Меню
Яндекс.Метрика

Глава 51. Пигментация кожи и нарушения обмена меланина

Система меланоцитов

Общая характеристика меланина.Р азнообразный цвет кожи человека определяется относительным содержанием в ней меланина, оксигемоглобина, восстановленного гемоглобина и каротина, однако именно меланин является основным пигментом, от которого зависит цвет кожи, волос и глаз. Он выполняет также функции фильтра, уменьшающего опасное воздействие на кожу ультрафиолетовых лучей и таким образом предотвращающего острую реакцию на солнечные ожоги и хроническое воздействие лучистой энергии, в том числе рак кожи.

Получив свое название от греческого слова melas, что означает черный, меланин представляет собой белковосвязанный полимер, образующийся при окислении тирозина тирозиназой до дигидроксифенилаланина (ДОФА) в меланоцитах, специализированных шиловидных эпидермоцитах, производных нервного гребешка. Структура меланина неизвестна, поскольку эумеланин настолько не растворим, что все попытки фрагментировать его на идентифицируемые частицы оказались безуспешными. Вместе с тем известно, что все меланины животного происхождения содержат индолы и состоят в основном из индол-5,6-хиноновых единиц в противоположность меланинам растительного происхождения, содержащим катехолы. Феомеланнны представляют собой желто-коричневые серо-содержащие пигменты, которые в отличие от эумеланина легко растворяются в щелочных растворах. Феомеланины находятся лишь в волосах и окрашивают их в рыжий цвет.

Цвет кожи определяется содержанием меланина в кератиноцитах, представляющих собой клетки-рецепторы меланинсодержащих органелл, формируемых меланоцитами и названных меланосомами. В норме цвет кожи детерминирован генетическими или конституциональными факторами и не изменяется в некоторых участках тела (например, в области ягодиц), поскольку кожа не подвергается внешним воздействиям, или цвет ее изменяется под действием солнечных лучей (загар) в результате усиленной пигментации под влиянием гормонов, стимулирующих меланоциты (МСГ).

Биосинтез меланина. Система меланоцитов состоит из самих меланоцитов, локализующихся на границе дермы и эпидермиса, в волосяных луковицах, увеальном трак-Рис. 51-1. Схематическое изображение эмбрионального источника топографии и развитие меланоцитов у человека (с разрешения В. Stanbury и др.).

Рис. 51-2. Схематическое изображение эпидермального меланинового комплекса. а : Меланоцит снабжает меланосомами группу кератиноцитов.

Представлены четыре биологических процесса в образовании и упаковке меланосом, лежащие в основе меланиновой пигментации у представителей негроидной и европеоидной популяций (б): 1) образование в меланоцитах меланосом; 2) меланизация меланосом в меланоцитах; 3) секреция кератиноцитами меланоцитов; 4) транспорт меланоцитов кератиноцитами с разрушением меланосом в лизосомоподобных органеллах (у представителей европеоидной популяции) или без заметного их разрушения (у представителей негроидной популяции). Обратите внимание на разные размеры меланосом в черных и белых эпидермальных кератиноцитах: в черных кератиноцитах они не образуют агрегатов, в белых — группы из нескольких меланосом образуют скопления в ограниченных мембраной лизосомоподобных органеллах: меланосомы часто фрагментированы (G — аппарат Гольджи. N — ядро, I-IV — четыре стадии развития меланосомы).

Рис. 51-3. Биосинтез меланина из тирозина.

Рис. 51-4. Схематическое изображение меланогенеза в коже человека при световом и электронно-микроскопическом исследовании.

те, пигментном эпителии сетчатки, внутреннем ухе и мягкой мозговой оболочке 1рис. 51-1). Эта система аналогична хромаффинной системе (но о связи между ними ничего не известно), клетки которой также являются производными нервного гребня и обладают биохимическими механизмами для гидроксилированин тирозина в ДОФА. Однако в хромаффинной системе ферментом служит не тирозиназа, а тирозингидроксилаза, ДОФА же превращается в адренохром, а не в тирозиномеланин.

Локализующиеся в эпидермисе на границе с дермой меланоциты представляют собой отростчатые клетки, функционально связанные с некоторыми кератиноцитами; каждый меланоцит и соответствующие ему 36 кератиноцитов составляют эпидермальную меланиновую единицу (рис. 51-2), обеспечивающую направленный транспорт специализированных тирозиназосодержащих меланинпродуцирующих органелл (меланосомы) к кератиноцитам. Меланосомы, эти эллипсоидные органеллы, формируются в зоне эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи. Вначале они представляют собой не содержащие меланина сферические структуры, которые по мере накопления пигмента темнеют, уплотняются и приобретают овальную форму.

Тирозиназа, играющая роль основного фермента в механизмах продукции меланина, относится к большой группе медьсодержащих аэробных оксидаз, катализирующих окисление моногидрокс и- и о-дигидроксифенола в ортахиноны. У человека и других млекопитающих она активирует процесс гидроксилирования предшественника меланина тирозина в ДОФА и дофахинон (рис. 51-3). Тирозиназа требуется только для первого этапа биосинтеза меланина — ортогидрооксилирования тирозина. Примечательно, что ионы цинка активируют превращение дофахрома в 5,6-дигидроксиндол, а меланосомы содержат цинк в высокой концентрации. К настоящему времени выявлен ряд новых факторов, способных усиливать или блокировать синтез меланина после действия тирозиназы.

Читать далее: Биология меланиновой пигментации