Melanin Kimyası

İçerik

• Melanin Kimyasal Yapısı
• Alternatif Melanin Kimyasal Formülü
• Ten Renginin Temelleri
• Ten Rengindeki Diğer Faktörler
• Melanin Çeşitleri
• Melaninin İşlevleri
• Melanin ve UV Koruması
• Melaninin Diğer Fizyolojik Rolleri
• Melanin ile İlgili Hastalıklar

Melanin, çeşitli şekillerde gelen ve insanlarda cilt renginin çoğundan sorumlu olan koyu renkli, doğal olarak oluşan bir pigmenttir. Denilen hücreler tarafından üretilir melanositler, en dıştaki cilt katmanının en derin kısmına oturur. Bu melaninin çoğu denilen hücrelere giden yolu bulur keratinositler, melanositlerden çok daha fazla sayıda olan.

Melanin sentezlendikten sonra, adı verilen melanositlerin içindeki organlarda depolanır. Melanozomlar. Çeşitli melanin tipleri arasında en yaygın olanı eumelanin"iyi melanin" anlamına geliyor. Çok miktarda eumelanin daha yüksek miktarlarda mevcut olduğunda, daha koyu, daha kahverengi ten rengi elde edilir, oysa bu pigmentin yoğunluğu daha açık tenli insanlarda görülür.

İnsanlar cilt renginde temel olarak cilt melanin içeriğindeki farklılıklardan kaynaklanan farklılıklar gösterdiklerinde, bu durum insanların numara melanositlerin var. Bunun yerine, bazı insanlar bireysel melanositler çok daha aktiftir, o zaman diğerlerindedirler.

Melanin Kimyasal Yapısı

Vücuttaki birçok madde gibi, melaninin kimyasal yapısı karbon, hidrojen, oksijen ve azot karışımını içerir. melanin kimyasal formülü C₁₈'H₁₀N-₂Ö₄melanine mol başına 318 gram moleküler ağırlıkta veya molar kütle verilmesi (g / mol).

(Tarihsel sebeplerden dolayı, bir köstebek 6 x 10 içeren gram cinsinden bir madde miktarıdır. ²³ moleküller ve molekül büyüklüğünün temel bir ölçüsüdür.)

Melanin, her biri kendisiyle komşusu arasındaki açıların birinde beş üyeli bir halka bulunan bir çizgide üç altı üyeli halkadan (bir merkez nokta etrafında düzenlenmiş altı atom) oluşur. Bu beş üyeli halkaların her biri, melanin içindeki iki azot atomundan birini içerir ve molekülün zıt taraflarına oturur.

Melanin içindeki dört oksijen atomu, her bir ucundaki iki atomdan her iki ucundaki altı atom halkasındaki karbonlara bağlanır. Bunlar çift bağlıdır ve C = O düzenlemeleri, beş üyeli halkaların bağlandığı halkanın karşı taraflarında uzanır.

Alternatif Melanin Kimyasal Formülü

Melanin formülü için bir model çizmeye başvurmadan daha açık bir biçimde ifade etmek isterseniz, Basit Moleküler Giriş Hattı Giriş Sisteminde (SMILES) kullanılan biçimde yazabilirsiniz:

CC1 = C2C3 = C (C4 = CNC5 = C (C (= O) C (= O) C (= C45) C3 = CN2) C) -C (= O) C1-= O

sayılar abonelik değil, tek tek halkalardaki atomların sayısal konumlarına gönderme yapar. Melanin içerisindeki hidrojen atomları dahil edilmemiştir ancak sayıları ve konumları, her bir karbonun dört bağ oluşturduğunu göz önünde bulundurarak, yukarıdaki yapıdaki herhangi bir "boşluk" doldurularak belirlenebilir.

Ten Renginin Temelleri

İnsan cildinin, en içten, en içten, epidermis, dermis ve deri altı doku tabakası olan üç tabakası vardır. Epidermisin kendisi, en derinleri olarak adlandırılan çok sayıda katmana bölünmüştür. stratum germinativum (bazen stratum bazale olarak adlandırılır). Epidermisi dermisten ayıran bazal zarı birleştiren bu katman, melanositlerin üretildiği yerdir.

Mikroskopide melanositlerin karakteristik düzensiz bir şekli vardır. Melanositlerin melanin üretme derecesi, melanin geninin ölçüsüne bağlıdır. ifadeveya açıldı. Belirli bir ürünü, bu durumda bir proteini yapmak için bir fabrikada bir anahtarı açmak olarak "gen ifadesini" düşünün.

Neredeyse tüm insanlar bol miktarda melanin "fabrikaları" (melanositleri) içerir, ancak insanların bu "fabrikaları" kullanmaya ne ölçüde maruz kaldıkları, hem bireyler hem de etnik topluluklar arasında büyük ölçüde farklılık gösterir.

Ten Rengindeki Diğer Faktörler

Sunlight, çoğu insanda melanin üretimini bir dereceye kadar tetikler; Bu, "ten rengi" olarak bilinen kısa süreli cilt koyulaşması sürecidir. Işık uyaranı ile üretilen melanin, vücudun geri kalan kısmını bir dereceye kadar güneş ışığındaki zararlı ultraviyole (UV) radyasyonundan korumaya yarar.

Vücut artık sonbaharda ve kışta olduğu gibi çevrede UV ışınlarının bolluğunu hissetmediğinde, melanin üretimi için algılanan ihtiyaç da azalır ve cilt bu mevsimlerde hafifleşme eğilimindedir.

Ayrıca, melanositler melanin üretirken depolamak ve salıvermekle birlikte, bilinen çok daha yaygın epidermal hücreler keratinositler pigmentin en büyük alıcısı olarak dolanmak. Melaninin melanositlerden keratinositlere hareketi, her melanositten dışarıya uzanan birçok dokunaç (40'a kadar) ile kolaylaştırılır.

Melanositlerde oluşan melanozomlar keratinositlere gider ve kendilerini hücre zarı ile çekirdek arasına yerleştirerek DNA'nın (deoksiribonükleik asit, insanların "genetik materyali" ve bu çekirdek içindeki bilinen tüm yaşam formlarının) UV radyasyon hasarından korunmasına yardımcı olur.

Melanin Çeşitleri

Eumelanin insanlar tarafından üretilen en bol miktarda melanin olmasına rağmen, yaygın olan tek türden uzaktır. Diğer iki ana formda bulunur, pheomelanin ve neuromelanin. Eumelanin ve feomelanin, işlevsel ve kimyasal olarak ortak bir özelliği vardır, oysa nöromelanin, haydut bir şeydir.

Eumelanin ve feomelanin her ikisi de epidermisin en düşük tabakasındaki (katmanı) melanositler tarafından yapılır. Bu hücreler gibi başlar Melanoblastlardan insan embriyonik gelişimi sırasında nöral tüpten elde edilen dokuda. Bunların her birinin sentezi, amino asit fenilalanin ile yakından ilgili bir molekül olan tirozin ile başlar. Tirozin kısa sürede dopakinona dönüştürülür, bu da nihayetinde melanin üretimine yol açan birkaç farklı kimyasal yolu izleyebilir.

Nöromelanin beyinde, nörotransmiterin ayrışmasının bir parçası olarak üretilir. dopaminfenilalanin ve tirozin yakın bir başka kimyasal akrabası. Bu beynin bir bölümünde suffia nigra. Neuromelanin, diğer iki insan melanin formunun aksine, ten renginin belirlenmesinde bir katılımcı değildir.

Melaninin İşlevleri

Melaninlerin biyolojik şöhreti olduğunu iddia eder, cilt rengine katkısıdır, ancak bir dizi ilişkili ve ilgisiz fizyolojik işlev de gerçekleştirir. Melanin saç rengini etkiler ve ayrıca cildi ve gözleri güneşten ve diğer elektromanyetik radyasyon kaynaklarından gelen ışıktan korur.

Eumelanin daha kahverengimsi siyah renkli iken, feomelanin daha sarımsı kırmızıdır. İnsan cildinin renginin üstündeki bu iki tip melanin oranının ve tek tek hücrelerdeki toplam melanozom yoğunluğunun bir kombinasyonu ile belirlenir.

Ayrıca, aynı bireyde farklı melanin türleri, vücudun farklı bölgelerinde baskındır. Örneğin, daha pembe olan dudaklar, pheomelaninde daha yüksektir.

Rengi daha açık olan cilt tipik olarak melanositler içinde küme başına iki veya üç melanozom yoğunluğuna sahipken, daha koyu cilt bu granüllerin komşu keratinositlere yayılmaya daha meyilli olduğu daha "hareketli" melanositlere sahiptir.

Melanin ve UV Koruması

İnsan evriminin bir noktasında, farklı birey popülasyonları birbirlerinden uzağa yerleşmiştir, bazıları ekvator ve diğerlerinin başında başta Avrupa olmak üzere kuzey enlemlerine doğru girişimlerde bulunur. Daha güneşli ve daha sıcak bir ortamda olmanın bir sonucu olarak, ekvator'a yakın olan insanlar vücut kıllarının çoğunu, daha kuzeyde bulunan meslektaşlarına göre kaybettiler.

Göreceli saç dağılımındaki bu değişim, dünyadaki farklı popülasyonlarda melanogenezin farklı gelişimini desteklediğine inanılan değişikliktir. Ekvator'a daha yakın yaşayan insanlar, şimdi daha koyu tenlerde değil, UV ışınlarını emmek için daha yüksek kapasitede sonuçlanan eumelanine oranla pheomelanine oranının daha yüksek olduğunu göstermektedir. Diğer yandan, daha az güneş ışığına sahip serin bölgelerde yaşayan insanlar, eumelanin oranının feomelanine oranla daha düşük olduğunu ve bunun sonucu olarak da kanser de dahil olmak üzere UV cilt hasarına daha yatkındır.

2015 yılında Yale Üniversitesi'nden araştırmacılar, UV ışığının farelerde melanin içinde birkaç saat içinde kanser oluşumunu teşvik edecek şekilde reaksiyona girmelerinin bir yolunu bulduğunu bildirdi. Bu melanin zarif "iki ucu" doğasını vurgulamak gibiydi. Bir sağlık varlığı olarak hizmet edebileceği her alan için, başka bir yerde sağlık yükümlülüğü ortaya çıkıyor gibi görünüyor.

Melaninin Diğer Fizyolojik Rolleri

Mineral kalsiyumun vücutta taşınmasında önemli olan D vitamini, alındıktan sonra aktif formuna dönüştürülmek için UV ışığına maruz bırakılmalıdır. Bu, kuzey enlemlerinde yaşayan insanların genellikle D vitamini eksikliğine daha yatkın oldukları anlamına gelir, çünkü vücutları ortalama olarak yıl boyunca ekvatorlara yakın insanlardan daha az güneş ışığı alır.

Bununla birlikte, UV ışığı ve melanin arasındaki ilişkinin bir başka ifadesi, nerede yaşadıklarına bakılmaksızın (ama özellikle çok kuzey veya güney bölgelerindeki insanlar için), koyu tenli insanların, D vitamini düzeyleri ile ilgili problemler açısından izlenmeleri gerektiğidir. melanozomların yoğunluğu, UV ışınlarının tehlikelerine karşı koruma sağlarken, aynı zamanda bazı yararlı etkilerini de göstermektedir.

UV ışığı, melanin ve cildin davranışı arasındaki bir dizi ilişki henüz tam olarak anlaşılmamıştır. Örneğin, UV ışığının cilde uygulanmasının, kısa vadede bağışıklık fonksiyonunu baskılayabildiği bilinmektedir. Bu, sedef hastalığı gibi immün bir bileşenle enflamatuar cilt rahatsızlıklarının alevlenmelerini kontrol etmeye çalışırken istenebilir.

Melaninin vücutta oynayabileceği her hangi bir bağışıklık rolü açıklığa kavuşturulmamıştır.

Melanin ile İlgili Hastalıklar

Melanin sentezi ve taşınımındaki düzensizlikleri içeren bir dizi klinik durum iyi bilinmektedir. Bunlar, melanin oluşumunun ve melanin dağıtım işleminin her aşamasını etkileyebilir.

Bunlar şunları içerir:

Melanoblastların bozuklukları. Hatırlayabileceğiniz gibi, bu hücreler melanositlerin öncüleridir. Embriyonik ve fetal gelişimdeki oluşum bölgelerinden, nihayetinde kendilerine verilen rollerini oynayacakları yerlere geçmeleri gerekiyor.

Bununla birlikte, bazen melanoblastlar, gitmeleri gereken yerlere gelememektedir. Bir sonuç Waardenburg sendromuEtkilenen insanların çok açık tenli alanları ve melanoblastların yaşamın erken dönemlerinde bu bölgelerde ikamet etmemeleri nedeniyle erken gri saç alanlarına sahiptir.

Melanosit bozuklukları. Bunların en ünlüsü arasında, adlandırılan durum vitiligobu, cilt boyunca üniform olmayan bir şekilde melanositlerin otoimmün aracılı imhasını içerir.

Vücudun kendi hücrelerine saldırdığı asimetrik yol nedeniyle, cilt etkilenmemiş cilt bölgeleriyle iç içe geçmiş, belirgin hafif cilt lekeleri gösterir.

Melanozom bozuklukları. Melanin depo bölgelerini içeren daha yaygın hastalıklardan ikisi Chédiak-Higashi sendromu ve Griscelli sendromuikisi de gözle görülebilir cilt pigmentasyon sorunlarını içerir ancak aynı zamanda diğer vücut sistemlerinde de etkiler içerir.

Chédiak-Higashi sendromunda üretebilir albinizm (deride ve gözlerdeki toplam pigmentasyon eksikliği), hastalığın melanin bileşeninden sorumlu olan gen mutasyonunun aynı zamanda önemli immün sistem kimyasallarının sentezini de önlediğine inanılmaktadır.

Tirosinaz ile ilgili bozukluklar. Tirozinaz, melanin ve feomelanin sentezindeki bir ara bileşiği dihidroksifenilalanin olarak adlandırılan bir ara bileşiği dopakinona dönüştüren enzim veya biyolojik katalizör proteinidir. Bu enzim düzgün çalışmıyorsa veya yoksa, melanin sentetik yolu bozulabilir.

Örneğin, kalıtsal hastalıkta fenilketonüri (PKU), farklı bir enzimin başarısızlığı, tirozinaz üzerinde ikincil, inhibe edici etkileri olan önemli bir fenilalanin birikimine yol açar. Bu, melanin sentezindeki "aşağı akış" azalması sayesinde yamalı cilde yol açar.