Melanīni: struktūra, funkcijas un slimības

Medicīnā melanīni ir pigmenti, kas dabiski rodas organismā, un kas tos veido āda, mati un acis to krāsu. Melanīni tiek ražoti šūnās, ko sauc par melanocītiem, un izdalās apkārtējās šūnās. Pigmentētiem cilvēkiem pigments uzņemas UV filtra lomu.

Kas ir melanīni?

Melanīni ir sarkanīgi, melni un brūni pigmenti. Cilvēkiem tie krāso acis, āda un mati. Melanīni ir atrodami arī dzīvniekiem. Dzīvniekiem tie nosaka kažokādu un spalvu krāsu. Kalmāros tie veido arī tintes pigmentu. Lai izveidotu melanīnus, notiek fermentatīvā oksidēšanās. Šīs reakcijas izejviela ir tā saucamais tirozīns. Mugurkaulniekiem biosintēze melanīnu ražošanai notiek epidermas bazālo šūnu slānī un acu tīklenē. Ražojošās šūnas sauc arī par melanocītiem, un pigmenti caur to dendritiem tiek nogādāti apkārtējos keratinocītos. Cilvēkiem melanīna pastāv divos dažādos variantos. Kamēr feomelanīnam ir brūngani sarkana krāsa, eumelanīnam ir brūngani melna krāsa. Dažādas krāsas variantus sauc arī par alomelanīniem un tie ir sastopami baktērijas, sēnītes un augi.

Anatomija un struktūra

Cilvēkā āda un mati, melanīni ir sastopami kā eumelanīnu un feomelanīnu hibrīdi. Divu apakšgrupu proporcijas kopā ar citiem faktoriem nosaka cilvēka ādas tipu. Piemēram, cilvēkiem ar ļoti sarkaniem matiem, gaišu ādu un vasaras raibumiem ir īpaši augsts feomelanīnu saturs. Turpretī eumelanīni dominē cilvēkiem ar melniem matiem un tumšu ādu. Eumelanīnu veido aminoskābes tirozīna oksidēšanās rezultātā. Tādēļ šie melanīni ir tā paša sintētiskā ceļa atvasinājumi, kas dopamīna prekursors L-dopa iet cauri. Savukārt feomelanīns satur sērs. Augos un mikroorganismos sastopamie alomelanīni tiek iegūti no hidroksilbenzoliem. Vairumā gadījumu melanīni ir saistīti ar olbaltumvielām vai vismaz saistīti ar tiem lipīdi.

Funkcija un lomas

Saskaņā ar mūsdienu medicīnu, melanīni galvenokārt kalpo aizsardzībai pret UV starojums. Šo pieņēmumu ievada novērojums, ka tumšādainiem cilvēkiem ir ievērojami mazāka iespēja attīstīt ļaundabīgas melanomas un tādējādi melnu ādu vēzis. Papildus stimulējošajam hormonam arī saules iedarbība stimulē melanīna melanocītos. Melanīns ir pierādīts, ka tas spēlē UV filtru. Starojuma enerģija iekšējā pārveidojumā tiek pārveidota tikai par siltumu. Elektroniski uzbudināts molekulas iekšējās pārveidošanās laikā attiecīgi tiek pārveidots par vibrācijas stāvokļiem. Šādā veidā aptuveni 99 procentus no radiācijas enerģijas var padarīt nekaitīgu. Molekulas kalpošanas laiks ierosinātajā stāvoklī ir saīsināts, un brīvie radikāļi šādā veidā nevar veidoties. Tā kā rudmatēm ar bālu ādu ir nesamērīgi lielāks ādas risks vēzis nekā pigmentēti cilvēki, saules aizsardzība, ko nodrošina viņu melanīna tips, iespējams, ir mazāk efektīva. Pigmenta ražošana notiek melanocītu raupjā endoplazmatiskajā tīklā. Melanocītu Golgi aparātā aminoskābes tirozināze tiek uzglabāta un atdalīta pūslīšos. Tirozīns migrē šajos pūslīšos, un sākas nobriešanas process. Ar olbaltumvielu palīdzību tirozināze kļūst par DOPA un visbeidzot par melanīnu. Nobriedusi melanosoma migrē melanocītu dendritos un tiek izlaista piecās līdz astoņās apkārtējās šūnās. Šo procesu aktivizē UV starojums vai hormons MSH.

Slimības

Hiperpigmentācija ir ādas pārmērīga pigmentācija. Šajā slimībā pārmērīgs pigments tiek nogulsnēts epidermā. Tiek skartas vai nu tikai ādas daļas, vai arī viss ķermenis. Nogulsnētie pigmenti var būt vai nu paša ķermeņa pigmenti, vai eksogēni pigmenti. Eksogēnās nogulsnes rodas, piemēram, ar ogleklis nogulsnes no tetovējumiem. Īpaša hiperpigmentācijas forma ir pēciekaisuma formā. Šajā gadījumā melanocītus aktivizē nevis saules gaisma, bet gan fermenti kontekstā ar vietējo iekaisums. Hiperpigmentācijas pretstatu sauc par hipopigmentāciju. Melanīna pigmenta veidošanās ir traucēta daudzu hipopigmentāciju kontekstā. In albīnisms, piemēram, traucējumi rodas melanīna biosintēzē. Melanīna biosintēzes starpprodukts zaudē savu funkcionalitāti un tiek traucēta pārvēršanās melanīnā. No otras puses, iedzimta hiperpigmentācija ir pazīstama kā dzimumzīme. Moli pēc izskata var būt skaidri norobežoti vai neregulāri. Skaidri norobežoti moli parasti nav pakļauti deģenerācijas riskam. Savukārt difūzie moli vai tie, kuriem ir ārkārtīgi tumša krāsa, ir pakļauti deģenerācijai. Laika gaitā no tām var veidoties melanomas, ti, melna āda vēzis. Melns ādas vēzis ir melanocītu ļaundabīgs audzējs, kas izplatās metastāzes caur limfas un asinis sistēmām. Vairāk nekā pusē gadījumu melanoma rodas no neregulāras nevus šūnu nevus. Ļaundabīgas melanomas rodas ne tikai uz ādas. Šādi veidojumi var attīstīties arī Gļotas gļotādās iekšējie orgāni vai konjunktīvas. Tomēr šīs gļotādas melanomas ir daudz retākas nekā ādas melanomas. Gaišas ādas cilvēkiem ir nesamērīgi lielāks attīstības risks melanoma ādas, jo trūkst UV filtru. Turpretī pigmentētiem cilvēkiem bieži rodas gļotādas melanomas, jo viņu gļotādas un konjunktīvas nav pigmenti, un tāpēc tiem trūkst UV aizsardzības.