Melanina
La melanina (del grec antic μέλας (mélas) ‘negre, obscur’) és una família de biomoléculas organisades com oligómeros o polímer, que entre atres funcions proporcionen els pigments de molts organismes.[1] Els pigments de melanina es produïxen en un grup especialisat de cèlules conegudes com melanòcits.
Existixen cinc tipos bàsics de melanina: eumelanina, feomelanina, neuromelanina, alomelanina i piomelanina.[2] La eumelanina es produïx per mig d'un procés químic de vàries etapes conegut com melanogénesis, en el que a l'oxidació del aminoàcit tirosina li seguix la polimerisació. La eumelanina és el tipo més comú. La feomelanina, que es produïx quan els melanòcits funcionen mal per la derivació del gen al seu format recesivo, és un derivat de la cisteína que conté porcions de polibenzotiazina que són responsables en gran mida de la tenyida roig o groc que adquirixen alguns colors de pell o cabell. La neuromelanina es troba en el cervell. S'ha investigat la seua eficàcia en el tractament de trastorns neurodegenerativos com el Parkinson.[3] La alomelanina i la piomelanina són dos tipos de melanina sense nitrogen.
En la pell humana, la melanogénesis s'inicia en l'exposició a la radiació ultravioleta (UV), lo que provoca el obscuriment de la pell. La eumelanina és un eficaç absorbent de la llum; el pigment és capaç de dissipar més del 99,9% de la radiació UV absorbida.[4] Per esta propietat, es creu que la eumelanina protegix les cèlules de la pell dels danys causats per la radiació UVA i UVB, reduint el risc d'agotament de folato i degradació dérmica. L'exposició a la radiació UV s'associa a un major risc de melanoma maligne, un càncer de melanòcits (cèlules de melanina). Els estudis han demostrat una menor incidència de càncer de pell en individus en major concentració de melanina, és dir, en un to de pell més obscur.[5]
Tipos de melanina
[editar | editar còdic]Eumelanina
[editar | editar còdic]
La eumelanina té dos formes lligades al 5,6-dihidroxiindol (DHI) i al àcit 5,6-dihidroxiindol-2-carboxílic (DHICA). La eumelanina derivada de el DHI és de color marró obscur o negre i insoluble, i la derivada de el DHICA és més clara i soluble en álcali. Abdós eumelaninas sorgixen de l'oxidació de la tirosina en orgànuls especialisats cridats melanosomas. Esta reacció està catalizada per l'enzima tirosinasa. El producte inicial, la dopaquinona, pot transformar-se en 5,6-dihidroxiindol (DHI) o àcit 5,6-dihidroxiindol-2-carboxílic (DHICA). El DHI i el DHICA es oxidan i polimerizan per a formar les dos eumelaninas.[6]
En condicions naturals, la DHI i la DHICA a sovint copolimerizan, donant lloc a una gama de polímer de eumelanina. Estos polímer contribuïxen a la varietat de components de la melanina en la pell i el pèl humans, que van des de la feomelanina groc clar/roig a la eumelanina enriquida en DHICA marró clar i la eumelanina enriquida en DHI marró obscur o negre. Estos polímer finals diferixen en solubilidad i color.[6]
L'anàlisis de la pell molt pigmentada (tipos V i VI en l'escala de Fitzpatrick) revela que la eumelanina DHI constituïx la major part, aproximadament un 60-70 %, seguida de la eumelanina DHICA, en un 25-35 %, i la feomelanina, només un 2-8 %. En particular, mentres que durant el bronzejada es produïx un enriquiment de la eumelanina DHI, este va acompanyat d'una disminució de la eumelanina DHICA i la feomelanina.[6] Una chicoteta cantitat de eumelanina negra en absència d'atres pigments provoca l'aparició de canes. Una chicoteta cantitat de eumelanina en absència d'atres pigments provoca el pèl ros.[7] La eumelanina està present en la pell, el pèl, etc.
Feomelanina
[editar | editar còdic]
Les feomelaninas (o feomelaninas) conferixen una gama de colors que van del groguenc al rojós.[8] Les feomelaninas es concentren especialment en els llavis, els peçons, el glant del pene i la vagina.[9] Quan una chicoteta cantitat de eumelanina en el pèl (que d'un atre modo donaria lloc a un pèl ros) es mescla en la feomelanina, el resultat és un pèl anaranjado, que sol denominar-se «pelirrojo». La feomelanina també està present en la pell, per lo que els pelirrojo també solen tindre un to més rosat. L'exposició de la pell a la llum ultravioleta aumenta el contingut de feomelanina, de la mateixa manera que ocorre en la eumelanina; pero en lloc d'absorbir la llum, la feomelanina del pèl i la pell reflectix la llum entre groga i roja, lo que pot aumentar el dany causat per l'exposició a la radiació UV.[10]
La producció de feomelanina depén en gran mida de la disponibilitat de cisteína, que es transporta al melanosoma i reacciona en la dopaquinona per a formar cis-dopa. A continuació, la cis-dopa sofrix vàries transformacions abans de formar la feomelanina.[6] En térmens químics, les feomelaninas diferixen de les eumelaninas en que l'estructura del oligómero incorpora unitats de benzotiazina i benzotiazol que es produïxen,[11] en lloc de DHI i DHICA, quan està present l'aminoàcit L-cisteína.
Neuromelanina
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Neuromelanina.
La neuromelanina (NM) és un pigment polimèric insoluble produït en poblacions específiques de neurones catecolaminérgicas del cervell. Els humans tenen la major cantitat de NM, que està present en menor cantitat en atres primats i totalment absent en moltes atres espècies.[12] La funció biològica seguix sent desconeguda, encara que s'ha demostrat que la NM humana s'unix eficaçment a metals de transició com el ferro, aixina com a atres molècules potencialment tòxiques. Per lo tant, pot eixercitar un paper crucial en l'apoptosis i la malaltia de Parkinson relacionada.[13]
Atres formes de melanina
[editar | editar còdic]Fins a la década de 1960, la melanina es classificava en eumelanina i feomelanina. No obstant, en 1955 es va descobrir una melanina associada a les cèlules nervioses, la neuromelanina. En 1972 es va descobrir una forma hidrosoluble, la piomelanina. En 1976 es va trobar en la naturalea la alomelanina, la quinta forma de les melanina.[2]
Pèptidmelanina
[editar | editar còdic]
La pèptidmelanina és una atra forma hidrosoluble de melanina,[14] que les espores germinades de Aspergillus niger (cep: melanoliber) secretan en el mig circumdant. La pèptidmelanina es forma com un copolímer entre la L-DOPA eumelanina i pèptids curts que formen una «corona», responsables de la solubilidad de la substància. Les cadenes peptídicas estan unides a el polímer central de L-DOPA per mig d'enllaços peptídicos. Açò conduïx a un procés biosintético propost que implica la hidroxilación de pèptids tirosinilados formats a través de proteasas durant la esporogénesis, que després s'incorporen autoxidativamente a un polímer central de L-DOPA en creiximent.
Selenomelanina
[editar | editar còdic]És possible enriquir la melanina en seleni en lloc de sofre. Este anàlec de seleni de la feomelanina s'ha sintetisat en èxit per mig de rutes químiques i biosintéticas utilisant selenocistina com a matèria primera.[15] Pel major número atómico del seleni, cal esperar que la selenomelanina obtinguda proporcione una millor protecció contra la radiació ionisant en comparació a les atres formes conegudes de melanina. Esta protecció s'ha demostrat en experiments de radiació en cèlules humanes i bactèries, lo que obri la possibilitat d'aplicacions en viages espacials.[16]
Tricocromos
[editar | editar còdic]Els tricocromos (abans cridats tricosiderinas) són pigments produïts a partir de la mateixa via metabòlica que les eumelaninas i les feomelaninas, pero a diferència d'estes molècules tenen baix pes molecular. Es troben en alguns cabells rojos humans.[17]
Humans
[editar | editar còdic]
En els sers humans, la melanina és el principal determinant del color de la pell. També es troba en el pèl, el teixit pigmentado subjacent al iris de l'ull i l'estría vascular del oït intern. En el cervell, els teixits que contenen melanina són la mèdula i les neurones pigmentadas del tronc encefálico, com el locus cerúleo. També es troba en la zona reticular de la glàndula suprarrenal.[18]
La melanina de la pell és produïda pels melanòcits, que es troben en l'estrat basal de la epidermis. Encara que, en general, els sers humans posseïxen una concentració similar de melanòcits en la pell, els melanòcits d'alguns individus i grups ètnics produïxen cantitats variables de melanina. La proporció de eumelanina (74 %) i feomelanina (26 %) en la epidermis és constant independentment del grau de pigmentació.[19] Alguns sers humans tenen molt poca o cap síntesis de melanina en els seus cossos, una condició coneguda com albinismo.[20]
Ya que la melanina és un agregat de molècules components més menudes, existixen molts tipos diferents de melanina en distintes proporcions i patrons d'unió d'estes molècules components. Tant la feomelanina com la eumelanina es troben en la pell i el cabell humans, pero la eumelanina és la melanina més abundant en els sers humans, aixina com la forma més propensa a ser deficient en el albinismo.[21]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ «Melanin triggers antifungal defences».Nature.555(7696)
- 319–320.ISSN 0028-0836.doi:10.1038/d41586-018-02370-x.
- ↑ 2,0 2,1 «Unraveling the Structure and Function of Melanin through Synthesis».Journal of the American Chemical Society.143(7)
- 2622–2637.ISSN 0002-7863.doi:10.1021/jacs.0c12322.
- ↑ «Neuromelanin, one of the most overlooked molecules in modern medicine, is not a spectator».Neural Regeneration Research.12(372–375)doi:10.4103/1673-5374.202928.
- ↑ «Radiative relaxation quàntum yields for synthetic eumelanin».Photochemistry and Photobiology.79(2)
- 211–6.doi:10.1111/j.1751-1097.2004.tb00012.x.
- ↑ «The protective role of melanin against UV damage in human skin».Photochemistry and Photobiology.84(3)
- 539–49.doi:10.1111/j.1751-1097.2007.00226.x.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 «Variation in Melanin Content and Composition in Type V and VI Photoexposed and Photoprotected Human Skin: The Dominant Role of DHI».Pigment Cell Research.14(5)
- 337–347.ISSN 0893-5785.doi:10.1034/j.1600-0749.2001.140505.x.
- ↑ «Diversity of human hair pigmentation as studied by chemical analysis of eumelanin and pheomelanin».Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology.25(12)
- 1369–1380.ISSN 1468-3083.doi:10.1111/j.1468-3083.2011.04278.x.
- ↑ «Melanin pigmentation in mammalian skin and its hormonal regulation».Physiological Reviews.84(4)
- 1155–228.doi:10.1152/physrev.00044.2003.
- ↑ «pheomelanin» (en en). MetaCyc Metabolic Pathway Database.
- ↑ «Pheomelanin as well as eumelanin is present in human epidermis».The Journal of Investigative Dermatology.97(2)
- 340–344.doi:10.1111/1523-1747.ep12480680.
- ↑ «Uncovering the structure of human ret hair pheomelanin: benzothiazolylthiazinodihydroisoquinolines as key building blocks».Journal of Natural Products.74(4)
- 675–82.doi:10.1021/np100740n.
- ↑ «Neuromelanin in human dopamine neurons: comparison with peripheral melanins and relevance to Parkinson's disease».Prog Neurobiol.75(2)
- 109–124.doi:10.1016/j.pneurobio.2005.02.001.
- ↑ «Functional effects of neuromelanin and synthetic melanin in model systems».J Neural Transm.113(6)
- 751–756.doi:10.1007/s00702-006-0450-5.
- ↑ «Fungal Peptidomelanin: A Novell Biopolymer for the Chelation of Heavy Metals».ACS Omega.ISSN 2470-1343.doi:10.1021/acsomega.4c03704.
- ↑ «Selenomelanin: An Abiotic Selenium Analogue of Pheomelanin».Journal of the American Chemical Society.142(29)
- 12802–12810.doi:10.1021/jacs.0c05573.
- ↑ Mark Heiden. «New biomaterial could shield against harmful radiation» (en en). Universitat Northwestern.
- ↑ «Biochemical sites of gene action for melanogenesis in mammals».Annales de Génétique et de Sélection Animale.10(1)
- 1–8.doi:10.1186/1297-9686-10-1-1.
- ↑ «Melanins: Skin Pigments and Much More—Types, Structural Models, Biological Functions, and Formation Routes».New Journal of Science.
- 1–28.doi:10.1155/2014/498276.
- ↑ «5,6‐Dihydroxyindole eumelanin content in human skin with varying degrees of constitutive pigmentation».Pigment Cell & Melanoma Research.35(6)
- 622–626.ISSN 1755-1471.doi:10.1111/pcmr.13062.
- ↑ «Skin melanocytes: biology and development».Advances in Dermatology and Allergology.30(1)
- 30–41.doi:10.5114/pdia.2013.33376.
- ↑ «oculocutaneous albinism» (en en). Genetics Home Reference. Consultat el 2017-09-25.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Melanina» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.