Melanina – rodzaje, funkcje, niedobór i nadmiar

Melanina należy do grupy pigmentów, które odpowiadają za pigmentację skóry, włosów czy tęczówek oczu. U ludzi występuje przede wszystkim w skórze oraz we włosach. Pod postacią neuromelaniny wchodzi w skład układu nerwowego, a także znajduje się w tęczówce oka oraz w nadnerczach. Pojawia się jednak nie tylko u ludzi, ale również u zwierząt, a nawet bezkręgowców i drobnoustrojów. Nazwa barwników pochodzi od greckiego słowa "melas", które oznacza „ciemny” lub „brązowy”.

U ludzi wyróżnia się trzy rodzaje pigmentów z grupy melanin. To: eumelanina. To barwnik o czarnobrązowym kolorze. W organizmie występuje w największej ilości, feomelanina. To barwnik o zabarwieniu żółtawo-czerwonym, * neuromelanina. To barwnik w postaci naturalnego pigmentu, obecny w ośrodkowym układzie nerwowym, w gałce ocznej (odpowiada za kolor tęczówek), nadnerczy czy w obrębie struktur ucha wewnętrznego.

Wpływ na kolor ludzkiej skóry ma ilość melaniny, która się w niej znajduje. Ciemniejsze zabarwienie skóry jest wynikiem większej ilości melanocytów aktywnych. To ona decyduje o tym, że niektórzy mają karnację bardzo jasną, a inni ciemną. Na ostateczny kolor skóry wpływa jednak nie tylko ilość barwnika, ale też stosunek ilości eumelaniny do feomelaniny. Jeśli chodzi o włosy, to gdy obecne są w nich duże ilości pigmentu, przede wszystkim eumelaniny, są one ciemne. Kiedy dominuje w nich feomelanina, są rudawe bądź jasne.

Najważniejszym zadaniem melaniny jest ochrona skóry i oczu przede wszystkim przed promieniowaniem UV. Barwniki obecne w skórze chronią jej głębsze warstwy przed szkodliwym działaniem promieni ultrafioletowych, które wchodzą w skład promieniowania słonecznego. Dzieje się tak, ponieważ barwnik posiada zdolność zarówno do absorpcji, jak i do rozpraszania promieniowania ultrafioletowego. Pod wpływem promieni ilość melanin się zwiększa, powodując przejściową zmianę zabarwienia skóry (opaleniznę). Naukowcy prowadzą badania nad zdolnością melaniny do wiązania i neutralizowania metali ciężkich.

Melanina produkowana jest przez melanocyty obecne w warstwie podstawnej naskórka w skomplikowanym cyklu przemian. Co interesujące ilość melanocytów jest porównywalna u wszystkich ras na świecie. Produkcję melaniny warunkuje enzym – tyrozynaza, który wchodząc w reakcję ze światłem (promieniowaniem UV) inicjuje proces melanogenezy, czyli właśnie powstawanie melanin. Melanina gromadzona jest w pęcherzykach zwanych melanosomami. Z czasem są one transportowane do wyżej położonych warstw skóry, a ostatecznie trafiają przede wszystkim w okolice keratonocytów. Tam ma miejsce rozlokowanie barwnika. Od tego momentu może on już pełnić funkcje ochronne. Na produkcję melaniny stymulująco wpływają promieniowanie UV. To właśnie dlatego efektem kąpieli słonecznych jest opalenizna. Istnieją również czynniki, które proces produkcji melaniny mogą hamować. To na przykład substancje mineralne, takie jak np. wapń czy żelazo czy witamina A czy witamina B.

Zaburzenia w biosyntezie melanin powodują występowanie albinizmu, natomiast ich podwyższony poziom wywołuje melanizm. Oznacza to, że zarówno z niedostateczną ilością melaniny w organizmie, jak i z jej nadmiarem wiążą się różne problemy zdrowotne.

Gdy w organizmie, zwłaszcza w skórze czy w obrębie włosów, jest mała ilość pigmentu, mówi się o bielactwie (albinizm). Wyróżnia się: bielactwo wrodzone, będące chorobą genetyczną. Wówczas zaburzenie wynika z nieprawidłowości enzymatycznych w obrębie białek zaangażowanych w melanogenezę, bielactwo nabyte. W takiej sytuacji zaburzenia są związane z uszkodzeniem melanocytów, to jest komórek produkujących pigment.

Melanogeneza jest procesem złożonym i regulowanym przez wiele czynników. Zaburzenie poszczególnych etapów syntezy i transportu melaniny powoduje powstanie przebarwień lub odbarwień skóry. Nadmiar melaniny i pojawienie się obszarów, w których obecne są zwiększone jej ilości manifestuje się zmianami skórnymi, takimi jak piegi, znamiona barwnikowe, plamy soczewicowate czy plamy typu kawy z mlekiem. Poważnym problemem związanym z melaniną są nowotwory skóry. Najgroźniejszy z nich, czerniak złośliwy, wywodzi się właśnie z komórek produkujących melaninę.