Когда вырабатывается меланин в организме человека: Вся правда о меланине / Всё о нашей коже Teana Labs

У склонности к загару и рака кожи отыскалась общая генетическая ассоциация

giphy.com

Британские исследователи обнаружили десять новых генетических вариантов, ассоциированных со способностью кожи загорать. Анализ был проведен на большой выборке участников европейского происхождения. Для одного из найденных локусов (AHR/AGR3) ранее была установлена связь с риском развития меланомы, однако роль этого гена в злокачественном преобразовании меланоцитов была неясна. Как поясняют авторы в статье в Nature

Communications, новые ассоциации помогут прояснить механизмы развития рака кожи под действием солнечного излучения.

Под действием ультрафиолетового излучения в человеческой коже вырабатывается пигмент меланин, который эффективно рассеивает поглощенное излучение и тем самым защищает ДНК от фотоповреждения. Усиление выработки меланина приводит к потемнению кожи — этот процесс известен нам как загорание. Тем не менее, далеко не у всех людей кожа загорает — у многих светлокожих людей воздействие ультрафиолета приводит только к ожогам.

Более темный оттенок кожи и способность эффективно загорать снижают риск развития рака кожи, в частности, злокачественной меланомы и базальноклеточной карциномы. Известно, что склонность к загару определяется генетически — по данным исследования, проведенного на выборке UK Biobank, вклад наследственности в данном случае составляет около 45 процентов. Очевидно, что многие генетические варианты, определяющие эффективный синтез меланина в коже под действием ультрафиолета, могут быть связаны и с риском развития рака кожи.

Исследователи из Королевского колледжа Лондона под руководством Марио Фальчи (Mario Falchi) проанализировали большую выборку белых европейцев в 176678 человек и нашли 20 генетических вариантов, ассоциированных с эффективностью загорания. Большая часть данных (121296 человека) была взята из британской базы данных UK Biobank — на этой выборке ученые провели первичный статистический анализ, результаты которого затем подтвердили на дополнительных выборках в 50 тысяч человек. Способность участников загорать выясняли путем анкетирования. Фенотипические данные соотносили с более чем восемью миллионами генетических полиморфизмов.

График, иллюстрирующий полиморфизмы (ось абсцисс) и статистическую значимость их связи со склонностью к загару (ось ординат)

Alessia Visconti et al / Nature Communications 2018

Десять из 20 найденных в работе вариантов были уже известны и связаны с биохимическими путями синтеза или регуляции выработки меланина (гены BNC2, HERC2/OCA2, IRF4, MC1R, RALY/ASIP, SLC24A4, SLC45A2, TPCN2, TYR и TYRP1). Десять ассоциаций оказались новыми (гены AHR/AGR3, ATP11A, DCT, EMX2, KIAA0930, PA2G4P4, PDE4B, PPARGC1B, RIPK5 и TRPS1), однако механизм их влияния на синтез меланина оказался очевиден только в пяти случаях. Восемь из 20 найденных локусов оказались также связаны с риском развития рака, в частности, карциномы кожи, которая является наиболее распространенным типом рака в Великобритании.

Один из локусов, AHR/AGR3, ранее был ассоциирован с риском развития злокачественной меланомы по неизвестному механизму. Оказалось, что склонность к загару определяется теми же самыми полиморфизмами, и вероятно, снижение выработки меланина сопряжено с увеличением риска злокачественного перерождения меланоцитов.

Среди недостатков данной работы, которая может помочь прояснить механизмы развития рака кожи в ответ на воздействие солнца — самостоятельные утверждения участников относительно их склонности к загару. Для подтверждения полученных результатов авторы планируют частично воспроизвести исследование с более достоверным определением этой способности.

На пигментацию кожи также влияют половые гормоны — так, у женщин в среднем кожа более светлая, чем у мужчин. Ученые подобрали функциональные аналоги эстрогена и прогестерона, применение которых может изменить оттенок кожи и стать альтернативой крема для загара, а также послужить в качестве терапии нарушений пигментации.

Дарья Спасская

Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ) и его производные

С поправками от 16.07.2019

Меланоцитостимулирующий гормон (МСГ) — это пептидный гормон, который вырабатывается в организме человека и регулирует функцию пигментных клеток кожи (меланоцитов) [1]. МСГ также влияет на другие типы клеток [2, 3]. Из него производят различные синтетические препараты [4], которые аналогичны натуральному МСГ. Синтетические формы, которые имитируют меланоцитостимулирующий гормон в организме, включают Меланотан I и Меланотан II, также называемый «лекарством Барби». Эти инъекционные или назальные спреи часто используются для загара. Меланотан I — немного более дорогой продукт, который дает более естественный загар. Меланотан II дешевле, дает темный загар и снижает аппетит [5].

Термин «Меланотан I» и статус вещества могут вызвать некоторую путаницу. На рынке есть пептид, ранее известный как Меланотан I. Однако сегодня это вещество называется афамеланотидом. Афамеланотид был разрешен в конце 2014 года и используется в медицинских целях. Термины «Меланотан I и II» используются сегодня для обозначения препарата для загара, который распространяется незаконно. Афамеланотид изучен более широко и признан относительно безопасным. То же самое нельзя сказать о меланотанах I и II, поскольку их производство и продажа не регулируются и не контролируются [6].

МСГ особенно влияет на функцию кожи. Кожа — это самый большой орган чувств, который ощущает давление, контакт, температуру и боль [7]. Структура кожи включает несколько слоев [7]. Внешний слой кожи, называемый роговым слоем, состоит из мертвых и ороговевших клеток. Под роговым слоем находится эпидермис. Внутренний слой эпидермиса состоит из специальных пигментных клеток, меланоцитов, в которых образуется меланин. Под эпидермисом находится дерма, которая представляет собой водный и жировой подкожный слой без четких границ. Кроме того, показано, что МСГ может влиять и на поступление питательных веществ [8, 9]. Если в теле абсорбируется больше питательных веществ, чем необходимо клеткам на текущий момент, то дополнительное количество питательных веществ откладывается в виде гликогена или жировой ткани [7].

Между приемами пищи из данных резервов в организме выделяется энергия. В организме человека происходит гормональная регуляция высвобождения и хранения питательных веществ. При этом α-меланоцитостимулирующий гормон снижает количество потребляемых питательных веществ [8, 9], что может привести к снижению массы тела.

Применение в медицине

МСГ действует на множество точек приложения и рецепторов в организме человека, благодаря чему он может использоваться в различных медицинских целях [3]. Аналог α-МСГ (афамеланотид) ранее изучался, в частности, для лечения эритропоэтической протопорфирии (ЭП) [8]. ЭП — это заболевание, симптомы которого включают нарушение чувствительности кожи к эффектам солнечного излучения. Аналоги α-МСГ также изучались в качестве препаратов для лечения эректильных нарушений.

Свойства и механизм действия

Меланоцитостимулирующий гормон влияет на организм человека через меланокортиновые рецепторы [3]. Данные рецепторы находятся в разных частях тела, что объясняет множественные эффекты МСГ на организм человека. С точки зрения пациента, эффекты могут быть желаемыми или вредными. Показано, что помимо пигментации кожи, МСГ оказывает влияние на половую функцию и регуляцию поступления питательных веществ.

Эпителиальный меланин играет важную роль в защите клеток кожи от вредных ультрафиолетовых лучей (УФ-лучей) [2, 7]. Когда кожа подвергается воздействию ультрафиолетовых лучей, меланин связывается с самими лучами, что вызывает активацию меланоцитов и начало выработки большего количества меланина [7]. По мере увеличения количества меланина кожа становится более темной или загорелой. Таким образом, меланиновый пигмент кожи защищает кожу от повреждений ультрафиолетовыми лучами [2].

Исследования показали, что синтетический α-МСГ усиливает пигментацию кожи [11, 4]. Было обнаружено, что α-МСГ значительно увеличивает количество меланина в коже и в то же время уменьшает количество повреждений, вызванных УФ-излучением [4].

Гормон, стимулирующий α-меланоциты, уменьшает количество потребляемой пищи [8, 9], что может привести к потере веса. Тошнота и снижение аппетита были отмечены как побочные эффекты меланотана II [11], что может [9], что также может объяснить возможную потерю веса, связанную с меланоцитостимулирующим гормоном.

Синтетический α-МСГ используется для получения эффекта загара. Желание похудеть и ускорение процесса похудения, а также повышение либидо ¬также являются причинами принимать аналоги α-МСГ. Вот почему Меланотан II также называют «лекарством Барби».

Побочные эффекты

В исследованиях аналогов α-МСГ было описано несколько побочных эффектов, в том числе тошнота, покраснение лица [4, 10, 11], усталость [11, 4], рвота [4], аритмия, потоотделение, повышенная агрессия, а также спонтанная эрекция и продолжительная эрекция, т. е. приапизм. Приапизм является болезненной продолжительной эрекцией и может потребовать хирургического вмешательства [13]. У тех, кто принимает препарат, отмечается также быстрое развитие меланомы, но причинно-следственная связь пока не ясна [14].

МСГ и его аналоги оказывают множество эффектов в организме человека. При применении аналогов МСГ нет уверенности в том, что будут проявляться только желаемые эффекты гормона. Могут проявляться и побочные эффекты. Меланотан II, в частности, имеет больше потенциальных побочных эффектов [6].

Это обусловлено тем, что рецепторы-мишени МСГ находятся во многих частях тела. Инъекционное применение МСГ или его синтетического аналога может воздействовать на все эти рецепторы и приводить к развитию нежелательных эффектов. Кроме того, состав аналогов, продаваемых в интернет-магазинах, например препарата Меланотан II, неизвестен. Таким образом, безопасность применения подобных препаратов оценить достаточно трудно.

 

Salla Ruuska (Салла Рууска)
Магистр наук, фармацевт

Правки внесены: Dopinglinkki

 

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.

Пигментация

Пигментация

Нарушения кожной пигментации — это проблема, рассматриваемая косметологами и дерматологами в трех аспектах — психологическом, косметическом и лечебном. Ограниченные пигментированные участки, особенно расположенные на лице, создают непривлекательную внешность и могут быть следствием и причиной различных заболеваний. Лечение пигментации невозможно без понимания механизмов образования меланина, а также причин и механизмов возникновения патологической избыточной пигментации (гиперпигментации).

Причины формирования пигментных пятен

В соответствии с существующей теорией патологического образования пигмента предрасполагающими факторами являются:

1. Чрезмерное ультрафиолетовое облучение — 52 – 63%.
2. Расстройства гормональной системы организма — 25 – 26%.
3. Беременность — 18 – 24%.

В 95% гиперпигментация (избыточная) бывает на лице.

Синтез и регуляция образования меланина

Меланогенез, или синтез меланина — это один из защитных механизмов приспособления организма человека к влиянию внешней среды. Он осуществляется клетками меланоцитами, расположенными среди других клеток базального слоя кожи. Окончаниями своих отростков они тесно контактируют с кератиноцитами. Такое структурное и функциональное объединение называется эпидермально-меланиновой единицей эпидермиса. На 1 см²кожи в среднем находится до 1200 меланоцитов, каждый из которых своими отростками соединен с 36 кератиноцитами.

В теле меланоцитов содержатся особые высокоорганизованные структуры, окруженные оболочкой, в которых и вырабатывается меланин. Он транспортируется по отросткам в кератиноциты и играет  роль оптического фильтра, поглощающего ультрафиолетовое излучение.

Биохимия синтеза

Синтез в организме осуществляется из аминокислоты тирозина, входящей в состав почти всех животных и растительных белков, катехоламинов (норадреналин, адреналин) и диоксифенилаланина. Под влиянием фермента тирозиназы происходит их окисление и превращение через ряд последующих биохимических реакций в темноокрашенный меланин. Последний соединяется с белком и находится в организме человека в виде меланопротеинового комплекса.

Системы регуляции процессом

Если биохимические процессы образования меланина известны, то механизмы регуляции ими и функцией пигментных клеток еще изучены недостаточно. Роль пускового механизма принадлежит ультрафиолетовым лучам, вызывающим раздражение периферических рецепторов. В дальнейшем  рассматриваются два пути регуляции:

1. Импульсы поступают в центры головного мозга, расположенные в гипоталамусе и аденогипофизе, что стимулирует секрецию и выброс в кровь меланинстимулирующих гормонов (МСГ). Они активируют биосинтез меланина и его транспортировку.
2. Функция меланоцитов в части синтеза меланина подавляется под воздействием гормона эпифиза мелатонина, являющегося антагонистом МСГ.

Поскольку кожные покровы являются органом гормонозависимым, то половые гормоны оказывают существенное действие на процессы деления клеток эпидермиса, секрецию сальных желез, функцию волосяных фолликул, синтез меланина. Колебания их уровня в организме женщин(во время овуляторного цикла, беременности, менопаузы, приема оральных контрацептивных средств) отражаются на всех этих процессах. Например, у 1/3 женщин, пользующихся оральными контрацептивами, обнаружен меланоз, то есть накопление меланина в тканях  внутренних органов и коже. Кроме того, на механизмы синтеза меланина влияют и другие гормоны, например, адренокортикотропный, тиреотропный, соматотропный гормоны гипофиза. Таким образом, пигментация кожи происходит в результате каскадного процесса, запущенного ультрафиолетовым облучением, в развитии которого принимают участие нервная и гормональная системы.

Существует еще одна теория, согласно которой на избыточный синтез меланина влияют свободные радикалы (окислители), избыток и накопление которых происходят в условиях недостатка антиоксидантов — химических соединений, подавляющих окислительные процессы. В результате этого появляются клетки кожи с поврежденной структурой ДНК и формируются участки с повышенной пигментацией.

Типы и виды патологической гиперпигментации

Лечение пигментных пятен на лице зависит от их типа и вида. В соответствии с условной классификацией различают три типа гиперпигментации:

1. Первичная— врожденная, возникновение которой не зависит от воздействия внешних факторов, и приобретенная.
2. Вторичная, или постинфекционная.
3. Генерализованная (распространенная) и локальная.

Наиболее часто к косметологам обращаются лица с пигментными пятнами, приобретенными в результате воздействия ультрафиолетовых лучей или химических агентов, или комбинированного воздействия этих двух факторов.

Виды избыточной пигментации 

Веснушки – вид пигментации, встречающийся как у детей, так и у взрослых. К ним предрасположены чаще всего люди со светлыми и рыжими волосами в результате повышенного образования меланина. Удалить веснушки возможно различными отбеливающими средствами и пилингами. В качестве мер профилактики нужно закрывать открытые участки кожи от прямого воздействия солнечных лучей или же пользоваться солнцезащитными средствами с высоким фактором защиты. 

Меланодермия — хроническое кожное заболевание, которое проявляется неравномерными по окраске бурыми и бронзовыми пятнами на лице и кистях. Впоследствии они могут появляться и на закрытых участках тела. Иногда на их фоне возникают бородавчатые образования, комедоны, шелушение и зуд. Меланодермия может быть врожденной (редко) и приобретенной в результате заболеваний гипофиза (опухоль), приема некоторых медикаментозных препаратов хининового или сульфаниламидного ряда, амидопирина, сенсибилизации к ультрафиолетовым лучам различными фотодинамическими субстанциями, чаще углеводородами (продукты нефтепереработки, смазочные масла, неочищенный вазелин, органические смолы).

Гормональная меланодермия или меланоз кожи – встречается   обычно у женщин-брюнеток с IV фототипом кожи. Как и у беременных, пятна неправильных очертаний расположены на лбу, подбородке, симметрично на щеках, верхней губе и висках. Возникновение их связано с изменением соотношения эстрогенов и прогестерона, а окраска зависит от суммарной дозы ультрафиолетового облучения.

Хлоазма является приобретенным ограниченным меланозом. Локализуются пятна на лбу, щеках и характеризуются четко очерченными  неправильными очертаниями. Заболевание приобретенное, но возникновению пятен способствуют ультрафиолетовое облучение и врожденная повышенная чувствительность пигментных клеток к эстрогенам.

Пигментация может появляться у девушек при половом созревании, у женщин с воспалительными гинекологическими заболеваниями, во время приема оральных контрацептивных средств. Нередко хлоазма исчезает самостоятельно после первой менструации, первых родов или прекращения приема контрацептивов, но иногда может сохраняться долгие годы.

Печеночная хлоазма сопутствует хроническим гепатитам, протекающим с рецидивами. Проявляется пятнами с выраженной сетью телеангиэктазий. Пигментация не имеет четких границ, локализуется на боковой поверхности щек с переходом на шею.

Гиперпигментация век возникает у женщин после 25 лет в результате избыточного ультрафиолетового облучения при дисбалансе гормонов (заболевания щитовидной железы, яичников, надпочечников) и генетической предрасположенности. До указанного возраста пятна могут возникать также при применении оральной контрацепции, некоторых медикаментов, косметических препаратов, содержащих масло цитрусовых плодов.

Вторичная гиперпигментация возникает в местах элементов сыпи после перенесенного вторичного сифилиса, красного плоского лишая, ожогов, гнойных воспалений кожи, нейродермита.

Старческое лентиго — имеет вид мелких пятен округлой, овальной или неправильной формы в основном на лице, шее и руках. Цвет может быть от светло- до темно-коричневого. Их появление объясняется уменьшением общего количества меланоцитов (на 8% каждые 10 лет после тридцатилетнего возраста) и нарушением транспорта пигмента к кератиноцитам. При этом в местах, подверженных солнечному воздействию, плотность пигментных клеток сохраняется или даже увеличивается, что и приводит к появлению маркера кожного фотостарения — крапчатой пигментации.

Пигментный дерматоз Брока — симметричные желтовато-коричневые пятна с нечеткими границами в подбородочной области, носогубных складках и вокруг рта. Причиной могут быть нарушения функции яичников или желудочно-кишечного тракта.

Терапия

Подводя итоги можно сказать, что существует множество причин возникновения гиперпигментации, помимо ультрафиолетового излучения, влияющего на активацию тирозиназы, которая стимулирует формирование пигмента для того, чтобы защитить кожу, также эндогенные радикалы, возникающие при местных воспалительных процессах или содержащиеся в медицинских препаратах, тоже участвуют в процессе образования пигмента. Фотосинтезирующие вещества, содержащиеся в нашем питании, а именно в овощах, чаях, а также в косметических продуктах, являются частыми раздражителями. Кроме, этого возникают пигментированные невусы различных цветов и форм. Помимо форм пигментации, вызванных действием меланина, существует пигментация, которая содержит залежи эндогенных продуктов метаболизма, вызванных процессом окисления протеинов и липидов, как пример возрастные пятна.  

Активные агенты

Терапия нежелательной пигментации и гиперпигментации включает в себя медицинский и косметический аспекты. Помимо технических устройств, таких как лазер и микродермабразия, следующие активные агенты будут желательными:  

Активные агенты как превентивное средство от депигментации.

• ингибиторы тирозиназы;
• антиоксиданты;
• вещества, отражающие UV лучи или трансформирующие их в тепло.

Активные агенты, убирающие уже существующие пигментные пятна

• вещества, деградирующие меланин;
• вещества, обладающие регенерирующим эффектом;
• пилинги.

Витамин C

Витамин С в липосомах в форме аскорбил фосфата действует не только как ингибитор тирозиназы, но также препятствует окислению, а также частично удаляет хиноидные формы меланина. Это может быть выявлено как легкое осветление уже сформировавшегося меланина, особенно если этому предшествовала процедура абразивного пилинга или микродермабразия. Кроме этого аскорбил фосфат используется в превентивных целях. Свободный витамин С является менее подходящим так как он нестабилен по отношению к атмосферному кислороду и его уровень проходимости низкий. Это может быть легко выявлено во время лазерной процедуры, которая стимулирует активность тирозиназы. Аскорбил фосфат в липосомах полностью подавляет образование меланина в то время как свободный витамин С  реагирует в виде коричневого окраса. Химически связанная линолевая кислота и формирующий липосомы фосфатидилхолин синергично способствуют процессу отбеливания.

Полифенолы

Антиоксиданты полезны только до тех пор, пока они не потребляются очистками окисляющего кислорода. Это в частности относится к полифенольным соединениям, таким как катехины, резорцины, флавоны, изофлавоны и галлаты,  а точнее экстракты зеленого и черного чая, кофе, граната, соевых бобов и красного клевера. Однако их не часто используют в целях осветления кожи. Между тем растительные экстракты играют огромную роль в осветлении кожи. К этой группе имеют отношение экстракты богатые полифенолами, такие как лакрица, мальва лесная, перечная мята, первоцвет весенний, манжетка, вероника лекарственная, мелисса лекарственная, тысячелистник. Большинство из компонентов являются ингибиторами тирозиназы. Решающим фактором здесь является проходимость этих концентратов в кожу, в этом случае липосомы и наночастицы доказали свою эффективность.
Легкое окисление полифенолов можно наблюдать, если оставить чашку горячего черного чая незакрытой, он темнеет и образует темные круги. Сильные антиоксиданты такие как витамин С из лимонного сока подавляет эту реакцию и чай становится гораздо светлее.
Руцинол (4-бутил-бензол-1,3-диол) является ингибитором тирозиназы резорциновой группы и может применяться в фармацевтических, а также косметических процедурах.

Азелаиновая кислота

Конкурентоспособный ингибитор тирозиназы такой как азелаиновая кислота эффективен только в высокой концентрации, которая допустима только для фармацевтических препаратов. Тем не менее, максимально допустимо дозировка в объеме 1% также является эффективной, если применяется на протяжении длительного времени. Азелаиновая кислота это не токсичная дикарбоксиловая кислота. которая появляется естественным путем в зерновых культурах и обладает противомикробным эффектом на кожу с акне и розацеа.

Ретиноиды

В актуальных отбеливающих фармацевтических препаратах гидрохинон объединен с другими веществами как пример гидрокортизон и ретиноиды такие как кислота витамина А. Витамин А побуждает интенсивную деятельность формирования клеток и ускоряет деградацию пигмента. Таким же эффектом обладает биодеградирующий витамин А в наночастицах, который превосходит своей высокой проходимостью и процессом превращения в витамин А в эпидермисе. Гидрокортизон в медицинских осветляющих препаратах уменьшает образование пигмента меланоцитов.   

Койевая кислота — продукт метаболизма грибов видов Aspergillus, Aerobacter и Penicillum. В косметологии койевая кислота применяется, как эффективный отбеливатель кожи и ингибитор тирозиназы. Она обладает интенсивным отбеливающим эффектом.

Транексамовая кислота

Обладает антифибринолитическим эффектом.  Ингибирует действие активатора плазмина и плазминогена, обладает гемостатическим действием при кровотечениях, связанных с повышением фибринолиза, а также противоаллергическим и противовоспалительным действием за счет подавления образования кининов и других активных пептидов, участвующих в аллергических и воспалительных реакциях. Транексамовая кислота не только отбеливает кожу но и уменьшает покарснение вызванное кровеносными сосудами, таким образом выравнивая цвет лица. Очень эффективна в случае мелазмы в виде липосомной дисперсии.

Терапия и меры предосторожности

Влияние отбеливающих агентов усиливается, если сопровождается  терапией с фруктовыми кислотами. АНА кислоты такие как гликолевая кислота убирает поверхностный меланин. Стимулируя формирование новых клеток, также и клетки содержащие меланин быстрее заменяются. Салициловая кислота и свободный витамин С (аскорбиновая кислота) в высокой концентрации также обладают кератолитическим эффектом. Тоже самое относится к механическим пилингам с отшелушивающими частичками и энзимным пилингам, в основе которых экстракты ананаса и папайи.

Пользуясь отбеливающими препаратами, очень важно использовать одновременно защитные средства, отражающие и поглощающие ультрафиолетовые лучи. Однако стоит помнить, что некоторое количество ультрафиолета важно для формирования витамина D, но высокая концентрация излучения ультрафиолета неизбежно приводит кожу в состояние стресса. Ввиду использования отбеливающих средств и удаления естественной защиты кожи в виде слоя меланина, кожа становится особенно подверженной негативному воздействию солнечной радиации. В этом случае также рекомендуется ежедневное использование СМ глюкана в качестве защитной меры для клеток от фотостарения. В свою очередь, экстракт эхинацеи и серум иглицы являются важными средствами для выравнивания цвета лица. У обоих отмечено положительное влияние на кожу с покраснениями, куперозом, розацеа, пурпурой и темными кругами под глазами.

Меланин организма и его влияние на пигментацию

Как барьер на пути агрессивного влияния окружающей среды кожный покров имеет в своем арсенале не одно средство для обезвреживания врага. И первый враг – это ультрафиолетовое излучение. Загар является прямым результатом активизации защитных сил организма и работы меланоцитов, которые продуцируют природный пигмент – меланин.

Цвет кожи, глаз и волос определяется уровнем меланина в эпидермисе. Как два в одном: пигмент окрашивающий и защищающий организм. Меланин в организме способен активизировать множество биологических процессов. О синтезе меланина в организме и его функциях читайте в этой статье.

Что такое меланин и почему он важен

Меланином называется взвесь соединений полимеров, которые окрашивают живые ткани (человека, животного, грибов, микроорганизмов). Общее понятие «меланин» объединяет несколько видов подобных соединений: ДОФА (черные, коричневые), феомеланины (желтые), нейромеланины. В организме человека широко функционируют только ДОФА-меланины. Меланины класса ДОФА не могут растворяться в воде, кислотах или растворителях. Но, они становятся чувствительны в щелочной среде.

Оседает в эпидермисе, меланин образуется в меланоцитах, которые находятся в базальном слое кожи. Располагаются меланоциты под слоем кератиноцитов и сохраняются в виде гранул, внутри которых пигмент соединяется с белком. На 1 см² кожного покрова приходится приблизительно 1200 меланоцитов, которые соединены с кератиноцитами специальными мостиками – десмосомами. По этим мостиками меланин поднимается к месту назначения: в верхние слои кожи, корни волос, радужку глаз.

Как это происходит:

Из отростков меланоцита пигмент меланин двигается к кератиноцитам по мостику при помощи процесса фагоцитоза. В кератиноцитах меланин связывается с белком и накапливается. Таким образом определяется цвет кожи, глаз, волос. На 1 эпидермально-меланиновую единицу приходится 40 кератиноцитов и всего 1 меланоцит. Уровень меланина определяет цвет, поэтому у людей светлых рас в эпидермисе содержатся единичные гранулы с пигментом. У людей негроидной расы эпидермис заполнен полностью гранулами с пигментом. При активном солнце организму необходима постоянная защита, поэтому меланоциты постоянно вырабатывают меланин, независимо от времени года.

Читайте также: Пигментация и гормоны: почему проступают пятна на лице

Как синтезируется меланин в организме

Итак, немного химии. Вырабатывается меланин в организме под руководством гормонов, секретируемых гипофизом – меланоцитостимулирующих гормонов. Меланин синтезируется в меланосомах (органеллах меланоцитов). Сначала окисляется аминокислота тирозин, в результате этого химического процесса вырабатывается ДОФА аминокислота – дигидроксифенилаланин (предшественник адреналина). После дальнейшего окисления молекулы ДОФА преобразуется в меланин. Пигмент накапливается в эпидермисе и активируется под действием солнечных лучей, покрывая тело загаром.

Зачем меланин организму: польза пигмента

Главная задача меланина – защита клеток организма от разрушительного действия ультрафиолетового излучения. Меланин действует как экран, отображая большее количество лучей, и как поглощающий компонент, который собирает те лучи, которые смогли проникнуть в эпидермис. Солнечные лучи, поглощенные меланином, никуда не исчезают, частично они перерабатываются на тепло, а остатки лучей – для резерва, чтобы обеспечивать фотохимические реакции.

Меланин защищает ядро клетки от потери и деформации генетической информации под влиянием солнца. Располагаясь в самом центре, меланин действует как система безопасности ДНК.

Функции меланинов:

• обезвреживают свободные радикалы;
• ускоряют химические и биологические реакции в организме;
• избавляют от стресса;
• обеспечивают адаптогенный эффект;
• водорастворимый меланин способен выполнять транспортную функцию;
• нейтрализуют патогенные изменения в щитовидной железе, гипоталамусе, надпочечниках, печени.

Как окрашиваются волосы и глаза

ДОФА меланин проникает вглубь волоса и придает ему темный оттенок. Если в волосках гранул с пигментом мало и они расположены на поверхности, цвет волос будет светлым.

Интересно то, что у рыжеволосых людей меланин не гранулированный, а диффузный.

От того на каком уровне и насколько глубоко располагается меланин зависит цвет глаз. Присутствие меланина в 4 или 5 слое определяет синий или голубой цвет. Если пигмент расположился в верхних слоях радужки, то глаза будут карими или светло-коричневыми. В случае хаотичного расположения меланина в слоях радужки, глаза могут быть серыми или зелеными.

Что такое альбинизм

Когда меланин в организме вырабатывается в незначительном количестве или его вообще не вырабатывается, рождаются альбиносы – люди с белым цветом волос, глаз, и почти бесцветно-белой кожей. Кроме отличительной внешности, такие люди страдают от проблем со зрением и слухом, не могут находиться на солнце, имеют слишком низкий иммунитет.

Интересно то, что меланин может вырабатываться не только в ограниченном количестве, но и быть в избытке. В этом случае развивается меланоз.

Читайте также: Белые пятна на коже: что такое гипомеланоз

Таким образом, синтез меланина в организме важен для полноценного функционирования многих систем. Без него истощается иммунитет, ведь через кожный покров проникают многие патогенные вещества, способные навредить клеткам и привести к необратимой деградации и разрушения волокон, и, соответственно, всего организма в целом.

Бывайте больше на солнце, заряжайтесь позитивными эмоциями и повышайте свой иммунитет вместе с estet-portal.com.

Лазерное удаление пигментных пятен на лице в Харькове и Одессе

Многие хотят иметь красивый оттенок кожи.

Чтобы она выглядела здоровой и загорелой.

Но не все знают, что оттенок кожи зависит от количества меланина — так называется вещество, которое вырабатывают клетки-меланоциты. Ещё меланин влияет на цвет волос и глаз.

Его концентрация связана с наследственностью. Оттенок кожи у детей и родителей почти не отличается.

Однако у некоторых людей вырабатывается слишком много меланина, отчего на коже появляются характерные тёмные пятнышки. Это могут быть маленькие точки. Или более крупные отметины, переходящие с одной части тела на другую.

Чаще всего люди проводят удаление пигментных пятен на лице, поскольку пигментация в таком месте доставляет сильный косметический дискомфорт. Впрочем, потемнения могут возникнуть и на менее заметных участках.

Нужно ли удалять гиперпигментацию?

На этот вопрос мы ответим чуть позже, но сначала рассмотрим, почему появляется такой косметический дефект.

Причины возникновения пигментных пятен

Итак, Вы знаете, что количество пигмента в коже наследуется от родителей. Однако оно может измениться.

В ходе жизни люди подвергаются воздействию многих факторов, которые влияют на выработку меланина.

Причины образования пигментных пятен:

• Ультрафиолетовое излучение

В первую очередь кожа выполняет защитную функцию, но иногда она не справляется с этой задачей. Например, из-за сильного воздействия солнечных лучей кожные покровы повреждаются. В ответ она усиленно вырабатывает меланин. За счёт потемнения защитные свойства кожи усиливаются.

Если ультрафиолетовое излучение уменьшается, то меланоциты создают меньше меланина, а кожные покровы постепенно бледнеют после обновления.

 

• Воспаление кожи

Некоторые воспалительные процессы повреждают кожу. В том числе, это происходит из-за акне. Травма ухудшает защитные свойства кожных покровов и они пытаются компенсировать этот недостаток. То есть вырабатывают больше меланина.

 

• Гормональные изменения

Уровень гормонов в крови может усилить производство меланина. Поэтому во время менопаузы и беременности у многих женщин на теле формируются скопления пигмента.

 

• Усиление чувствительности к свету

Некоторые препараты делают организм более чувствительным к ультрафиолетовому излучению. Из-за этого кожа вырабатывает больше меланина.

 

Гиперпигментация возникает при болезни Аддисона. Кожа темнеет на пальцах, губах, локтях и коленях.

 

• Побочные эффекты от препаратов

Иногда контакт с химическими веществами усиливает выработку пигмента в тканях. Исследования показали — некоторые препараты для химиотерапии вызывают гиперпигментацию в качестве побочного эффекта.

 

С возрастом риск потемнения кожи обычно увеличивается.

Как видите, чёрные пятнышки на теле могут возникнуть по многим причинам. Поэтому даже люди, которые никогда не загорают, нередко сталкиваются с этой косметической проблемой.

Для оценки пигментных пятен доктора разработали классификацию.

 

Виды гиперпигментации

Врачи измеряют пигментные пятна и по глубине залегания определяют их тип:

• Поверхностный (эпидермальный)

Как и следует из названия, меланин скапливается в верхнем слое кожи — в эпидермисе. Такой дефект легко удалить.

 

• Глубокий (дермальный)

При этом типе пигментации меланин вырабатывается в дерме. Так называется средний слой кожи. Ещё около пигментного пятна расширяются сосуды кожи, что затрудняет борьбу с этой косметической проблемой.

 

Скопления меланина формируются во всех слоях кожи. Такое нередко случается, когда пигмент активно вырабатывается сразу по нескольким причинам.

Пигментные пятна часто исчезают сами. Если провоцирующий фактор больше не влияет на кожу, то вскоре слои с накопленным меланином обновляются. А вот из-за постоянных вредных факторов выработка пигмента может стать хронической.

Важно узнать причину появления тёмных пятен до лечения. Иначе терапия будет неэффективной. Вместо старых косметических дефектов на коже просто появятся новые.

 

Как убрать пигментные пятна с лица?

Сейчас доктора используют разные методы для устранения скоплений меланина. Не все они подходят каждому пациенту. Так что диагностика у врача необходима, чтобы выбрать подходящий способ лечения.

Иногда против пигментации применяют местные средства:

• Отбеливающие кремы
• Осветляющие мази
• Перекись водорода

К сожалению, эти варианты не очень надёжны, ведь они должны использоваться как минимум две недели, а результат не гарантирован. Поэтому когда пациенты спрашивают, как очистить кожу лица от пигментных пятен, доктора нередко рекомендуют:

• Пилинг ультразвуком

Врач очищает дерму от ороговевшей кожи, подкожного жира и лишнего меланина. Это простая и безопасная операция.

 

• Криоапликацию

Дерматолог обрабатывает верхний слой кожи жидким азотом.

 

Доктор шлифует кожные покровы специальной щёткой, после чего небольшие косметические дефекты исчезают.

 

• Химические пилинги

Врач обрабатывает потемневшую кожу фруктовыми кислотами.

 

• Лазерную терапию

Дерматолог нагревает скопление меланина мощным лучом света. В результате пигмент разрушается.

Хотя доктора назначают одну из описанных операций в зависимости от причин пигментации, чаще всего против этого дефекта применяется лазерная терапия.

Поэтому дальше мы поговорим о ней подробнее.

 

Удаление пигментации на лице лазером

Луч света постепенно разрушает кожу с высокой концентрацией меланина, после чего она сразу начинает восстанавливаться. Очищение лица от пигментных пятен проходит бесследно. На месте потемневших участков вырастает кожа нормального оттенка.

 

Преимущества лазерного метода удаления пигментных пятен

Многие люди выбирают именно такой метод терапии, поскольку лазерное удаление пигментации на лице обладает следующими достоинствами:

Скопления меланина почти всегда исчезают полностью. Кожа на этом месте почти не отличается от соседних участков.

 

• Безболезненность

Во время процедуры пациенты испытывают лишь лёгкое чувство тепла и жжение — никакой боли и других неприятных ощущений. Анестезия не требуется.

 

Лазерный луч убивает микробы на коже. Это предотвращает заражение обработанных кожных покровов.

 

Обычно врач убирает пигментное пятно всего лишь за несколько сеансов — терапия не растягивается на годы.

Результат виден уже после первой процедуры.

 

Показания

Гиперпигментация не опасна для здоровья сама по себе и потому её не обязательно удалять. Однако порой она вызвана тяжёлыми патологиями. Поэтому пигментацию необходимо проверить. Диагностика у врача позволит выявить причину появления пигментных пятен и своевременно начать лечение.

Люди убирают скопления меланина из-за косметического дискомфорта. В особенности пигментацию на лице.

Но иногда в силу различных причин лазерная терапия не рекомендована.

Поэтому важно проконсультироваться с доктором до лечения.

 

Противопоказания

Проводить операцию мешают факторы:

• Беременность и кормление грудью
• Сахарный диабет
• Рак кожи
• Патологии кровеносной системы
• Свежий загар возле пигментации

Пациенты могут подождать, пока исчезнут противопоказания, либо выбрать другой метод удаления пигментных пятен. Поскольку этот дефект не влияет на здоровье, то спешить не обязательно.

 

Как проходит процедура лазерного удаления пигментации?

В первую очередь врач проводит диагностику. Он выявляет тип гиперпигментации, её размер и глубину — это помогает определить необходимое количество процедур.

Сама терапия проводится быстро. Обычно за несколько минут. Хотя точное время лечения зависит от размера пигментного пятна.

После операции кожа покраснеет, может появиться небольшой отёк и защитная корочка. Ткани заживают за 2-3 недели. В этот период нельзя загорать и ходить в солярий, поскольку это вызовет выработку меланина.

 

Подготовка к процедуре

Не нужна.

Главное — чтобы не было противопоказаний.

Так что за несколько недель до терапии пациентам важно закрывать участок с пигментацией от ультрафиолетовой радиации и применять солнцезащитный крем уровня SPF35 и выше.

 

В какое время года можно проводить процедуру?

В любое.

Да, осенью и зимой людям легче защищать кожу от солнца. Но вовсе не обязательно переносить операцию на другое время года. Современные солнцезащитные кремы помогут предотвратить потемнение обработанных участков кожи.

Поэтому очистить лицо от пигментных пятен не опасно даже в жаркие солнечные дни.

 

Стоимость процедуры лазерного удаления пигментации на лице

В первую очередь цена операции зависит от размера скоплений меланина.

(стоимость одной процедуры)

Площадь пигментного пятна до 1 кв см	955 грн
Площадь пигментного пятна до 2 кв см	1275 грн
Площадь пигментного пятна от 2 кв см до 5 кв см	1740 грн

*стоимость анестезии учитывается отдельно

 

Врачи клиники «Лазерсвит»

Хотя лазерная терапия пигментных пятен признана безопасной процедурой, возможные ошибки врачей всё ещё опасны. Из-за них могут остаться ожоги или шрамы.

Так что для удаления скоплений меланина важно выбрать надёжный медицинский центр, с опытным персоналом. Именно такие врачи работают в нашей клинике.

У нас с патологиями кожи борются дерматологи первой и высшей категории — со стажем от 17 лет. Они обследовали свыше 100 000 человек и успешно завершили тысячи лазерных операций.

Мы лечим хронические заболевания и инфекции кожи. А также удаляем новообразования:

• Бородавки
• Папилломы
• Родинки
• Кондиломы
• Липомы
• Атеромы

Ещё у нас можно избавиться от ненужных татуировок или уменьшить морщины и другие возрастные изменения с помощью лазерной шлифовки.

Обращайтесь в клинику «Лазерсвит» и уберите назойливые пигментные пятна на лице без кровотечения и рубцов.

Осмотр и удаление проведут ведущие дерматологи страны

Они прошли обучение за рубежом и обследовали уже более 50 000 пациентов

Ладыгина Евгения Игоревна

Врач дерматолог

Специальность: Имеет специальности дерматолога и дерматовенеролога.

Опыт работы: 3 года

Образование: В 2018 году окончила Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина.

Лечение заболеваний: Дерматоскопия. Диагностика кожных новообразований. Лазерное удаление родинок, бородавок, кондилом и папиллом.Ликвидация татуировок, пигментных пятен.

Бельская Елена Александровна

Главный врач. Дерматолог

Специальность: Лечебное дело.

Опыт работы: 17 лет.

Образование: Харьковский государственный медицинский университет 2003 г.

Лечение заболеваний: ДЛечит хронические кожные болезни: псориаз, атопический дерматит, экзема. Борется с инфекциями кожи — пиодермией, грибковыми заболеваниями. Убирает татуаж, татуировки. Выявляет и лечит кожные новообразования: бородавки, кондиломы, гемангиомы, родинки.

Красий Ирина Николаевна

Врач дерматолог первой категории.

Специальность: Лечебное дело.

Опыт работы: 17 лет.

Образование: Харьковский государственный медицинский университет 2003 г

Лечение заболеваний: Диагностика, лечение и удаление новообразований кожи (бородавки, папилломы, кондиломы, родинки, контагиозные моллюски, гемангиомы, сосудистые сеточки, пигментации), лечение хронических кожных заболеваний (псориаз, экзема, атопический дерматит), инфекции кожи (пиодермия, грибковые заболевания), удаление татуировок, татуажа.

Бидниченко Наталья Левоновна

Врач дерматолог высшей категории

Специальность: Дерматология.

Опыт работы: 15 лет.

Образование: Одесский государственный медицинский университет 2003г.

Лечение заболеваний: Лечит болезни кожи — псориаз, дерматит и экзему. Помогает избавиться от пиодермии и других кожных инфекций. Выявляет опасные новообразования и удаляет их. Проверяет папилломы, родинки, гемангиомы, кератомы, фибромы, кондиломы, сосудистые паутинки.

Биюкова-Польшакова Ирина Лазаревна

Врач дерматолог второй категории

Специальность: Дерматология, трихология, клиническая психология.

Опыт работы: 11 лет.

Образование: Буковинский медицинский университет 2007г. Одесский национальный медицинский университет 2012г.

Лечение заболеваний: Специализируется на устранении псориаза, экземы и дерматита. Диагностирует и лечит инфекции кожи, например, пиодермию. Выявляет опасные новообразования и выбирает методы их удаления.

Борьба с пигментацией | SPA салон «Венеция»

Борьба с пигментацией не простая задача, но вполне решаемая. Нужно только запастись терпением и верой в успех, ведь существует очень много способов, которые обязательно помогут решению проблемы и, глядя в зеркало на результат, вы обязательно улыбнётесь.

Тёмные пигментные пятна часто сигнализируют нам, что внутри организма произошёл сбой, и поэтому стал бессистемно производиться меланин, пигмент, отвечающий за цвет кожи. К причинам можно отнести беременность, заболевания яичников, различные гормональные скачки, проблемы с желудком, печенью и другими органами, последствия травм и применение некоторых лекарственных препаратов.

Но, самые известные и агрессивные провокаторы появления пигментации, – ультрафиолетовые лучи, которые в избытке получают любители загара.

Откуда берутся пигментные пятна

Наша кожа имеет три основных слоя: эпидермис – наружный, дерма – средний, гиподерма – подкожная клетчатка. Меланоциты – определённые клетки дермы, которые производят пигмент меланин, отвечающий за цвет кожи. В здоровом организме частички меланина расположены равномерно по всему эпидермису, но, в результате воздействия вышеперечисленных причин, меланина вырабатывается больше и, как следствие, возникает гиперпигментация – пигментные пятна.

Как бороться с пигментацией

Пигментация поддается лечению и с ней можно бороться, используя косметические средства и методы. Но, чтобы точно знать, насколько успешной будет борьба, нужно обратиться к специалистам, для определения глубины залегания пигмента меланина.

Существует несколько способов коррекции пигментации:

Во-первых это пилинги, при которых используются различные виды кислот. Процедура проводится для стимуляции, омоложения, удаления дефектов, в том и выравнивания структуры кожи.

Во-вторых это мезотерапия, например, препаратом Dermaheal SB, состоящим из 56 активных инградиентов, включающих комплекс биомиметических пептидов, Витамин С, Арбутин и растительный экстракт. Он подавляет синтез меланина, тем самым снижая пигментацию кожи, количество возрастных пятен и веснушек.

В-третьих, коррекция гиперпигментации на аппарате Omnimax

Все больше людей, желающих избавиться от пигментных пятен, выбирают технологию светового импульса (IPL). Импульсный свет безопасно, надежно и быстро работает с поверхностными пигментными пятнами, дисхромией (нарушением пигментации кожи), солнечным лентиго и мелазмой. IPL процедура не требует реабилитационного периода, поэтому после косметологических процедур удаления пигментаций и сосудов на лице Вы можете незамедлительно вернуться к своим повседневным делам.

*В случае необходимости можно совмещать и комбинировать методики.

Клетки кожи мыши и человека производят меланин в течение 48-часового цикла — ScienceDaily

Исследователи обнаружили, что кожа мыши и клетки кожи человека производят пигментацию в ответ на солнечный свет в течение 48-часового цикла. Они заметили, что воздействие ультрафиолетового света каждые 2 дня приводит к более темной пигментации с меньшим радиационным повреждением, чем при ежедневном воздействии. Результаты появятся 25 октября в журнале Molecular Cell .

«Повреждающее действие высоких доз ультрафиолетовых лучей известно, но нам было любопытно увидеть влияние частоты воздействия на кожу», — говорит старший автор Кармит Леви, молекулярный генетик из Тель-Авивского университета.«Оказывается, если вы каждый день идете на пляж, вы можете вмешиваться в естественное планирование и синхронизацию систем защиты кожи».

Кожа реагирует на ультрафиолетовый свет, высокоэнергетический свет, составляющий часть солнечных лучей, двумя способами: во-первых, путем воспаления и запуска иммунного ответа, восстановления вызванного радиацией разрыва ДНК и размножения своих клеток для защиты более нежные нижележащие слои. Во-вторых, производя меланин, пигмент цвета от коричневого до черного в коже, глазах и волосах, он загорает на коже и действует как естественный солнцезащитный крем при следующем воздействии.Стрессовая реакция на ультрафиолетовое излучение начинается в течение нескольких минут, в то время как производство меланина может начаться через часы или дни.

Команда

Леви, возглавляемая докторантом Тель-Авивского университета Хагаром Малков-Брогом, хотела понять, как соотносятся друг с другом сроки двух программ защиты кожи. Они подвергали живых мышей воздействию ультрафиолета каждый день, через день и каждые 3 дня. Затем они измерили количество меланина с помощью колориметра и подсчитали количество разрывов ДНК в клетках кожи.Они заметили, что 48-часовой цикл воздействия привел к наиболее темному окрашиванию клеток при минимальном воздействии стресса, даже когда они контролировали общую дозу воздействия.

«Результаты были настолько удивительными, — говорит Леви. «Мы ожидали ежедневной синхронизации защитных циклов клетки».

Леви и ее коллеги, в том числе соавтор и системный биолог Шай Шен-Орр и его аспирант Авелет Альперт из Техниона — Израильского технологического института, заметили, что MITF (фактор транскрипции, связанный с микрофтальмией), по-видимому, играет роль в синхронизация защитных циклов.Ранее было показано, что MITF контролирует выработку меланина и его распространение на окружающие клетки кожи. Они обнаружили, что после одного ультрафиолетового воздействия экспрессия MITF колеблется каждые 48 часов. Другое воздействие через 24 часа, похоже, нарушило этот паттерн выражения.

Затем группа

Леви провела сопоставимый эксперимент с пигментированными клетками человека, полученными из линии раковых клеток, но одобренными в качестве модели для производства пигмента в незлокачественных клетках. Ультрафиолетовое воздействие может активировать выработку меланина только в присутствии других типов клеток кожи, поэтому им приходилось имитировать воздействие ультрафиолетового излучения на культивируемые клетки.Таким образом, они напрямую стимулировали активность MITF в культивируемых клетках, используя расположенный ниже регулятор. Они обнаружили, что 48-часовой цикл стимуляции вызывает наибольшую пигментацию в клетках человека, минимизируя вызванную стрессом пролиферацию.

Команда Леви предполагает, что 48-часовой цикл возник у древних людей, когда мы потеряли защитный мех, что, по мнению многих, произошло, когда мы спустились с деревьев и начали ходить на двух ногах. Другие предполагают, что мы потеряли мех из-за жары саванны, в гигиенических целях или в результате полового отбора.

«В то время мы также начали экспрессировать важный рецептор производства пигмента в нашей коже, называемый MC1R, — говорит Леви. «Развитие скоординированных действий программ — другими словами, связывание черт — в ответ на общее давление отбора может дать адаптивное преимущество. Однако мы не уверены, почему мы эволюционировали по 48-часовому циклу, когда древние люди вероятно, подвергались воздействию солнца каждый день. Мы знаем, что витамин D, который вырабатывается кожей при воздействии солнца, стабилен в крови в течение 48 часов после воздействия.Возможно есть ссылка. «

Команда считает, что понимание динамики факторов транскрипции может привести к важным открытиям для правильного выбора времени лечения рака кожи, некоторые из которых, как ранее было показано, зависят от частоты. Их результаты необходимо будет воспроизвести в испытаниях на людях, прежде чем можно будет сделать какие-либо заявления об их терапевтическом потенциале или даже просто о более безопасных привычках загара.

«Мы продолжим изучать эти циклы, и мы хотели бы лучше понять влияние ультрафиолетового излучения на белки в наших клетках и кровотоке», — говорит Леви.«Я думаю, что в нашем теле есть еще« часы », которые нужно открыть».

Это исследование финансировалось Европейским исследовательским советом, Регуляцией генов I-CORE при сложных заболеваниях человека, Израильским научным фондом, Fritz Thyssen Stiftung, Израильским фондом исследований рака, Фондом Саломеи (Мика) и Германа Бергера Z’L, США. -Israel Binational Science Foundation, Премия семьи Штахеров и Фонд Наоми.

История Источник:

Материалы предоставлены Cell Press . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Какова цель меланина?

Обновлено 15 декабря 2018 г.

Автор: Кевин Бек

Меланин — это название биологического пигмента, который определяет общий цвет кожи и волос у людей. Формы меланина ответственны за окраску всего животного мира; например, окраска крыльев у птиц вызывается меланином. Кроме того, клетки, вырабатывающие меланин, называемые меланоцитами, могут увеличивать или уменьшать уровень выработки меланина в ответ на изменения внешней среды (например, увеличение или уменьшение воздействия солнца).

Хотя меланин по-прежнему известен в основном своей ролью в физиологии, исследователи начали исследовать это вещество и его производные, чтобы определить, может ли меланин найти применение в различных отраслях промышленности.

Синтез меланина

Меланин вырабатывается клетками меланоцитов в эпидермисе или внешнем слое кожи (более толстый и прочный слой под ним называется дермой). Эти меланоциты лежат в самом нижнем слое эпидермиса, называемом базальным слоем или «базальным слоем».«Меланин бывает нескольких подтипов, наиболее распространенным из которых является эумеланин и вторичный тип, известный как феомеланин.

Меланин — это химическое вещество с довольно низкой молекулярной массой (318,3 г / моль, что в два раза меньше, чем у глюкозы). Его молекулярная формула — C ₁₈ H ₁₀ N ₂ O ₄ . Люди с более темной кожей на самом деле имеют не больше меланоцитов, чем люди со светлой кожей; вместо этого у людей с более темной кожей более высокая доля генов в меланоцитах, которые являются отвечает за выработку меланина.Это означает, что у темнокожих людей на клетку вырабатывается намного больше меланина, а не то, что у темнокожих людей больше клеток, дающих такой же уровень выработки. Это имеет важное значение для эволюционной антропологии, поскольку предполагает, что современные европейцы с более светлой кожей имеют глубокие корни с людьми из Африки, чья кожа сегодня остается темнее из-за различных условий окружающей среды. Многие люди из Северо-Западной Европы потеряли способность загорать, потому что цепочка ДНК, которая у них кодирует дополнительный меланин, существует, но больше не может быть активирована.Способность таких людей переносить ультрафиолетовый (УФ) свет в целом резко снижена.

При исследовании под микроскопом эумеланин выглядит коричневым с мелкозернистым внешним видом. Вещество не рассеивает свет в значительной степени, как можно было бы ожидать от чего-то, что кажется темным. Отдельные гранулы меланина имеют максимальный диаметр около 800 нанометров или чуть меньше одной миллионной метра (что эквивалентно одной тысячной миллиметра). Это отличает меланин от некоторых распространенных метаболитов пигментов в крови, которые, как правило, больше по размеру и больше рассеивают свет и имеют зеленый, желтый или красно-коричневый цвет, в отличие от простого коричневого меланина.

Функция меланина

Назначение меланина не имеет ничего общего с человеческим тщеславием, а связано с защитой организма. Ультрафиолетовое излучение солнца является хорошо известным канцерогеном и при достаточно высоком воздействии может привести к ряду родственных типов меланомы, которые являются злокачественными новообразованиями кожи. Меланомы могут быть фатальными; из примерно 54 000 американцев, у которых ежегодно диагностируется меланома, около 8 000 умирают от нее. Риск злокачественной меланомы среди людей европейского происхождения в 10 раз выше, чем у афроамериканцев.

У некоторых людей и животных в организме вообще очень мало меланина. Это состояние, известное как альбинизм, приводит к тому, что люди, страдающие этим заболеванием, становятся более уязвимыми для ультрафиолетовых лучей.

Меланин и пигментация кожи

Когда меланин вырабатывается в меланоцитах, этот пигмент упаковывается в гранулы, подобно тому, как зеленый пигмент хлорофилл упаковывается в специальные внутриклеточные «контейнеры» растений. При стимуляции ультрафиолетовым светом, общий уровень которого увеличивается в большинстве регионов мира в определенное время года и снижается в другие, меланоциты производят все больше и больше гранул, позволяя коже людей адаптироваться в течение лета и становиться более «здоровой». загар.»Однако, как уже отмечалось, у некоторых людей эта способность генетически ограничена, а в некоторых случаях почти отсутствует, в то время как у других она по существу излишняя. Вы, несомненно, видели людей, которые, как известно, склонны к солнечным ожогам, и, возможно, вы сами являетесь одним из них: Люди описываются как «светлокожие» и часто с веснушками и рыжими волосами. Такие люди в целом обладают наименее эффективной защитой от УФ-излучения, и им с особой настойчивостью рекомендуется избегать выхода на солнце без солнцезащитного крема, что может в значительной степени отфильтровывать вредное УФ-излучение.

Пигментация кожи и эволюция человека

В то время как слишком мало меланина в коже может подвергать людей более высокому риску солнечных ожогов и злокачественных новообразований кожи, люди с необычно высоким уровнем меланина в организме могут быть предрасположены к дефициту витамина D. Это связано с тем, что основным источником этого витамина в организме является естественный предшественник витамина D, который превращается в активную форму витамина под действием солнечного света. Поскольку более темные поверхности имеют тенденцию отражать, а не поглощать УФ-излучение, люди с более темной кожей поглощают меньшую часть УФ-излучения, которому они подвергаются, чем другие.В некотором смысле это представляет собой один из бесчисленных эволюционных компромиссов, демонстрируемых в мире живых существ.

Когда потомки современных людей впервые вышли на открытые пространства из-под деревьев для охоты и поиска воды, они подверглись большему воздействию солнечного света. Очевидно, что при этом они должны были выдерживать не только больше света, но и дополнительное тепло, которое с ним связано. Чтобы сохранять прохладу в условиях длительного пребывания на солнце, это означало более обильное и эффективное потоотделение.Чтобы покрыть кожу более высокой плотностью потовых желез, нужно было что-то еще, и этим «чем-то» были волосы. Очевидно, что у людей все еще есть волосы на руках, ногах и туловище (у некоторых значительно больше, чем у других), но по сравнению с другими обезьянами, люди потеряли практически все волосы на теле. В результате кожа древних людей, недавно способная потоотделить, осталась более восприимчивой к повреждениям от солнца. Это, в свою очередь, стимулировало увеличение отложений гранул меланина, наблюдаемое сейчас в тропических широтах.

Дефицит витамина D упоминается как нежелательное последствие слишком большого количества меланина в коже.Витамин D необходим кишечнику для наиболее эффективного усвоения кальция и фосфора. Оба они необходимы для правильного роста и поддержания костей. Хотя некоторое количество витамина D может быть получено из пищевых источников, таких как яичные желтки и определенная рыба, 90 процентов витамина синтезируется в коже из производных холестерина. Следовательно, витамин D необходим не только для целостности скелета, он также может быть полезен для предотвращения некоторых форм рака.

Другие способы применения меланина

В 2017 году группа ученых Калифорнийского университета в Сан-Диего получила 7 долларов.Грант в размере 5 миллионов на изучение потенциального использования меланина, о котором предполагалось, но так и не реализовано официально. Ученые, участвовавшие в проекте, надеялись изучить последовательность реакций, участвующих в синтезе меланина, на более глубоком уровне, чем это проводилось ранее, и понять больше о различных типах меланина в надежде продолжить синтез родственных химических веществ с некоторыми из них. известных защитных способностей меланина. Возможность предложить небиологические материалы некоторые из тех же основных средств защиты от солнечных лучей, которые меланин дает живым существам, несомненно, была бы полезной в различных отраслях промышленности, поскольку солнечное повреждение краски и различных услуг является почти универсальной проблемой.

Пигментация | Анатомия и физиология

Пигментация

На цвет кожи влияет ряд пигментов, включая меланин, каротин и гемоглобин. Напомним, что меланин вырабатывается клетками, называемыми меланоцитами, которые разбросаны по всему базальному слою эпидермиса. Меланин переносится в кератиноциты через клеточную органеллу, называемую меланосомой (рис. 5.7).

Рисунок 5.7. Пигментация кожи

Относительная окраска кожи зависит от количества меланина, продуцируемого меланоцитами базального слоя и поглощаемого кератиноцитами.

Меланин существует в двух основных формах. Эумеланин бывает черным и коричневым, тогда как феомеланин имеет красный цвет. Темнокожие люди производят больше меланина, чем люди с бледной кожей. Воздействие ультрафиолетовых лучей солнца или в солярии вызывает производство меланина и его накопление в кератиноцитах, поскольку воздействие солнца стимулирует кератиноциты выделять химические вещества, которые стимулируют меланоциты.Накопление меланина в кератиноцитах приводит к потемнению кожи или загару. Это повышенное накопление меланина защищает ДНК клеток эпидермиса от повреждения ультрафиолетовыми лучами и распада фолиевой кислоты, питательного вещества, необходимого для нашего здоровья и благополучия. Напротив, слишком много меланина может препятствовать выработке витамина D, важного питательного вещества, участвующего в усвоении кальция. Таким образом, количество меланина, присутствующего в нашей коже, зависит от баланса между доступным солнечным светом и разрушением фолиевой кислоты, а также от защиты от УФ-излучения и производства витамина D.

Для достижения пика синтеза меланина требуется около 10 дней после первого пребывания на солнце, поэтому люди с бледной кожей вначале обычно страдают солнечными ожогами эпидермиса. Темнокожие люди также могут получить солнечные ожоги, но они более защищены, чем люди с бледной кожей. Меланосомы — это временные структуры, которые в конечном итоге разрушаются путем слияния с лизосомами; Этот факт, наряду с отслаиванием заполненных меланином кератиноцитов в роговом слое, делает загар непостоянным.

Чрезмерное пребывание на солнце может в конечном итоге привести к появлению морщин из-за разрушения клеточной структуры кожи, а в тяжелых случаях может вызвать повреждение ДНК, которое может привести к раку кожи. При нерегулярном скоплении меланоцитов на коже появляются веснушки. Родинки представляют собой большие скопления меланоцитов, и, хотя большинство из них доброкачественные, их следует отслеживать на предмет изменений, которые могут указывать на наличие рака (рис. 5.8).

Рисунок 5.8. Родинки

Родинки варьируются от доброкачественных скоплений меланоцитов до меланом.Эти структуры населяют ландшафт нашей кожи. (Источник: Национальный институт рака)

Изменение цвета кожи

Первое, что видит врач, — это кожа, поэтому ее обследование должно быть частью любого тщательного физического обследования. Большинство кожных заболеваний относительно доброкачественные, но некоторые из них, включая меланомы, при отсутствии лечения могут привести к летальному исходу. Пара более заметных нарушений, альбинизм и витилиго, влияют на внешний вид кожи и ее дополнительных органов.Хотя ни один из них не смертельный, было бы трудно утверждать, что они доброкачественные, по крайней мере, для людей, страдающих от этого заболевания.

Альбинизм — это генетическое заболевание, которое влияет (полностью или частично) на окраску кожи, волос и глаз. Дефект в первую очередь связан с неспособностью меланоцитов вырабатывать меланин. Люди с альбинизмом обычно выглядят белыми или очень бледными из-за нехватки меланина в их коже и волосах. Напомним, меланин помогает защитить кожу от вредного воздействия УФ-излучения.Люди с альбинизмом, как правило, нуждаются в большей защите от УФ-излучения, поскольку они более склонны к солнечным ожогам и раку кожи. Они также более чувствительны к свету и имеют проблемы со зрением из-за отсутствия пигментации на стенке сетчатки. Лечение этого расстройства обычно включает устранение симптомов, например ограничение воздействия ультрафиолетового излучения на кожу и глаза. В витилиго меланоциты в определенных областях теряют способность производить меланин, возможно, из-за аутоиммунной реакции.Это приводит к потере цвета участков (рис. 5.9). Ни альбинизм, ни витилиго напрямую не влияют на продолжительность жизни человека.

Рисунок 5.9. Витилиго

Люди с витилиго испытывают депигментацию, в результате чего участки кожи становятся более светлыми. Состояние особенно заметно на более темной коже. (Источник: Клаус Д. Питер)

Другие изменения окраски кожи могут указывать на заболевания, связанные с другими системами организма.Заболевание печени или рак печени могут вызывать накопление желчи и желтого пигмента билирубина, в результате чего кожа становится желтой или желтухой ( jaune — французское слово, означающее «желтый»). Опухоли гипофиза могут вызывать секрецию большого количества меланоцит-стимулирующего гормона (МСГ), что приводит к потемнению кожи. Точно так же болезнь Аддисона может стимулировать выброс избыточного количества адренокортикотропного гормона (АКТГ), который может придавать коже глубокий бронзовый цвет.Внезапное снижение оксигенации может повлиять на цвет кожи, в результате чего кожа сначала станет бледной (белой), что называется бледностью. При длительном снижении уровня кислорода темно-красный дезоксигемоглобин становится доминирующим в крови, из-за чего кожа становится синей. Это состояние называется цианозом ( кианос — греческое слово, означающее «синий»). Это происходит, когда подача кислорода ограничена, например, когда кто-то испытывает затруднение дыхания из-за астмы или сердечного приступа. Однако в этих случаях влияние на цвет кожи не имеет ничего общего с ее пигментацией.

Интерактивная ссылка

В этом видеоролике ABC рассказывается история пары афроамериканских близнецов, один из которых альбинос. Посмотрите это видео, чтобы узнать о проблемах, с которыми сталкиваются эти дети и их семьи. Как вы думаете, какие этнические группы не подвержены альбинизму?

Что вам нужно знать — SkinKraft

Вы когда-нибудь задумывались, что придает цвет вашей коже или вызывает обесцвечивание некоторых частей тела? Основная причина всего этого — меланин, пигмент от коричневого до черного, обнаруженный в вашей коже, волосах и радужной оболочке глаза, который отвечает за ваш цвет / цвет лица.

Наш главный дерматолог доктор Хариш Коутам, аккредитованный член Индийской ассоциации дерматологов, венерологов и лепрологов (IADVL) и косметических хирургов Индии, утверждает, что меланин играет двойную роль в защите, а также в нанесении определенного вреда.

Итак, хотите ли вы загореть или осветлить загорелую кожу, вам необходимо понимать, что такое меланин и как вы можете увеличить или уменьшить его содержание. Прокрутите вниз, чтобы узнать.

Основные характеристики:

1.Что такое меланин и почему он важен?

С научной точки зрения, меланин вырабатывается меланоцитами (клетками) в базальном слое (нижнем слое) кожи [1]. Это происходит, когда фермент тирозиназа катализирует превращение тирозина в дигидроксифенилаланин (ДОФА) [2].

Согласно научным исследованиям, меланин может не только придать коже ее цвет, но и защитить ее от вредных ультрафиолетовых лучей солнца. Недавние исследования также демонстрируют способность меланина снижать риск рака кожи.[3]

Доктор Хариш говорит: «Защитный эффект меланина достигается за счет его способности служить физическим барьером, рассеивающим УФ-лучи, и поглощающим фильтром, который снижает проникновение УФ-излучения через эпидермис (68). Эффективность меланина в качестве солнцезащитного крема находилась между 1,5 солнцезащитными факторами (SPF) и 4 SFP, что означает, что меланин поглощает от 50% до 75% УФ-излучения ».

Далее он добавляет: «Он также действует как поглотитель свободных радикалов, что в конечном итоге защищает кожу.Однако исследования показали, что меланин может иметь слабый канцерогенный эффект, который может способствовать образованию рака. Но его вредные эффекты еще не доказаны, и исследования продолжаются ».

2. Могу ли я снизить уровень меланина в коже?

Многие индийские женщины одержимы светлым цветом кожи. Некоторые люди хотят снизить уровень меланина в коже для более светлого оттенка кожи. Пигмент меланина можно уменьшить с помощью домашних процедур, процедур в клинике и домашних средств.

Клинические процедуры

А.Химический пилинг

Химический пилинг действует, удаляя верхний слой кожи. [4] При таком отшелушивании удаляются отложения меланина в верхнем слое и обнажается свежий слой кожи. Химический пилинг включает высокие концентрации кислот, таких как гликолевая кислота или молочная кислота. Они проводятся в кабинете дерматолога.

Химический пилинг — эффективный способ снизить уровень меланина в коже, но он может вызывать побочные эффекты, такие как покраснение и жжение. Перед началом лечения проконсультируйтесь со своим врачом.Чрезвычайно важно использовать солнцезащитный крем во время этого лечения, поскольку новые клетки склонны к повреждению солнцем.

Б. Микродермабразия

Микродермабразия удаляет верхний слой кожи с помощью ручного устройства. Это малоинвазивная процедура для отшелушивания кожи и избавления от избытка пигмента меланина. [5]

В этой процедуре используются мелкие кристаллы для соскабливания или соскабливания верхнего слоя кожи. Это процедура с низким уровнем риска, эффективная для удаления загара и разглаживания кожи.

C. Лазерная шлифовка

Лазерная шлифовка использует лучи света для нацеливания на слой кожи. [6] Далее он делится на абляционный и неаблативный. Абляционные лазеры удаляют верхние слои кожи через раны, в то время как неабляционные лазеры вызывают рост коллагена в эпидермисе.

Абляционный лазер может быть немного более опасным по сравнению с неабляционным. Проконсультируйтесь с дерматологом по поводу наилучшего лазерного лечения для уменьшения содержания меланина в коже.

Домашние процедуры

А.Койевая кислота

Койевая кислота получают из определенных видов грибов. Он действует путем ингибирования аминокислоты тирозина, ответственной за производство меланина [7]. Койевая кислота является проверенным средством для осветления кожи и используется в концентрациях менее 1%.

Койевая кислота может вызывать побочные эффекты, такие как контактный дерматит, состояние, которое приводит к зуду или покраснению кожи и т. Д. После контакта с определенными ингредиентами. Продолжительное употребление койевой кислоты может сделать вашу кожу восприимчивой к солнечным лучам.

B. Гидрохинон

Гидрохинон — одно из старейших и наиболее эффективных средств удаления меланина с кожи. Уменьшает количество меланоцитов в коже. [8]

Со временем гидрохинон осветляет кожу. Натуральная альтернатива — шелковица. Но у некоторых людей гидрохинон может вызывать сухость.

C. Ретиноиды

Ретиноиды — это производные витамина А, которые действуют путем ингибирования фермента тирозиназы [9]. Третиноин (ретиноид) используется для осветления кожи.Ретиноиды помогают в обновлении клеток кожи и равномерно распределяют оставшиеся гранулы меланина по коже.

Новые клетки свежие, нежные и требуют солнцезащитного крема. Поэтому при использовании ретиноидов всегда используйте солнцезащитный крем широкого спектра действия.

Домашние средства

Люди использовали кухонные ингредиенты для уменьшения содержания меланина в коже, но у них нет научных доказательств. Однако они приносят пользу людям, осветляя их кожу.

A. Картофель

Картофель содержит фермент катехолаза, который снижает уровень меланина в коже.Картофель — отличный антиоксидант, помогающий коже от окислительного стресса.

Б. Лимонный

Лимон содержит альфа-гидроксикислоту, которая отшелушивает верхний слой кожи, содержащий меланин. Лимон — натуральный отбеливающий агент.

C. Помидор

Помидор полезен для кожи. Одним из них является его способность подавлять фермент тирозиназу, который помогает в синтезе меланина. Он также обладает противовоспалительными и антивозрастными свойствами.

3. Что вызывает увеличение производства меланина?

УФ-А лучи солнечного света проникают в нижние слои эпидермиса и заставляют меланоциты производить больше меланина.Меланин вырабатывается как защитный механизм.

Солнечный свет — основная причина увеличения выработки меланина. Другие факторы включают гормональный дисбаланс, старение и воспалительные процессы.

4. Могу ли я повысить уровень меланина?

Если вы хотите принять во внимание тот факт, что меланин может снизить риск рака кожи и защитить вас от УФ-лучей, вот несколько способов увеличить количество меланина в вашей коже:

Как навсегда увеличить уровень меланина в коже с помощью еды

Нет научных исследований, показывающих, как увеличить уровень меланина.Но определенные питательные вещества повышают уровень меланина в коже:

A. Антиоксиданты

Антиоксиданты защищают вас от окислительного повреждения. Свободные радикалы в вашем теле всегда ищут дополнительный электрон и могут химически сжечь клетки во время этого процесса. Антиоксиданты могут отдавать свободный электрон, тем самым стабилизируя дикие свободные радикалы.

Продукты, содержащие антиоксиданты, включают рыбу, виноград, ягоды, зелень, зеленый чай, бобы, темный шоколад, свеклу, сладкий картофель, краснокочанную капусту и т. Д.

B. Витамин A

Поскольку витамин А также является мощным антиоксидантом, он связан с увеличением производства меланина. Витамин А — это жирорастворимый витамин, который содержится в организме.

Витамин А можно получить из пищевых источников, таких как зеленые листовые овощи, морковь, манго, горох, сладкий картофель, жир печени трески, лосось, тунец, масло, брокколи, салат, красный сладкий перец, сыр и т. Д.

C. Витамин C

Витамин С, еще один антиоксидант, не доказал свою полезность для производства меланина, но может повышать уровень меланина.

Витамин С присутствует в таких продуктах, как сливы, вишня, гуава, брокколи, ростки, лимон, папайя, клубника, апельсин и т. Д.

D. Витамин E

Возможно, вы уже много раз слышали о продуктах по уходу за кожей, обогащенных витамином Е. Витамин Е при местном применении успокаивает кожу.

Считается, что пероральный витамин Е увеличивает количество меланина. Миндаль, фундук, арахис, авокадо, манго и омары — все это богатые источники витамина Е.

5. Означает ли большее количество меланина более темную кожу?

В зависимости от уровня меланина в коже цвет лица в целом подразделяется на светлый, средний и темный.Чем выше пигмент меланина, тем темнее кожа.

6. Что происходит, когда у вас слишком много или слишком мало меланина?

Слишком мало меланина может привести к состоянию, называемому альбинизмом. У людей с альбинизмом бледная кожа и белые волосы. С другой стороны, дефицит меланина может указывать на гиперпигментацию.

7. Может ли меланин вызывать рак кожи?

УФ-излучение производит реактивный кислород, который возбуждает электрон в меланине. Эта энергия может вызвать разрывы цепей ДНК и привести к канцерогенным мутациям.

Исследователи подчеркнули роль меланина в развитии рака кожи после воздействия УФ-лампы на клетки меланоцитов человека. Они подвергли меланоциты мыши и клетки меланоцитов человека воздействию УФ-ламп. Они обнаружили повреждение ДНК в обоих, но продолжающееся повреждение в клетках меланоцитов человека (содержащих меланин) даже после нескольких часов воздействия ультрафиолетового света. Это привело их к выводу, что меланин может вызывать рак кожи [10].

Все вышеперечисленные методы стоит попробовать, чтобы увеличить или уменьшить уровень меланина. Но не забудьте проконсультироваться с дерматологом перед тем, как начинать какие-либо процедуры или диету.Сообщите нам, что сработало для вас.

Начните с познания своей кожи

Пролить свет на меланины в меланоцитах человеческого глаза in situ с использованием методов профилирования с помощью 2-фотонной микроскопии

Подготовка образца

Хориоидальная ткань человека

Посмертное исследование человеческих глаз было получено из банка глаз Lions NSW с информированного согласия ближайший родственник донора глаза и одобрение Комитета по этике исследований на людях Университета Нового Южного Уэльса (HREC # HC14261).Все методы, использованные в исследовании, были выполнены в соответствии с утвержденными руководящими принципами этики исследований на людях.

Глаза без роговицы фиксировали 2% параформальдегидом (Sigma-Aldrich, Австралия) в фосфатно-солевом буфере (PBS) (pH 7,4) в течение 18 часов. post-mortem . Был сделан круговой разрез по краю цилиарного тела, и были удалены радужная оболочка, хрусталик, цилиарное тело и стекловидное тело. Фиксированный глаз с интактной сетчаткой, сосудистой оболочкой и склерой использовали для изготовления хориоидальных плоских образцов (n = 8) или залитых парафином поперечных срезов ткани (n = 3).Все обработанные образцы помещали в 100% глицерин.

Культура клеток и посев на предметные стекла

Первичные HCM культивировали из вскрытых тканей хориоидеи человека (n = 3, возраст 59–77 лет), как описано ранее ^64,65 с небольшими модификациями. ГКМ выделяли и культивировали в среде для роста меланоцитов [10% фетальная бычья сыворотка (FBS) в F12 Хэма с 2 мМ L-глутамином, 0,1 мМ изобутилметилксантином (IBMX) (Sigma-Aldrich), 100 нМ форбол 12-миристат 13-ацетат (PMA ) (Sigma-Aldrich), 10 нг / мл холерного токсина (Sigma-Aldrich)], высевали на предметные стекла с 8-луночной камерой (Merck Millipore) и культивировали в течение не менее трех дней, дважды промывали PBS и фиксировали 2% параформальдегидом в PBS (pH 7.4) при комнатной температуре в течение 30 минут.

Плоские держатели хориоидеи

Были взяты выколотки сетчатки и сосудистой оболочки неподвижных глаз (n = 8, в возрасте 49–76 лет) (без прокола наружной склеры) с помощью 2-миллиметрового биопсийного стержня (Kai Medical) в центральной сосудистой оболочке (суб- макула, около диска зрительного нерва). С помощью препарирующего микроскопа (Leica M60) с помощью изогнутых щипцов и кисти тщательно отделили тканевые точки сетчатки-сосудистой оболочки от подлежащей склеры, а сетчатку тщательно отделили от прилегающей хориоидеи RPE в PBS.Затем плоские держатели осторожно ориентировали супрахориоид вверх на предметных стеклах Super-Frost Plus (Menzel-Glaser), покрывали слоем 80% глицерина / PBS и закрывали лаком для ногтей.

Парафиновые поперечные срезы

Фиксированные человеческие глаза (сетчатка-сосудистая оболочка-склера) (n = 3, возраст: 59–72 года) были обработаны и залиты парафином, а поперечные срезы вырезались толщиной 7 мкм. Срезы собирали на предметных стеклах Super-Frost Plus (Menzel-Glaser). Парафиновые срезы депарафинизировали с помощью ксилола и спиртов до воды, затем сушили на воздухе.

Сводная информация о поле донора, возрасте, причине смерти, глазных и системных заболеваниях представлена ​​в Таблице 1.

Таблица 1 Демографические данные, причина смерти, медицинская карта доноров-людей.

Спектральное излучение возбуждения 2PM и визуализация FLIM

2PM требует одновременного поглощения двух фотонов в одном количественном событии ⁶⁶ . Спектральное излучение 2PM и визуализация FLIM были получены на микроскопе Zeiss LSM 880 с использованием настраиваемого лазера Mai Tai Insight DeepSea 2P, работающего с частотой повторения 80 МГц, и Plan-Apochromat 63.0 × 1.4 Масляный объектив (Zeiss-GmbH, Германия). Плата TimeHarp 260 использовалась для сбора данных о затухании флуоресценции с использованием коррелированного по времени подсчета одиночных фотонов (TCSPC). Для получения изображений HCM в одной плоскости, объектив микроскопа был сфокусирован на заднюю супрахориоидную плоскость хориоидальной ткани глаза. Поскольку толщина хориоидального слоя варьируется между тканевыми пластинами, мы получили наиболее сфокусированную плоскость ГКМ в супрахориоиде, которая была ориентирована вверх и помещена ближе всего к покровному стеклу.Супрахориоид — это самый внешний слой сосудистой оболочки и переходная зона между сосудистой оболочкой и внешней склерой. В основном он содержит коллагеновые волокна и меланоциты, расположенные между фибробластами ¹ .

Режим спектрального изображения лямбда (ʎ) был настроен на 32 канала (32-канальный спектральный детектор GaAsP), каждый со спектральной шириной ячейки 8,9 нм и общим диапазоном от 410 до 696 нм. Все спектральные данные собирались по всему спектру с приращениями. Это позволило разделить спектральные сигналы, даже если они перекрываются.FLIM, измеренный с HCM и хориоидальной ткани, регистрировался детекторами, не подвергавшимися десканированию GaAsP (модуль Zeiss BiG.2 типа A с двумя детекторами GaAsP; BP 500–550 нм; BP 575–610 нм). И спектральное излучение, и изображение FLIM были получены с кадром 1024 × 1024 пикселей. Время пребывания пикселя для визуализации FLIM составляло 8,19 мкс / пиксель и 32,8 мкс / пиксель для спектрального изображения. Калибровку измерений срока службы проводили с использованием водного раствора 1 мкМ ATTO 488 / милли-Q (ATTO-TEC GmbH, Зиген, Германия). Спектральное излучение и данные визуализации FLIM были проанализированы с использованием подхода векторных графиков FLIM с использованием программного обеспечения SimFCS, разработанного в Лаборатории динамики флуоресценции (UC Irvine).

Сегментация графика спектрального фазора

Подход спектрального фазора дает преимущество, заключающееся в том, что весь спектр не требуется для некоторых классических методов спектрального анализа, таких как разделение видов. Для этих расчетов достаточно всего нескольких параметров спектрального распределения ⁶⁷ .

Спектры флуоресценции в каждом пикселе спектрального изображения были преобразованы в две координаты на декартовом графике спектрального вектора, как описано следующими уравнениями ²⁷ .{\ lambda max} I (\ lambda) d \ lambda} $$

I (λ) представляет интенсивность на каждой спектральной длине волны (канале), n — номер гармоники, а λ _i — исходная длина волны. Векторы наносили на четырехквадрантный спектральный векторный график с началом координат в точке (0,0). Вектор фонового сигнала, который можно рассматривать как спектр с бесконечной спектральной шириной, располагался в центре вектора с координатой (0,0) ⁶⁸ . Положение каждого пикселя на спектральном векторном графике описывалось фазовым углом ( φ и модулем (M).{2}} _ {({\ rm {\ lambda}})}} $$

Угловое положение на спектральном векторном графике относится к центру масс спектра излучения, а модуль зависит от полной ширины спектра при половина максимума ²⁷ . Если спектр широкий, его местоположение должно быть направлено к центру графика. Если в спектре излучения есть красное смещение, его местоположение будет перемещаться против часовой стрелки в сторону увеличения угла от положения (1,0). Спектральные векторы следуют правилам сложения векторов и ортогональности, как и векторы времени жизни.Для этого метода требуется только нулевой и первый порядок спектра, что позволяет быстро и надежно разделить спектрально перекрывающиеся флуорофоры в биологических образцах. Следовательно, на анализ не влияет спектральное размытие, и он подходит для разрешения перекрывающихся спектров ⁶⁸ . Он также не требует спектрального разделения, если форма спектров различна; их можно не смешивать даже при перекрытии пиков.

Кластеры выбора цветных векторов использовались для сегментации спектрального распределения векторов ²⁷ .Спектры флуоресценции, соответствующие относительным смесям эумеланина и феомеланина в отобранных HCM, анализировали попиксельно. После того, как спектральное распределение фазора было сегментировано путем сопоставления кластеров векторов с интересующими областями изображения, анализируемый график векторов называется сегментированным графиком векторов. Была определена максимальная длина волны излучения центра масс выбранного курсора. Все пиксели, выделенные курсором, имеют одинаковую максимальную длину волны.

Сегментация изображения цитоплазматических спектральных векторов меланина была пространственно согласована с сегментацией изображения векторов FLIM путем сопоставления сегментированных спектральных кластеров векторов с теми же областями HCM, сегментированными кластерами векторов FLIM.Это позволило нам сравнить качество результатов сегментации фазора от обоих методов.

Сегментация векторной диаграммы FLIM

Вкратце, кривая затухания флуоресценции в каждом пикселе изображения FLIM была преобразована в две координаты на диаграмме вектора времени жизни в декартовой системе координат с использованием правил преобразования фазора Фурье ⁶⁹ . {\ infty} I (t) dt} $$

где g ( ω ) и s ( ω ) были координатами X и Y векторных преобразований. . ω была угловой частотой повторения ( 2πf ) источника возбуждения, где f была частотой повторения лазера ²⁸ . Фазоры были построены в виде двумерного векторного графика с началом в точке (0,0). Горизонтальная ось представляет «действительный» компонент вектора (g) со значениями от 0 до 1. Вертикальная ось представляет компонент «мнимого» вектора (s) со значениями от 0 до 0,5. Координаты не имеют единиц измерения, так как векторы нормированы ^28,40 .

Все фазоры, производные от одного флуорофора, должны лежать на универсальной окружности векторной диаграммы. Двухкомпонентный вектор должен располагаться на линии между временами жизни флуоресценции двух отдельных видов флуорофоров ( τ 1 и ( τ 2), причем его положение рассчитывается путем взвешивания двух времен жизни. Многокомпонентные векторы вносят свой вклад путем линейной комбинации нескольких однокомпонентных векторов распределяются внутри универсальной окружности ⁴² , где векторы следуют правилам сложения векторов и ортогональности ²⁷ .Если фазор не находится на универсальном круге, соответствующие молекулярные частицы должны иметь сложный многоэкспоненциальный распад ⁴² . В общем, общий распад в образце с несколькими флуоресцентными частицами представляет собой вектор, который является суммой независимых векторов каждого флуоресцентного компонента ⁴² .

Линейная комбинация векторов действительно учитывает разложение отдельных частиц, которые имеют сложную кинетику распада. Относительный вклад компонентов можно получить графически, вычислив расстояние между точкой комбинации на векторном графике и положениями отдельных компонентов в универсальной окружности i.е. соотношение линейной комбинации определяет долю компонентов. Например, два молекулярных вида с многоэкспоненциальным распадом идентифицируются двумя конкретными точками на векторном графике внутри универсального круга. Все возможные веса двух молекулярных разновидностей дают фазоры, распределенные вдоль прямой линии, соединяющей фазоры двух разновидностей ⁴² . Для трех или более молекулярных частиц все возможные комбинации, содержащиеся на треугольном или многоугольном графике, могут по-прежнему образовывать прямую линию, если суммирование векторов нескольких флуоресцентных частиц дает линейно распределенные фазоры.Вершины линии соответствуют конкретному фазору вносящих вклад видов ⁴² . Это одно из основных преимуществ использования фазорного анализа сложных образцов, таких как биомолекулы меланина. Это свойство позволило использовать «безмодельный» подход к идентификации областей на изображении за время существования с одинаковым или различным временем жизни ⁷⁰ . Это позволяет делать выводы на основании линейности распределения. Кроме того, исследуемые отдельные виды не обязательно должны быть моно или одноэкспоненциальными видами для отображения линейного фазового распределения.Это ключевая концепция применения векторного графика для анализа сложной системы, где практически невозможно определить отдельные компоненты срока службы ⁴³ .

Преобразованные времена жизни флуоресценции, распределенные близко к точке (1,0), были короткими, и более длительные времена жизни были распределены от этой точки внутри универсального круга. Процедура E-filter (медианный фильтр свертки) SimFCS была применена к результирующим графикам векторов, так что дисперсия положения вектора могла быть уменьшена без уменьшения разрешения изображения.Фазоры, измеренные на границе изображения, не фильтровались в этой процедуре свертки ²⁸ .

Цветные кластеры выбора фазоров были использованы для сегментации полученных векторов времени жизни путем сопоставления их с конкретными пикселями изображения отобранной ткани, такими как внутриклеточное содержание меланина в HCM. Пиксели сопоставленного изображения были помечены цветом применительно к кластерам выделения. Несколько курсоров использовались для выбора нескольких векторных кластеров на векторном графике, что позволяло визуализировать пространственное расположение этих выделений.Время жизни флуоресценции, соответствующее относительным смесям эумеланина и феомеланина в отобранных HCM, анализировали попиксельно. Размер и расположение курсоров зависели от конкретного анализируемого распределения векторов.

Чтобы уменьшить систематическую ошибку отбора, процесс сегментации векторной диаграммы основывался на хорошо сфокусированном FLIM-изображении морфологии ткани и FLIM-профилировании фазора для контрольных элементов меланин-хориоидального флуорофора. После того, как распределение векторов FLIM было сегментировано путем сопоставления кластеров векторов с интересующими областями изображения, анализируемый график векторов называется сегментированным графиком векторов.

Анализ средних точек и стандартного отклонения сегментированных векторных кластеров

Всего было выбрано не менее 15 независимых областей из FLIM или спектральных изображений образцов клеток / тканей (n = 3). Области были выбраны, потому что они сопоставлены с конкретным векторным кластером, представляющим интерес. Средняя точка кластера векторов, соответствующая выбранным областям, была рассчитана с использованием инструмента построения обратных векторов SimFCS (Лаборатория динамики флуоресценции; UC Irvine), и SD была определена для каждой группы средних точек.Была построена диаграмма разброса средних точек и соответствующее SD для каждой выборки. Тестирование статистической значимости проводилось между 2 выборками представляющих интерес популяций с использованием t-критерия (уровень значимости P <0,05). Все статистические анализы были выполнены с использованием IBM SPSS Statistics (Армонк, Нью-Йорк, США).

2PM спектральное излучение и профили FLIM контрольных флуорофоров

Перед исследованием характеристик флуоресценции меланинов цитоплазмы меланоцитов, 2PM FLIM и профили спектрального контроля меланинов с различными уровнями пигментации и флуорофоров сосудистой оболочки были идентифицированы при 780 нм (таблица 2).Хотя эти контроли не полностью воспроизводят микроокружение образца ткани, они предоставляют систему отсчета для времени жизни и спектров внутриклеточного меланина. Невозможно получить элементы управления, которые напрямую и полностью воспроизводят микросреду хориоидеи человека, учитывая ее сложность. Стратегия использования человеческих волос с различной пигментацией (обогащенные эумеланином черные волосы и обогащенные феомеланином рыжие волосы) в качестве биологического контроля применялась ранее ^25,71 .Кроме того, это также обеспечило метод проверки векторного анализа. Меланины в человеческих волосах локализуются в коре головного мозга ^{44 ​​}. Спектральное изображение 2PM и FLIM-изображение коры и сердцевины волоса были получены на глубине 19 мкм при наблюдении за структурой кератина на поверхности.

Таблица 2 2PM FLIM и спектральное профилирование контрольных флуорофоров.

2PM FLIM и спектральное профилирование внутриклеточного меланина в клетках HCM

2PM FLIM и профиль спектральной визуализации немеченых и фиксированных HCM in vitro (n = 3, возраст: 59–77 лет) с гетерогенной пигментацией (очень темная до очень света) были получены при 780 нм.

Полученные распределения FLIM и спектрального фазора были сегментированы путем сопоставления специфических кластеров фазора с внутриклеточным содержанием меланина в клетках HCM. Этот процесс сегментации был повторен с объединенными диаграммами фазора, полученными из клеток HCM, и различных контрольных флуорофоров (меланины с различным уровнем пигментации и хориоидальные флуорофоры), чтобы проверить уровень пигментации меланина, который был сегментирован в клетках HCM.

2PM FLIM из внутриклеточной смеси меланина и цитоплазматического NADH

Согласно предыдущим исследованиям, наиболее заметным эндогенным флуорофором, присутствующим в HCM, является сложный биополимерный меланин, состоящий из смеси эумеланина и феомеланина; темнопигментированный эумеланин имеет короткое время жизни флуоресценции, а светлый пигментированный феомеланин имеет длительное время жизни флуоресценции ²⁵ .Когда распределение фазоров 2PM FLIM было получено от пигментированных HCM «от очень темного до очень светлого», мы ожидали, что результирующие фазоры будут линейно распределены между фазорами, сопоставленными с эумеланином и смесью меланина, обогащенной феомеланином.

Однако все клетки, включая меланоциты, содержат повсеместно распространенный эндогенный цитоплазматический НАДН и эндогенные флуорофоры цитохромного комплекса внутри митохондриальной внутренней мембраны ^34,72 . Чтобы проверить, отличалось ли распределение фазора FLIM от внутриклеточного меланина HCM от цитоплазматического НАДН, мы включили в исследование цитоплазматический контроль НАДН.Клетки HEK293, не содержащие меланина (линия клеток 293 эмбриональной почки человека, ATCC), использовали в качестве цитоплазматического контроля NADH. Клетки HEK293 и HCM без метки возбуждали при 740 нм, максимальной длине волны возбуждения для NADH ⁴² .

2PM FLIM-графики фазора от фиксированных HCM при возбуждении 740 нм, оптимизированном для NADH, и при оптимальном возбуждении для внутриклеточного меланина (780 нм), объединяли и исследовали на предмет вариации распределения фазора. Кроме того, графики фазора 2PM FLIM от нефиксированных и фиксированных клеток HEK293 были объединены и исследованы на влияние фиксации на цитоплазматический NADH.Клетки HEK293 фиксировали 2% параформальдегидом (Sigma-Aldrich) в PBS (pH 7,4) в течение 30 минут с последующей промывкой PBS. Наконец, графики фазора 2PM FLIM, измеренные для фиксированных клеток HEK293 и HCM при 740 нм, были объединены, чтобы проверить, отличается ли полученное распределение фазора FLIM от внутриклеточного меланина от цитоплазматического NADH.

Одноточечные измерения времени жизни спектрального излучения и флуоресценции при увеличении концентрации синтетического меланина

Темный раствор синтетического меланина (1 г / мл; Sigma-Aldrich) был приготовлен для получения диапазона концентраций меланина (0.01 мг / мл, 0,025 мг / мл, 0,05 мг / мл, 0,1 мг / мл) в воде MilliQ. Приготовление солюбилизированного синтетического меланина было основано на протоколе, используемом Riesz et al . ⁷³ . PH растворов доводили с помощью 1 M NaOH до примерно 11,5 при постоянном перемешивании для улучшения растворимости.

Одноточечные измерения спектрального излучения и времени жизни флуоресценции были получены с использованием спектрофлуориметра Fluoromax-4C Horiba Scientific. Для одноточечных измерений спектрального излучения образцы синтетического меланина (0.01 мг / мл, 0,025 мг / мл, 0,05 мг / мл, 0,1 мг / мл) возбуждали при 390 нм, а спектральное излучение собирали между 405-700 нм. Одноточечные измерения времени жизни флуоресценции были получены при возбуждении 370 нм, единственном лазерном источнике для этого модуля.

Исследование иммунофлуоресценции HCM с использованием метода 2PM FLIM phasor

HCM были иммуномечены с использованием стандартных протоколов. Камерные предметные стекла с HCM фиксировали и промывали в PBS, инкубировали в 5% бычьем сывороточном альбумине (BSA) / PBS в течение одного часа при комнатной температуре с последующей инкубацией в течение ночи в меланоцит-специфических первичных антителах Melan-a Ab3 (клеточная локализация: меланосомная мембрана. , эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, хозяин: мышь; NeoMarkers, Fremont CA; 2 мкг / мл в 1% BSA / PBS) при 4 ° C на встряхиваемом столе.После промываний PBS при встряхивании локализацию антитела визуализировали с помощью вторичных антител осла против мышиных антител, конъюгированных с Alexa Fluor 594 (Molecular Probes; 1: 1000 в 1% BSA / PBS) в течение 2 часов при комнатной температуре с последующими промываниями PBS при встряхивании. Слайды камеры были помещены в 100% глицерин и закрыты покровными стеклами.

Иммуномеченные HCM были исследованы с использованием фазора 2PM FLIM, на котором было исследовано фазорное распределение эндогенных меланинов HCM и примененный флуорофор, конъюгированный с антителами, Alexa Fluor 594, чтобы подтвердить, что специфическое для меланоцитов иммунное мечение было обнаружено в основном для HCM с легкой пигментацией меланина.

Профиль внутриклеточного меланина HCM

Профиль гистограммы внутриклеточного меланина из поля образца изображения HCM был создан путем определения доли соотношения из каждого сегментированного изображения 2PM FLIM (и спектрального) кластера фазора, сопоставленного с гетерогенно пигментированным внутриклеточным меланином. Долю внутриклеточных векторных кластеров меланина определяли по следующему уравнению:

$$ \ frac {Number \, of \, image \, пикселей \, mapped \, to \, segmented \, FLIM \, or \, spectral \ , фазор \, кластер} {Всего \, изображение \, пикселей \, внутри \, выборка \, изображение \, поле} $$

Измерения долей соотношения были выполнены с использованием функции SimFCS Stats.

Профилирование внутриклеточного меланина ГКМ и окружающих хориоидальных компонентов

Внутриклеточные меланины, содержащиеся в безметочных и фиксированных ГКМ в плоских хориоидеи (n = 8; возраст: 49–76 лет) и поперечных срезах тканей (n = 3; возраст) : 59–72 года) были исследованы и профилированы с использованием полученных 2PM FLIM, данных спектрального излучения и сегментации векторных графиков. Долю пикселей изображения, связанных с сегментированным внутриклеточным меланином (на основе FLIM и спектрального векторного графика) на общее количество пикселей из поля образца, измеряли для культивируемых HCM, HCM в плоских креплениях и поперечных срезах.Это позволило сравнить сегментированный внутриклеточный меланин с помощью методов FLIM и спектральных векторных графиков.

Кроме того, FLIM и спектральные кластеры фазора отображаются на другие эндогенные возбужденные флуорофоры в образцах ткани, такие как молекулы ECM (например, коллаген и эластин), гем в эритроцитах, липофусцин-меланофусцин в клетках RPE и добавленное связывание нуклеиновой ДНК пятна были сегментированы и исследованы. Ядра клеток плоских и поперечных срезов окрашивали Hoechst 33342 для определения распределения хориоидальных клеток, включая HCM, фибробласты, макрофаги и тучные клетки ¹ .

Было также исследовано влияние различного времени фиксации параформальдегида на время жизни флуоресценции и характеристики спектрального излучения внутриклеточного меланина in situ , и никакого эффекта не наблюдалось (дополнительное примечание 11).

5.1D: Цвет кожи — Medicine LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. ЦЕЛЬ ОБУЧЕНИЯ
2. Ключевые выводы
3. Ключевые моменты
4. Ключевые термины
5. Меланин
6. Как определяется цвет кожи
   1. Роль кератиноцитов
   2. в значительной степени определяется другими детерминантами цвета кожи количество пигмента меланина, продуцируемого меланоцитами кожи.

      ЦЕЛЬ ОБУЧЕНИЯ

      Объясните, как образуются разные степени пигментации

      Основные выводы

      Ключевые точки

      • Цвет кожи в основном определяется пигментом под названием меланин.
      • Меланин вырабатывается меланоцитами в процессе, называемом меланогенезом.
      • Разница в цвете кожи у людей со светлой и темной пигментацией обусловлена ​​их уровнем активности меланоцитов; это не связано с количеством меланоцитов в их коже.

      Ключевые термины

      • меланин : Любой из группы встречающихся в природе темных пигментов, отвечающих за цвет кожи.
      • меланоцит : клетка в коже, вырабатывающая пигмент меланин.
      • кератиноцитов : клетки, которые поглощают и хранят меланин.
      • эумеланин : Тип меланина, в основном отвечающий за коричневую и черную кожу.
      • stratum basale : Эпидермальный слой, в котором находятся меланоциты.

      Меланин

      Цвет кожи в значительной степени определяется пигментом под названием меланин, но здесь задействованы и другие факторы. Ваша кожа состоит из трех основных слоев, самый поверхностный из которых называется эпидермисом. Сам эпидермис состоит из нескольких слоев.

      Меланоциты: Поперечный разрез кожи с меланином в меланоцитах

      Самый глубокий из эпидермальных слоев называется базальным слоем или зародышевым слоем.В этом слое лежат важные клетки, называемые меланоцитами. Их название происходит от двух частей: мелано-, что означает черный или темный цвет, и -цит, что означает клетка.

      Меланоциты — это клетки неправильной формы, которые производят и накапливают пигмент под названием меланин. Самый распространенный тип меланина — эумеланин. Этот пигмент хранится в органеллах, называемых меланосомами.

      Эумеланин отвечает за коричневую и черную пигментацию кожи человека или за ее отсутствие, если вырабатывается мало.Производство меланина называется меланогенезом — генез означает образование или развитие.

      Как определяется цвет кожи

      Независимо от происхождения, у каждого человека в основном одинаковое количество меланоцитов, но генетика каждого человека определяет, сколько меланина вырабатывается и как он распределяется по коже. Например, у людей со светлой кожей могут быть более темные места, такие как соски и родинки. И наоборот, у темнокожих людей ладони имеют более светлый оттенок.

      Другой важный фактор, воздействие солнечного света, также запускает производство меланина. Это то, что дает нам загар. Меланин, вырабатываемый в ответ на солнечные лучи, защищает нашу кожу и остальное тело от вредного воздействия солнечных ожогов и вызывающего рак ультрафиолетового излучения. радиация.

      Роль кератиноцитов

      У людей с более темной кожей меланоциты активнее, чем у людей со светлой кожей. Однако пигмент нашей кожи также включает самые многочисленные клетки нашего эпидермиса — кератиноциты.

      В то время как меланоциты производят, хранят и выделяют меланин, кератиноциты являются крупнейшими реципиентами этого пигмента. Перенос меланина от меланоцитов к кератиноцитам происходит благодаря длинным щупальцам, каждый меланоцит простирается до 40 кератиноцитов.

      Если человек не может производить меланин, он страдает альбинизмом.

      Другие детерминанты цвета кожи

      Загорелая кожа: Воздействие УФ-излучения в результате загара вызывает изменения пигментации кожи за счет увеличения выработки меланина.

      Помимо меланина, на общий или местный цвет кожи играют роль и другие факторы. К ним относятся:

      1. Количество каротина в роговом слое эпидермиса и в самом глубоком слое кожи, в гиподерме. Каротин — это желто-оранжевый пигмент, содержащийся в моркови. Ваша кожа может стать этого цвета, если вы едите много продуктов, богатых каротином. Кожа может пожелтеть из-за другого фактора, называемого желтухой или желтухой, который возникает при серьезном заболевании печени. В этом случае желчные пигменты откладываются в коже и придают ей желтый цвет.
      2. Количество насыщенного кислородом гемоглобина, обнаруженного в кровеносных сосудах среднего слоя нашей кожи, дермы. Гемоглобин — это железосодержащий белковый пигмент наших клеток крови. Недостаток насыщения кислородом придает коже более бледный, серый или синий цвет. Кожа также может стать бледнее в результате анемии (пониженного количества гемоглобина и / или эритроцитов), низкого кровяного давления или плохого кровообращения.
      3. И наоборот, у людей со светлой кожей (по сравнению с темнокожими) кожа может быть розовой благодаря относительно более богатому кислородом гемоглобину, протекающему по кровеносным сосудам их дермы.Кожа красного цвета также может появиться в результате расширения (расширения) кровеносных сосудов в коже или рядом с ней из-за смущения, лихорадки, аллергии или воспаления.
      4. Наконец, на коже могут быть красные, черные, синие, пурпурные и зеленые синяки — все в результате утечки крови в окружающие ткани. По мере того как кровь (а именно гемоглобин) распадается, обрабатывается и удаляется различными клетками, она и синяк со временем меняют цвет.

      ЛИЦЕНЗИИ И АТРИБУЦИИ

      CC ЛИЦЕНЗИОННЫЙ КОНТЕНТ, ПРЕДЫДУЩИЙ РАЗДЕЛ

      Кожа «видит» УФ-свет, начинает вырабатывать пигмент

      В новом исследовании биологи сообщают, что клетки кожи меланоцитов обнаруживают ультрафиолетовый свет с помощью светочувствительного рецептора, который ранее считался существующим только в глазу.Эта похожая на глаза способность кожи воспринимать свет запускает выработку меланина в течение нескольких часов, быстрее, чем предполагалось ранее, в явной спешке для защиты от повреждения ДНК.

      PROVIDENCE, R.I. [Brown University] — Для большинства людей загар кажется простым делом. Светлокожий от природы человек часами лежит на солнце и становится загорелым, как звезда Джерси-Шор. Для ученых реакция кожи на ультрафиолет более загадочна.Новое исследование демонстрирует, что кожа обнаруживает УФА-излучение с помощью светочувствительного рецептора, который ранее находился только в глазу, и что это начинает производство меланина в течение нескольких часов. До сих пор ученые знали только о том, что производство меланина происходило через несколько дней после того, как УФ-В излучение уже начало повреждать ДНК.

      «Как только вы выйдете на солнце, ваша кожа узнает, что подвергается воздействию УФ-излучения», — сказала старший автор Елена Оанча, доцент кафедры биологии факультета молекулярной фармакологии, физиологии и биотехнологии Университета Брауна.«Это очень быстрый процесс, быстрее, чем все, что было известно раньше».

      Елена Оанча «Как только вы выйдете на солнце, ваша кожа узнает, что подвергается воздействию УФ-излучения».
      Кредит: Майк Кохи / Университет Брауна Ученые считают, что меланин защищает ДНК в клетках кожи от повреждений УФ-В-лучами, поглощая поступающее излучение. Это не идеально, поэтому люди должны использовать солнцезащитный крем. Но новое исследование, опубликованное в журнале Current Biology , показывает, что организм восстанавливает свою защиту намного раньше, задолго до того, как это станет заметным в виде загара.

      В лабораторных экспериментах с человеческими клетками кожи, производящими меланин, называемыми меланоцитами, Оанча, аспирантка Надин Уикс и их команда обнаружили, что клетки содержат родопсин, светочувствительный рецептор, используемый глазом для обнаружения света. Более того, они проследили этапы того, как родопсин высвобождает сигналы ионов кальция, которые запускают выработку меланина.

      Глаза на коже

      В первом эксперименте группы ученые пытались выяснить, вызывает ли УФ-свет сигнальную реакцию кальция.Ничего не нашли. Но предполагая, что кожа может ощущать свет, как глаза, они добавили сетчатку, кофактор рецепторов опсина, включая родопсин.

      «Когда мы это сделали, мы увидели немедленную и массивную кальциевую реакцию», — сказал Уикс, ведущий автор исследования.

      Дальнейшие исследования показали, что клетки содержат РНК и белок родопсина. Под воздействием ультрафиолета, когда ученые снижали уровень родопсина в клетках, передача сигналов кальция снижалась. Позже, когда они морили клетки сетчатки голодом, они обнаружили, что производство меланина упало.Авторы также определили, что длинноволновый UVA-свет, а не коротковолновый UVB-свет, — это то, что стимулирует родопсин в меланоцитах.

      Здоровое сияние Клетки кожи меланоцитов человека флуоресцируют в виде пиковых сигналов кальция после воздействия ультрафиолета и сетчатки, что является ключевым этапом в производстве меланина. Это привело исследователей к открытию рецепторов родопсина в коже, которые обнаруживают УФ-излучение А. В ходе нескольких экспериментов они смогли проследить следующий процесс: когда УФ-излучение А попадает на рецепторы родопсина сетчатки, сигналы кальция запускаются в течение нескольких секунд.Через час накапливается измеримое количество меланина, хотя и в относительно небольших количествах по сравнению с производством, которое происходит в течение 24 часов.

      No related posts.