Шлях виробництва меланіну; Новини-Медичні

Застереження: Ця сторінка є автоматичним перекладом цієї сторінки спочатку англійською мовою. Зверніть увагу, оскільки переклади створюються машинно, не всі переклади будуть ідеальними. Цей веб-сайт та його веб-сторінки призначені для читання англійською мовою. Будь-який переклад цього веб-сайту та його веб-сторінок може бути неточним і неточним, повністю або частково. Цей переклад подано на практиці.

шлях

Меган Найт, BSC

Що таке меланін ?

Меланін - важливий пігмент, присутній у хребетних. Тип і швидкість синтезованого меланіну визначає колір шкіри та волосся. Меланін - це легкий абсорбуючий полімер, отриманий з незамінної амінокислоти тирозину, який розсіює УФ-світло і перетворює його в тепло. Здатність меланіну поглинати світло має багато захисних функцій у хребетних, включаючи маскування, захист від пошкоджуючого сонячного опромінення UVA та UVB та терморегуляцію.

Популяції, що виробляють більш високий рівень епідермального меланіну, мають низькі показники раку шкіри завдяки його фотозахисним якостям.

Меланін також діє як антибіотик і пул вільних радикалів. Завдяки широкому спектру функцій меланін експресується в багатьох місцях людського тіла, включаючи шкіру, волосся, очі та мозок. Однак конкретна роль меланіну в цих тканинах недостатньо вивчена.

Основними видами меланіну є:

  • Феомеланін - апельсин з червоним пігментом, що виражається у волоссі та шкірі. Погіршені захисні властивості від пошкодження ДНК, викликаного УФ-випромінюванням.
  • Еумеланін - коричневий до чорний пігмент, що виражається у волоссі та шкірі. Більш високі захисні властивості проти пошкодження ДНК, спричиненого УФ-випромінюванням.
  • Нейромеланін - експресується в декількох регіонах мозку. Його втрата пов’язана з декількома неврологічними розладами.

Меланоцити та меланогенез

Меланін синтезується в меланосомах, які називаються цитоплазматичними органелами, які залишаються в клітинах шкіри, які називаються меланоцитами, і волосяними фолікулами. Цей процес відомий як меланогенез.

Меланоцити експресують високополіморфний ген, який кодує білковий рецептор меланокортинового рецептора, який називається 1 (GPCR) (MC1R). У людини існує понад 100 варіантів MC1R, кожен з різними рівнями активності. Окрім виробництва меланіну, рівень активності MC1R у меланоцитах є важливим фактором, що визначає колір шкіри людини.

Меланоцити в основному приурочені до основного шару епідермісу, де вони утворюють епідермальний елемент "меланіну", що складається з меланоцита, близько 36 кератиноцитів і клітини Лангерганса.

Ультрафіолетове випромінювання як регулятор меланогенезу

Важливим зовнішнім регулятором меланогенезу є ультрафіолетове випромінювання (УФР), включаючи UVA та UVB світло. Це головний стимул для виробництва меланіну, що призводить до індукованої пігментації шкіри, або до «засмаги». Інші подразники меланогенезу включають андрогени, що є природним стероїдним гормоном, та медіатори запалення.

УФР збільшує проліферацію та рекрутинг меланоцитів до епідермісу, а також вироблення меланосом. Це відбувається через підвищений рівень активних форм кисню, що спричинює пошкодження ДНК та активацію ферментів, що беруть участь у меланогенезі, таких як тирозиназа. Тривалі періоди високого рівня впливу УФ-світла можуть спричинити значні пошкодження ДНК. Це може призвести до запрограмованої загибелі клітин (або апоптозу) уражених клітин шкіри, що також є причиною "сонячних опіків".

В інших клітинах запускається шлях контролю пошкодження ДНК. Таким чином, фактор транскрипції та білок супресор пухлини p53 стабілізується та активується в кератиноцитах з пошкодженням ДНК. Це призводить до збільшення виробництва меланоцитостимулюючого гормону (МСГ). Потім MSH зв'язується з рецепторами MC1R, експресованими на меланоцитах, генеруючи реакцію, що повторюється підсилювачем.

табір активує протеїнкіназу А, яка фосфорилює фактор транскрипції елемента відповіді табору (CREB). CREB підвищує експресію пов'язаного з мікрофальмією фактора транскрипції (MITF), в результаті чого відбувається регуляція ферментів, що беруть участь у меланогенезі, та білків, що транспортують меланосоми. MITF також може бути активований мітоген-активованими протеїнкіназами (MAPK).

табірний та PLAN-кіназний шляхи, запущені після течії від індукованого УФР пошкодження ДНК, синтезують амінокислоту тирозин. Тирозин перетворюється ферментом тирозиназою, активованим УФР, в допахінон. Сам допахінон може бути перетворений в еумеланін або може бути перетворений в допахром, який потім перетворюється в еумеланін. Допахінон також може бути перетворений в цистеїніл-допу, який перетворюється на феомеланін. Нестача тирозину пов’язана з альбінізмом, який характеризується втратою пігментації шкіри та волосся.

Потім меланосоми транспортуються з меланоцитів у кератиноцити, які залишаються у верхніх шарах епідермісу. У кератиноцитах мембрана меланосоми руйнується лізосомальними ферментами. Це вивільняє меланін у цитоплазму, де він утворює „меланіновий капюшон” навколо генетичного матеріалу клітин. Це захищає ДНК від подальших ультрафіолетових пошкоджень.