реакция 5). Все реакции неферментативные, за исключением реакций с лакказой и PPO. AA-NH * , аминокислоты или пептиды; Asc A, аскорбиновая кислота; R’-SH, небольшие тиоловые соединения (например, цистеин или глутатион).

    Под вопросом участие PPOs в образовании меланина в интактных тканях семян. До недавнего времени считалось, что пигменты меланина накапливаются внеклеточно в виде слоя фитомеланина.Это могло бы исключить участие расположенных в пластидах PPOs в образовании меланина и подразумевает некоторые другие окисляющие фенол ферменты с внеклеточной локализацией в качестве кандидатов на синтез меланина, такие как связанные с клеточной стенкой лакказы (Wang et al., 2015). Однако недавние наблюдения накопления меланина в меланопластах, происходящих из хлоропластов, идентифицированные в черных зернах ячменя (Shoeva et al., 2020), заставляют нас пересмотреть связь синтеза меланина со слоем фитомеланина. Слой фитомеланина был описан как черный, твердый, устойчивый материал, который заполняет межклеточные пространства между гиподермой и склеренхимой в околоплоднике некоторых видов семейства подсолнечников (Pandey and Dhakal, 2001).Химическая структура материала, составляющего слой фитомеланина, не определена. Некоторые авторы предполагают, что он не является меланином, и считают его производным поливинилового ароматического спирта (Pandey and Dhakal, 2001; Jana and Mukherjee, 2014). Однако одновременное присутствие слоя фитомеланина и меланина в семенах некоторых видов, например, в шелухе подсолнечника (Thomas, 1955; Rogers, Kreitner, 1983; Gracheva, Zheltobryukhov, 2016), затрудняет их различение. два срока.Поскольку образование меланина происходит внутриклеточно внутри пластид (Shoeva et al., 2020), а внеклеточный слой фитомеланина формируется в результате катаболизма гиподермальных клеток (Pandey and Dhakal, 2001), представляется вероятным, что синтез меланина и формирование слоя фитомеланина — это разные клеточные процессы, которые следует различать.

    Меланопласты были обнаружены только в семенах ячменя, и необходимы дополнительные исследования на семенах, накапливающих меланин, чтобы подтвердить локализацию синтеза меланина в этом типе пластид.Однако это открытие, помимо данных о наличии фенольных субстратов ПФО в хлоропластах (Запрометов, Николаева, 2003; Boeckx et al., 2017), позволяет предположить, что ПФО являются основным ферментом, участвующим в меланогенезе растений в интактных семенах. ткани. Эта гипотеза подтверждается данными молекулярной генетики, показавшими ассоциацию черного цвета семян с генами PPO. Например, были идентифицированы два комплементарных гена, определяющих черную пигментацию в рисовой шелухе: Ph2 , который кодирует PPO, и Bh5 , который кодирует транспортер тирозина (Fukuda et al., 2012). Однако меланическая природа черного пигмента в семенах риса химически не подтверждена; это можно было предположить только на основании наблюдаемой ассоциации. Ген, кодирующий PPO, был недавно идентифицирован как ген-кандидат, ответственный за пигментацию меланина в семенах арбуза (Li et al., 2020).

    У некоторых других видов растений в настоящее время имеются данные о способе генетической наследственности. Было показано, что наличие слоя фитомеланина в семянках подсолнечника является доминантным признаком, который моногенно контролируется геном Pml (Johnson and Beard, 1977).Исследования наследования паттерна пигментации в трех слоях околоплодника подсолнечника также убедительно подтверждают, что присутствие слоя фитомеланина (внешний слой околоплодника) контролируется одним доминантным геном (Mosjidis, 1982).

    У ячменя черный цвет шипов, вызванный меланином, находится под моногенным контролем локуса Blp (Costa et al., 2001). Сообщалось о трех доминантных аллелях, Blp1.b , Blp1.mb и Blp1.g , придающих экстремально черный, средний черный и светло-черный или серый цвета, соответственно.Сообщалось о соотношении сегрегации 3: 1 для скрещиваний между ячменями с разной интенсивностью пигментации семян (Woodward, 1941). На сегодняшний день локус Blp был сужен до 21 гена, и в качестве кандидата был предложен ген, кодирующий пурпурную кислотную фосфатазу (Long et al., 2019).

    Получены данные о метаболизме меланина в связи с другими метаболическими процессами, происходящими в семенах растений. Было показано, что семена ячменя темного цвета имеют более высокое содержание фенольных соединений и лигнина, чем неокрашенные семена.Поэтому было высказано предположение, что гены биосинтеза меланина могут быть связаны с путями биосинтеза фенилпропаноидов, такими как пути флавоноидов и лигнинов (Choo et al., 2005; Shoeva et al., 2016). Сравнительный анализ транскриптома, проведенный с использованием NIL ячменя с черными и неокрашенными семенами, продемонстрировал влияние доминантного аллеля Blp на экспрессию более тысячи генов, среди которых преобладали гены биосинтеза фенилпропаноидов и жирных кислот (Глаголева и др., 2017). В исследовании Ipomoea tricolor было показано, что накопление меланинов в семенной оболочке находится под контролем того же гена ItIVS , который кодирует фактор транскрипции с доменом bHLH, который регулирует биосинтез антоциана (Park, 2012). В томате эпистатический анализ мутанта bks , который накапливает темные пигменты меланина в семенниках, в отношении мутантов без антоцианов , синтез которых нарушен, показал, что bks действительно эпистатичен по отношению к мутантам без антоцианов .Данные подразумевают, что фенотип черного семени вызван повреждением в гене, необходимом для стадии перед ветвью биосинтеза флавоноидов (Downie et al., 2003). В подтверждение этого открытия было продемонстрировано, что гены пути биосинтеза флавоноидов не участвуют в образовании меланина в ячмене (Shoeva et al., 2016). Примеры демонстрируют, что сравнительные исследования молекулярной генетики представляют собой эффективное средство понимания синтеза меланина в контексте общих метаболических процессов, происходящих в тканях растений.

    Выводы и перспективы

    За последнее десятилетие исследования синтеза меланина в растениях значительно продвинулись вперед. Одним из достижений в этой области было признание того факта, что меланины широко распространены в царстве растений. Хотя их присутствие в оболочках семян все еще не связано с какой-либо очевидной функцией, их широкое распространение предполагает наличие некоторых функций, среди которых защита от патогенов является наиболее вероятной.Открытие ассоциации синтеза меланина с внутриклеточными пластидами можно признать еще одним достижением в исследовании меланина растений. Локализация синтеза меланина в пластидах оболочек зерен продемонстрирована только у одного вида; Для подтверждения этого вывода необходимы дополнительные исследования других видов растений. Более того, функциональное значение локализации PPOs в хлоропластах долгое время оставалось неразрешенной загадкой. Учитывая данные, кажется вероятным, что присутствие PPO в хлоропластах не является случайностью и может быть напрямую связано с меланогенезом.Как минимум, такую ​​связь следует изучить.

    Взносы авторов

    AG написала первоначальный черновик рукописи, OS и EK разработали ее концептуальное оформление. Все авторы просмотрели и отредактировали рукопись.

    Финансирование

    Стоимость подготовки и публикации обзора профинансирована Российским научным фондом, грант № 19-76-00018. AG была поддержана проектом ICG 0259-2019-0001.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    Авторы благодарят фотографа Александра Клепнева за микрофотографии семян растений, накапливающих меланин в своих конвертах, Гербарий ВИР (WIR) и руководителей отделов сбора семян за предоставленные семена ипомеи, кунжута, горчицы, ячменя и овса для фотосъемки.

    Список литературы

    Белл А.А. и Уиллер М.Х. (1986). Биосинтез и функции меланинов грибов. Annu. Rev. Phytopathol. 24, 411–451.DOI: 10.1146 / annurev.py.24.0.002211

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Беккс, Т., Винтерс, А. Л., Уэбб, К. Дж., И Кингстон-Смит, А. Х. (2015). Полифенолоксидаза в листьях: какое значение имеет хлоропластическая локализация? J. Exp. Бот. 66, 3571–3579. DOI: 10.1093 / jxb / erv141

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Беккс, Т., Винтерс, А., Уэбб, К. Дж., И Кингстон-Смит, А. Х. (2017). Обнаружение потенциальных хлоропластических субстратов для полифенолоксидазы предполагает их роль в неповрежденных листьях. Фронт. Plant Sci. 8: 237. DOI: 10.3389 / fpls.2017.00237

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Бриттон, Г. (1985). Биохимия природных пигментов . Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

    Google Scholar

    Баттерфилд, Д. А. (1982). «Мечение спина при болезни» в биологическом магнитном резонансе . изд. Л. Дж. Берлинер (Бостон, Массачусетс: Springer, США), 1–78.

    Google Scholar

    Чеккарелли, С., Грандо, С., и Ван Лер, Дж. А. Г. (1987). Генетическое разнообразие староместных сортов ячменя из Сирии и Иордании. Euphytica 36, 389–405. DOI: 10.1007 / BF00041482

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чу, Т. М., Вижье, Б., Хо, К. М., Чеккарелли, С., Грандо, С., и Франковяк, Дж. Д. (2005). Сравнение черного, пурпурного и желтого ячменя. Genet. Ресурс. Обрезать. Evol. 52, 121–126. DOI: 10.1007 / s10722-003-3086-4

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чу, Т.M., Vigier, B., Savard, M. E., Blackwell, B., Martin, R., Wang, J., et al. (2015). Черный ячмень как средство уменьшения загрязнения дезоксиниваленолом. Crop Sci. 55, 1096–1103. DOI: 10.2135 / cropci2014.05.0405

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Коста, Дж. М., Кори, А., Хейс, П. М., Джобет, К., Кляйнхофс, А., Копиш-Обуш, А. и др. (2001). Молекулярное картирование ячменя орегонского волка: фенотипически полиморфная популяция с двойными гаплоидами. Теор.Прил. Genet. 103, 415–424. DOI: 10.1007 / s001220100622

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Debeaujon, I., Léon-Kloosterziel, K. M., and Koornneef, M. (2000). Влияние семенника на покой, всхожесть и долголетие семян Arabidopsis . Plant Physiol. 122, 403–414. DOI: 10.1104 / стр.122.2.403

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ди Мауро, Э., Сюй, Р., Соливери, Г., и Сантато, К. (2017).Природные пигменты меланина и их взаимодействие с ионами и оксидами металлов: новые концепции и технологии. MRS Commun. 7, 141–151. DOI: 10.1557 / mrc.2017.33

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    d’Ischia, M., Wakamatsu, K., Cicoira, F., Di Mauro, E., Garcia-Borron, J.C., Commo, S., et al. (2015). Меланины и меланогенез: от пигментных клеток до здоровья человека и технологических приложений. Pigment Cell Melanoma Res. 28, 520–544. DOI: 10,1111 / шт.12393

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Дауни, А. Б., Чжан, Д., Дирк, Л. М. А., Такер, Р. Р., Пфайфер, Дж. А., Дрейк, Дж. Л. и др. (2003). Связь между материнским семенником и эмбрионом и / или эндоспермом влияет на свойства семенника томата. Plant Physiol. 133, 145–160. DOI: 10.1104 / стр.103.022632

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Enochs, W. S., Nilges, M. J., and Swanz, H. V.(1993). Стандартный тест для идентификации и характеристики меланина с помощью электронной парамагнитной (ЭПР) спектроскопии. Pigment Cell Res. 6, 91–99. DOI: 10.1111 / j.1600-0749.1993.tb00587.x

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Фокс, Д. Л., и Кучнов, К. П. (1965). Обратимый светоотражающий пигмент эластожаберных глаз: химическая идентичность с меланином. Наука 150, 612–614. DOI: 10.1126 / science.150.3696.612

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Фукуда, А., Симидзу, Х., Сирацучи, Х., Ямагути, Х., Одаира, Й., и Мочида, Х. (2012). Дополнительные гены, которые вызывают черную созревающую шелуху у растений F1 от скрещивания сортов риса индика и японика. Завод Производ. Sci. 15, 270–273. DOI: 10.1626 / pps.15.270

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Глаголева А.Ю., Шоева О.Ю., Хлесткина Е.К. (2019). «Сравнительная характеристика почти изогенных линий, различающихся локусом Blp в отношении устойчивости к абиотическому стрессу» в Текущие проблемы генетики, геномики, биоинформатики и биотехнологии растений , 89–91.Тезисы взяты из материалов пятой международной научной конференции PlantGen2019. DOI: 10.18699 / ICG-PlantGen2019-28

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Глаголева А.Ю., Шмаков Н.А., Шоева О.Ю., Васильев Г.В., Шацкая Н.В., Бёрнер А. и др. (2017). Метаболические пути и гены, идентифицированные с помощью анализа РНК-seq почти изогенных линий ячменя, различающихся по аллельному состоянию гена Black lemma и гена околоплодника ( Blp ). BMC Plant Biol. 17: 182. DOI: 10.1186 / s12870-017-1124-1

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Грачева Н.В., Желтобрюхов В.Ф. (2016). Способ получения меланинов из лузги подсолнечника и изучения его антиоксидантной активности. Новости Казань Технол. Univ. 19, 154–157.

    Google Scholar

    Грачева Н.В., Желтобрюхов В.Ф. (2019). Сорбционные свойства меланинов лузги подсолнечника. Pharm. Chem. J. 53, 337–341. DOI: 10.1007 / с11094-019-02002-2

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Гу, X. Y., Фоли, М. Э., Хорват, Д. П., Андерсон, Дж. В., Фенг, Дж., Чжан, Л. и др. (2011). Связь между покоем семян и окраской околоплодника контролируется плейотропным геном, который регулирует синтез абсцизовой кислоты и флавоноидов в сорном красном рисе. Генетика 189, 1515–1524. DOI: 10.1534 / genetics.111.131169

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Яна, Б.К., и Мукерджи, С. К. (2014). Заметки о распределении слоя фитомеланина у высших растений — краткое сообщение. J. Pharm. Биол. 4, 131–132.

    Google Scholar

    Джонсон, А. Л., и Берд, Б. Х. (1977). Повреждения подсолнечника и наследование слоя фитомеланина в семянках подсолнечника. Crop Sci. 17, 369–372. DOI: 10.2135 / cropci1977.0011183X001700030007x

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Джуканти, А. (2017). Полифенолоксидазы (ППО) в растениях . Сингапур: Спрингер.

    Google Scholar

    Каблов В. Ф., Новопольцева О. М., Грачева Н. В., Желтобрюхо В. Ф., Дао П. К. (2019). Перспективы применения меланинов в качестве антивозрастных средств в эластомерных композициях. Вьетнам J. Chem. 57, 255–260. DOI: 10.1002 / vjch.201960024

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Каннан П. и Ганжевала Д. (2009). Предварительная характеристика меланина, выделенного из плодов и семян nyctanthes arbor-tristis. J. Sci. Res. 1, 655–661. DOI: 10.3329 / jsr.v1i3.2005

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Li, B., Lu, X., Gebremeskel, H., Zhao, S., He, N., Yuan, P., et al. (2020). Генетическое картирование и открытие гена-кандидата окраски оболочки черных семян арбуза ( Citrullus lanatus ). Фронт. Plant Sci. 10: 1689. DOI: 10.3389 / fpls.2019.01689

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лонг, З., Цзя, Ю., Tan, C., Zhang, X.-Q., Angessa, T., Broughton, S., et al. (2019). Генетическое картирование и эволюционный анализ признака черного зерна ячменя. Фронт. Plant Sci. 9: ​​1921. DOI: 10.3389 / fpls.2018.01921

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лопусевич, Л. (2018). Антиоксидантные, антибактериальные свойства и оценка светового барьера сырых и очищенных меланинов, выделенных из семян Citrullus lanatus (арбуз). Herba Pol. 64, 25–36. DOI: 10.2478 / hepo-2018-0008

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лоскутов И.Г., Блинова Е.В., Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю. (2016). Ценные характеристики генотипов овса и устойчивость к болезни Fusarium . Вавилов Ж. Генет. Порода. 20, 286–294. DOI: 10.18699 / VJ16.151

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лях, С. П. (1981). Микробный меланогенез и его функции. Наука , 22–270.

    Google Scholar

    Марлес, М.С., и Грубер, М.Ю. (2004). Гистохимическая характеристика неэкстрагируемых пигментов оболочки семян и количественное определение экстрагируемого лигнина в Brassicaceae. J. Sci. Продовольственное сельское хозяйство. 84, 251–262. DOI: 10.1002 / jsfa.1621

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мави, К. (2010). Взаимосвязь между цветом кожуры и качеством семян арбуза Crimson sweet. Hortic. Sci. 37, 62–69. DOI: 10.17221 / 53/2009-HORTSCI

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мбонырьивузе, А., Мвакикунга, Б., Дхламини, С. М., и Мааза, М. (2015). Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье для сепии меланина. Phys. Матер. Chem. 3, 25–29. DOI: 10.12691 / PMC-3-2-2

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Мосжидис, Дж. А. (1982). Наследование окраски околоплодника и венчика цветков диска у подсолнечника. J. Hered. 73, 461–464. DOI: 10.1093 / oxfordjournals.jhered.a109698

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Николас, Дж.Дж., Ричард-Форгет, Ф. К., Гупи, П. М., Амиот, М., и Обер, С. Ю. (1994). Ферментативные реакции потемнения в яблоках и яблочных продуктах. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 34, 109–157. DOI: 10.1080 / 10408399409527653

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Пандей, А. К., и Дхакал, М. Р. (2001). Фитомеланин в композитах. Curr. Sci. 80, 933–940.

    Google Scholar

    Панцелла, Л., Эйденбергер, Т., Наполитано, А., и Д’Искиа, М. (2012). Черный кунжутный пигмент: очистка на основе анализа DPPH, антиоксидантные / антиинитрозионные свойства и идентификация структурного маркера деградации. J. Agric. Food Chem. 60, 8895–8901. DOI: 10.1021 / jf2053096

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Парк, К. И. (2012). Белок bHLH частично контролирует пигментацию проантоцианидина и фитомеланина в семенных оболочках ипомеи Ipomoea tricolor . Hortic.Environ. Biotechnol. 53, 304–309. DOI: 10.1007 / s13580-012-0006-6

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Pralea, I.E., Молдован, R.C., Petrache, A.M., Ilie, M., Hegheș, S.C., Ielciu, I., et al. (2019). От экстракции до передовых аналитических методов: проблемы анализа меланина. Внутр. J. Mol. Sci. 20: 3943. DOI: 10.3390 / ijms20163943

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Прота, Г. (1992). Меланины и меланогенез .Лондон: Academic Press.

    Google Scholar

    Роджерс К. Э. и Крейтнер Г. Л. (1983). Фитомеланин семянок подсолнечника: механизм устойчивости околоплодника к истиранию личинками подсолнечной моли ( Lepidoptera : Pyralidae ). Environ. Энтомол. 12, 277–285. DOI: 10.1093 / ee / 12.2.277

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сава, В. М., Ян, С.-М., Хун, М.-Й., Янг, П.-К., и Хуанг, Г.С. (2001). Выделение и характеристика меланических пигментов, полученных из чая и полифенолов чая. Food Chem. 73, 177–184. DOI: 10.1016 / S0308-8146 (00) 00258-2

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шоева О.Ю., Мурсалимов С.Р., Грачева Н.В., Глаголева А.Ю., Бёрнер А., Хлесткина Е.К. (2020). Образование меланина в зерне ячменя происходит в пластидах клеток околоплодника и лузги. Sci. Отчет 10: 179. DOI: 10.1038 / s41598-019-56982-y

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шоева О.Ю., Мокка Х.-П., Кукоева Т.В., Бёрнер А., Хлесткина Е. К. (2016). Регуляция генов пути биосинтеза флавоноидов в пурпурных и черных зернах Hordeum vulgare . PLoS One 11: e0163782. DOI: 10.1371 / journal.pone.0163782

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Солано, Ф. (2014). Меланины: пигменты кожи и многое другое — типы, структурные модели, биологические функции и пути образования. New J. Sci. 2014, 1-28. DOI: 10.1155 / 2014/498276

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Таранто, Ф., Pasqualone, A., Mangini, G., Tripodi, P., Miazzi, M., Pavan, S., et al. (2017). Полифенолоксидазы в сельскохозяйственных культурах: биохимические, физиологические и генетические аспекты. Внутр. J. Mol. Sci. 18: 377. DOI: 10.3390 / ijms18020377

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Томас, М. (1955). «Меланины» в Современные методы анализа растений / Moderne Methoden der Pflanzenanalyse . ред. К. Паеч и М. В. Трейси (Гейдельберг, Берлин: Springer), 661–675.

    Google Scholar

    Вахидзаде, Э., Калра, А. П., и Шанкар, К. (2018). Электроника на основе меланина: от протонных проводников до фотовольтаики и не только. Biosens. Биоэлектрон. 122, 127–139. DOI: 10.1016 / j.bios.2018.09.026

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Варга, М., Беркеси, О., Дарула, З., Мэй, Н. В., и Паладьи, А. (2016). Структурная характеристика алломеланина черного овса. Фитохимия 130, 313–320. DOI: 10.1016 / j.phytochem.2016.07.002

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ван, Дж., Фэн, Дж., Цзя, В., Чанг, С., Ли, С., и Ли, Ю. (2015). Инженерия лигнина через модификацию лакказы: перспективная область для совершенствования энергетических установок. Biotechnol. Биотопливо 8: 145. DOI: 10.1186 / s13068-015-0331-y

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ван Х., Пань Й., Тан X. и Хуанг З. (2006). Выделение и характеристика меланина из семян Osmanthus Fragrans ’. LWT Food Sci. Technol. 39, 496–502. DOI: 10.1016 / j.lwt.2005.04.001

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ван, Л. Ф., и Рим, Дж. У. (2019). Выделение и характеристика меланина из черного чеснока и чернил сепии. LWT 99, 17–23. DOI: 10.1016 / J.LWT.2018.09.033

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Weltzien, E. (1988). Оценка популяций староместных сортов ячменя ( Hordeum vulgare L.), происходящих из различных регионов Ближнего Востока. Растение породы. 101, 95–106.DOI: 10.1111 / j.1439-0523.1988.tb00273.x

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Вудворд, Р. У. (1941). Наследование меланиноподобного пигмента в чешуях и зернах ячменя. J. Agric. Res. 63, 21–28.

    Google Scholar

    Яо, З., Ци, Дж., И Ван, Л. (2012). Выделение, фракционирование и характеристика меланин-подобных пигментов из раковин каштана ( Castanea mollissima ). J. Food Sci. 77, 671–676. DOI: 10.1111 / j.1750-3841.2012.02714.x

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Запрометов М. Н., Николаева Т. Н. (2003). Хлоропласты, выделенные из листьев фасоли, способны к биосинтезу фенольных соединений. Русс. J. Plant Physiol. 50, 623–626. DOI: 10.1023 / A: 1025683922953

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Жеребин Ю. Л., Литвина Т. М. (1991). Производство водорастворимых фитомеланинов. Chem. Nat. Compd. 27, 649–650.DOI: 10.1007 / BF00630388

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чжоу, X., Чао, М., и Лян, X. (1991). Скрининг и тестирование сортов ячменя на устойчивость к парше. Acta Phytophylacica Sin. 18, 261–265.

    Google Scholar

    Zhu, B.-F., Si, L., Wang, Z., Jingjie Zhu, Y. Z., Shangguan, Y., Lu, D., et al. (2011). Генетический контроль перехода от черной к соломенно-белой оболочке семян при одомашнивании риса. Plant Physiol. 155, 1301–1311.DOI: 10.1104 / стр.110.168500

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Журавель О.И. (2010). Изучение меланина околоплодника гречихи (Fagopyron saggitatum). Фармацевтический журнал 6, 93–96.

    Google Scholar

    Меланин — обзор | ScienceDirect Topics

    Характеристики меланина и нейромеланина (NM) — сходство и несходство

    Меланин — это черный пигмент, синтезируемый неферментным или ферментативным путем из дофамина, l-DOPA и l-тирозина.Меланин-содержащие клетки, включая катехоламинергические (КА) клетки в головном мозге и меланоциты волос и кожи, пигментные клетки внутреннего уха, радужной оболочки и сосудистой оболочки глаза, происходят из нервного гребня. Однако путь синтеза, химическая структура и функция меланина сильно различаются в нервных и периферических клетках. У взрослых CA нейронов черной субстанции (SN), голубого пятна (LC) и дополнительных локусов ствола головного мозга NM продуцируется в цитоплазме в основном за счет аутоокисления дофамина.Однако также был предложен ферментативный синтез NM тирозингидроксилазой, пероксидазой, простагландин-H-синтазой и фактором ингибирования миграции макрофагов. В меланоцитах тирозиназа синтезирует 1-ДОФА, а затем ДОФА-хинон из 1-тирозина в меланосомах. Тирозиназная мРНК и промоторная активность обнаруживаются в SN, но тирозиназозависимый синтез не происходит в головном мозге человека, хотя он действительно происходит в пигментированном эпителии сетчатки.

    NM, выделенный из SN человека, представляет собой большую агрегированную структуру, состоящую из трех основных компонентов, меланина, белка и липида, с различной электронной плотностью.Полимер меланина имеет самую высокую плотность, а белковый компонент показывает промежуточную плотность, тогда как третий липидный компонент является полупрозрачным. Компонент меланина представляет собой смесь классов меланина, черно-коричневого «эумеланина» и желто-красного «феомеланина» в соотношении 4–3: 1. Эумеланин состоит из производных индола, образующихся путем автоокисления дофамина, тогда как феомеланин содержит молекулы бензотиазина из включены цистеин или GSH с дофамин-хиноном, полученным из дофамина путем автоокисления.Белковые компоненты ковалентно связаны с ЯМ, составляют 5–15% изолированной молекулы и включают в основном лизосомные белки, помимо белков, связанных с митохондриями, цитозолем и эндоплазматическим ретикулумом, как обнаружено с помощью субклеточной протеомики. Белковые компоненты получают в результате реакции полимера меланина и белков или дофамина (хинона), связанного с цистеиниловым остатком пептидных цепей. Липидные компоненты составляют до 20% массы и определены как 1% холестерина и 14% полиизопреноидного долихола.Липидный компонент адсорбируется на НМ, а не интегрируется в структуру. Было высказано предположение, что гранулы NM происходят из липофусцина, липидсодержащего пигмента, но теперь эта гипотеза оспаривается тем фактом, что липофусцин локализован в лизосомах, продуцируется также в глии и повсеместно распределяется в головном мозге.

    Высшая структура молекулы NM представляет собой многослойную трехмерную структуру, подобную синтетическому и природному меланину, как показали исследования дифракции рентгеновских лучей.Совсем недавно атомно-силовая микроскопия выявила сферическую структуру гранул НМ диаметром около 30 нм. Сферическая структура NM состоит из ядра феомеланина с более высоким окислительным потенциалом и менее окислительно-восстановительной поверхностью эумеланина. Однако эта модель не может объяснить появление свободных сульфгидрильных (SH) остатков на поверхности НМ.

    NM сильнее всего связывает железо, а цинк, медь, марганец, хром, кобальт, ртуть, свинец и кадмий на 1,5% массы, а остальные 2–5% связаны с натрием, калием, кальцием и другими неорганическими соединениями.Железо связывается с НМ в двух разных местах: катехиновые группы, образующие металлические центры в решетке, и железо-кислородные каркасы небольшого размера в нерастворимой матрице НМ. В дофаминовых нейронах SN железо связывается в основном с NM и составляет 10–20% от общего количества железа, а остальное хранится в микроглии как связанное с ферритином.

    Меланин | биологический пигмент | Britannica

    Меланин , темный биологический пигмент (биохром), обнаруженный в коже, волосах, перьях, чешуе, глазах и некоторых внутренних оболочках; он также обнаружен в брюшине многих животных ( e.г., лягушек), но его роль там не выяснена. Меланин образуется как конечный продукт в процессе метаболизма аминокислоты тирозина, меланины заметны в темных родинках кожи человека; в черных кожных меланоцитах (пигментных клетках) большинства темнокожих людей; и в виде коричневых диффузных пятен на эпидермисе.

    Меланизм относится к отложению меланина в тканях живых животных. Химический состав процесса зависит от метаболизма аминокислоты тирозина, отсутствие которого приводит к альбинизму или отсутствию пигментации.Меланизм также может возникать патологически, например, при злокачественной меланоме, раковой опухоли, состоящей из пигментированных меланином клеток.

    Подробнее по этой теме

    окраска: Меланины

    Эти пигменты дают желтовато-коричневый, красно-коричневый, коричневый и черный цвета. Меланин s широко встречается в перьях птиц; в волосах, …

    Мелановая пигментация имеет множество преимуществ: (1) Она является барьером против воздействия ультрафиолетовых лучей солнечного света.Например, под воздействием солнечного света эпидермис человека постепенно загорает в результате увеличения пигмента меланина. (2) Это механизм поглощения тепла солнечного света, функция, которая особенно важна для хладнокровных животных. (3) Он укрывает некоторых животных, которые становятся активными в сумерках. (4) Он ограничивает попадание лучей света в глаз и поглощает рассеянный свет внутри глазного яблока, обеспечивая большую остроту зрения. (5) Он обеспечивает стойкость к истиранию благодаря молекулярной структуре пигмента.Например, многие живущие в пустыне птицы имеют черное оперение как приспособление к абразивной среде обитания.

    «Промышленный» меланизм встречался в определенных популяциях бабочек, у которых преобладающая окраска изменилась с бледно-серых на темные особи. Это яркий пример быстрых эволюционных изменений; это произошло менее чем за 100 лет. Это происходит у видов бабочек, выживание которых днем ​​зависит от слияния со специализированным фоном, таким как лишайниковые стволы деревьев и ветви.Промышленное загрязнение в виде сажи убивает лишайники и затемняет деревья и землю, тем самым разрушая защитный фон светлой моли, которую быстро собирают и поедают птицы. Затем мелановая моль из-за своего камуфляжа становится предпочтительной. «Промышленные» меланические бабочки возникли в результате повторяющихся мутаций и распространились посредством естественного отбора. См. Окраску ; кожный покров.

    Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

    Меланин 101: все, что вам нужно знать о пигментации кожи — Уход за кожей SLMD, Сандра Ли, доктор медицины

    Может быть, вы слышали, что более глубокий оттенок кожи создается большим количеством меланина — возможно, вы даже слышали, как люди называют себя «богинями меланина». Но что такое меланин и как из-за этого должен измениться уход за кожей?

    Что такое меланин?

    Меланин — это пигмент, придающий нашей коже оттенок. В организме каждого человека вырабатывается меланин — его различные концентрации определяют цвет нашей кожи и волос.Меланин также придает цвет вашим волосам, глазам и даже областям мозга и надпочечникам. Есть два разных типа: эумеланин и феомеланин. Эумеланин создает более коричневые оттенки, а Феомеланин отвечает за красноватые цвета. У людей с более темным оттенком кожи и цвета волос может быть больше эумеланина, а у рыжих может быть больше феомеланина. Когда вырабатывается избыток меланина, возникают загар, кожные заболевания, такие как меланодермия, темные пятна и гиперпигментация.

    Что вызывает выработку излишка меланина?

    Меланин — это естественная функция, но слишком много его может вырабатываться меланоцитами в ответ на ультрафиолетовые лучи (наблюдаемые при загар или солнечных ожогах) и травмы, такие как царапины или прыщи (наблюдаемые при поствоспалительной гиперпигментации).Чтобы бороться с воздействием солнца или повреждением кожи, чтобы восстановить кожу и вылечить ее, меланоциты (которые находятся в слое дермы нашей кожи) стимулируются высвобождением избыточных отложений меланина, которые образуют темные пятна на верхнем слое (эпидермисе) наша кожа.

    Есть ли способ уменьшить признаки избыточного производства меланина?

    Да, есть ингредиенты, которые могут помочь уменьшить появление темных пятен, возникающих в результате акне, меланодермии и пребывания на солнце.По мнению дерматологов, золотым стандартом коррекции темных пятен является гидрохинон. Гидрохинон улучшает внешний вид темных пятен за счет уменьшения количества меланина, производимого вашей кожей — как за счет уменьшения количества меланина, вырабатываемого каждым меланоцитом, так и за счет полного избавления от некоторых меланоцитов.

    Когда дело доходит до эффективности гидрохинона, ключевым моментом является последовательность! Ежедневное применение продуктов с гидрохиноном поможет постепенно улучшить внешний вид темных пятен и осветлить общий цвет лица.Наш любимый корректор темных пятен? Исправление темных пятен SLMD.

    Мораль рассказа?

    Воздействие солнца может усилить цвет любых темных пятен на коже. В дополнение к средствам для коррекции темных пятен солнцезащитный крем является ключевым фактором! SPF предотвращает физические признаки производства меланина (гиперпигментацию) и мутации клеток, которые потенциально могут вызвать рак кожи.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *