Produkcia melanínu

Produkcia melanínu, ktorý sa vyskytuje prostredníctvom špecializovaných bazálnych buniek v epiderme, melanocytov, slúži predovšetkým na ochranu pokožky a bunkových jadier kožných buniek pred škodlivou UV zložkou na slnku. Melanocyty sú schopné syntetizovať kožný pigmentový melanín z neesenciálneho proteínogénneho aminokyselinového L-tyrozínu. Po druhé, individuálne zloženie melanínov ovplyvňuje farbu vlasov a očí.

Čo je produkcia melanínu?

Biokatalytická syntéza melanínu melanocytmi sa nazýva produkcia melanínu. Melanocyty sa nachádzajú priamo na bazálnej membráne, najnižšej vrstve hornej kože (epidermis) a zásobujú keratinocyty pigmentovým melanínom, pričom jeden melanocyt dodáva niekoľko keratinocytov súčasne prostredníctvom bunkových rozšírení (dendritov).

Keratinocyty postupne migrujú z bazálnej membrány do hornej vrstvy kože v priebehu svojho 28-denného životného cyklu, kde sú exfoliované ako malé rohaté doštičky.

Produkcia melanínov melanocytov je riadená hlavne dopadajúcim UVB svetlom. U ľudí pozostáva melanín zo zmiešanej formy nahnedlých až načernavých eumelanínov, ktoré sa syntetizujú z neesenciálnych proteínogénnych aminokyselín L-tyrozínu a levodopy a zo žltkastých až načervenalých faloomelanínov obsahujúcich síru. Melanocyty syntetizujú a „ukladajú“ melanín vytvorený v malých vezikulách, melanozómy. Prenos farebných pigmentov na keratinocyty sa uskutočňuje pomocou melanozómov. Zloženie vyrobených melanínov, t.j. zmiešavací pomer medzi eumelanínmi a feomelanínmi, je do značnej miery geneticky stanovené.

Funkcia a úloha

Hlavnou úlohou výroby melanínu v epiderme je chrániť vrchnú vrstvu kože, epidermis alebo epidermis, pred poškodením spôsobeným nadmerným UV žiarením. Hlavnú úlohu a funkciu preberajú melanocyty, ktoré syntetizujú nielen farebné pigmenty, ale tiež ich prenášajú do keratinocytov, kde melanín chráni bunkové jadro a tiež chráni ostatné organely pred škodlivou UV zložkou slnečného žiarenia.

Keratinocyty obohatené melanínom spôsobujú, že pokožka je tmavšia a hnedšia. Trvá niekoľko týždňov, kým je koža úplne „opálená“, pretože melanocyty môžu melanínom dodávať iba najnižšie vrstvy keratinocytov a najnižšie keratinocyty „dorazia“ až po 28 dňoch na povrch kože.

Je veľmi pravdepodobné, že ochrana proti UV žiareniu u červenovlasých a svetlovlasých ľudí s obzvlášť ľahkým typom pleti, ktorých melaníny obsahujú vysoký podiel phomeomelanínov, má menšiu ochranu pred UV žiarením ako tmavo hnedé alebo čierne vlasy.

Priamy prínos produkcie melanínu pre človeka spočíva v skutočnosti, že melanín poskytuje počiatočnú ochranu fotografie bezprostredne po silnom UV žiarení premenou excitovaných molekúl na teplo. Krátkodobá foto ochrana zabraňuje rozvoju voľných radikálov a takzvaných reaktívnych kyslíkových foriem.

Ďalšia rýchlo účinná ochrana je vytvorená okamžitou pigmentáciou po UV žiarení. V tomto prípade melanocyty už dodali kožným bunkám prekurzory melanínu, ktorý sa pomocou UV žiarenia mení na melanín, to znamená, že sa nemusí novo syntetizovať. Táto ochrana je však iba mierne účinná a reverzibilná. Takto vyčinená pokožka stráca svoju farbu po niekoľkých dňoch, ak už nedochádza k ďalšiemu UV žiareniu. Dlhodobejšia a silnejšia ochrana je dôsledkom trvalej pigmentácie epidermy, keď je vystavená UV žiareniu takmer denne.

Choroby a choroby

Najčastejšie choroby a ťažkosti spojené s produkciou melanínu sú nadmerné alebo nedostatočné fungovanie melanocytov, ktoré môžu byť vyvolané príliš veľkým alebo príliš malým počtom melanocytov alebo poruchou syntézy melanínu. Nadmerná a nedostatočná funkčnosť sa zvyčajne prejavuje vo forme porúch pigmentácie na koži, ktoré sa vyskytujú v dôsledku dedičných genetických defektov alebo sa získali vonkajšími vplyvmi.

Veľmi zriedkavým a úplným zlyhaním výroby melanínu je takzvaný albinizmus, ktorý sa prejavuje v extrémne bielej pokožke, ktorá je vysoko citlivá na UV žiarenie, ako aj na biele vlasy a svetlo šedé oči.

Známou poruchou pigmentu, ktorá sa vyskytuje predovšetkým na končatinách, tvári a genitáliách, je vitiligo, ktoré sa zvyčajne začína v detstve a postupne sa v priebehu života zvyšuje. Zvláštnosť je zrejmá vďaka nepravidelným bielym škvrnám na pokožke. Je to pravdepodobne autoimunitné ochorenie, v priebehu ktorého sa melanocyty v určitých oblastiach kože ničia.

Známe hyperpigmentácie sú pečeňové škvrny, pehy a vekové škvrny. Všetky tri typy pigmentových porúch sú zvyčajne neškodné a majú iba kozmetické účinky. Výskyt lokálne obmedzenej hyperpigmentácie závisí od mnohých faktorov, ako je genetická predispozícia a vystavenie UV žiareniu. Vekové škvrny, ktoré sa objavujú od veku okolo 40 rokov, možno tiež propagovať ako vedľajší účinok niektorých liekov, nadmernej konzumácie alkoholu a fajčenia cigariet. Poruchy pigmentu známe ako krtkovia alebo materské znamienka sú založené na vrodených poruchách alebo poruchách získaných stresom na pokožke.

Malígne melanómy sú menej neškodné, sú to zhubné nádory, ktoré sa vyvíjajú z degenerovaných melanocytov a majú tendenciu sa skôr šíriť do lymfatického systému. Melanomy sa môžu vyvíjať zo zmenených materských znamienok alebo materských znamienok, ale môžu sa vyvíjať aj v úplne nenápadných oblastiach kože. Ďalším typom nádoru je bazaliom, ktorý sa môže tvoriť na bazálnych bunkách epidermy. Bazaliómy sú menej náchylné na šírenie, čo uľahčuje ich liečbu, a preto sú klasifikované ako polo malígne nádory.