Меланины

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигацииПерейти к поиску
Не следует путать сМеламин иМелатонин.

Меланины (др.-греч.μέλας,родительный падежμέλανος —чёрный) — высокомолекулярныепигменты, которые имеют нерегулярную структуру и сложный химический состав. В зависимости от химического строения их подразделяют на: эумеланины, феомеланины и алломеланины[1]. Меланины содержатся вкоже,волосах,радужной оболочке глаза, секретируемых чернилахголовоногих и т. п. Меланины не обязательно находятся в покровах; например, у человека много меланинов обнаруживается вовнутреннем ухе и некоторых отделахмозга.

Меланин в кожных покровахпозвоночных вырабатывается специализированными клетками —меланоцитами.

Миграцию меланина в организме обеспечивают макрофаги-меланофоры, которые из-за отсутствия тирозиназы не способны к синтезу меланина[2].

Содержание

Химия меланинов

[править |править код]
Структура молекулы эумеланина (стрелка указывает продолжение полимера). Изредка вместо (COOH) может присутствовать H.
Информация должна бытьпроверяема, иначе она может быть удалена. Вы можетеотредактировать статью, добавив ссылки наавторитетные источники в видесносок.(23 декабря 2023)

Меланины — нерастворимыеполимеры, продукты окислительных превращений аминокислотытирозина. При синтезе меланина вначале из тирозина образуется диоксифенилаланин (ДОФА), затем — ДОФА-хром, реакцию катализирует фермент тирозиназа. ДОФА-хром полимеризуется и приводит к образованию меланинов.Меланины упозвоночных образуются вмеланоцитах, где откладываются в виде гранул, в связанном с белком виде (т. н. меланопротеиды).

Виды меланинов

[править |править код]

Учеловека существуют четыре основных типа меланинов: алломеланин, эумеланины, феомеланины инейромеланины. Эумеланины встречаются наиболее часто; могут иметь коричневую или чёрную окраску. Феомеланины имеют красноватую окраску, они придают характерный розовый или красный цвет губам, соскам, половым органам; волосы, содержащие феомеланин, будут иметь рыжий цвет. Нейромеланин обнаруживается в мозге, функции его до сих пор неизвестны.

Биологическая функция

[править |править код]

Меланины широко распространены в растительных и животных тканях, а также у простейших. Они определяют окраску кожи и волос, напримермасти лошадей, цвет перьев птиц (совместно синтерференционной окраской), чешуи рыб,кутикулы насекомых. Меланины поглощаютультрафиолетовые лучи, и тем самым защищают ткани глубоких слоёв кожи от лучевого повреждения.

Меланины могут иметь пониженную концентрацию, и даже вовсе отсутствовать — уальбиносов.

В результате экспериментов (Жеребин и другие, 1984) было выявлено, что длительное введение водорастворимого меланина препятствует развитию у животных чрезмерных эмоционально-реактивных проявлений и достоверно снижает аффективные реакции у эмоциональных крыс. При этом выявлено, что препарат предотвращает язвообразование, снижает число кровоизлияний в слизистую желудка и препятствует снижению общей массы тела животных в условиях стресса.

Согласно исследованиям Моссэ И. Б. и др. (Институт генетики и цитологии НАН Беларуси, Минск), Жаворонков Л. П. и др. (Медицинский радиологический научный центр РАМН, 249020, Обнинск, Россия) меланин является уникальной основой средства профилактики генетических и онтогенетических последствий облучения. Особая ценность исследований названных учёных состоит в том, что опыты проводилиin vivo. Меланин снижает накоплениерадионуклидов в организме (активный сорбент урана и трансурановых элементов).

Меланин является одним из самых мощныхантиоксидантов (концентрация парамагнитных центров 8⋅1017 спин\гр.).

Генетические расстройства и болезненные состояния

[править |править код]

Существует порядка девяти типов глазного альбинизма, который в основном является аутосомно-рецессивным заболеванием. Определённые этнические группы имеют более высокую заболеваемость различными формами. Например, наиболее распространённый тип, называемый окулокутативный тип альбинизма 2 (ОСА2), особенно часто встречается среди людей чёрного африканского происхождения. Это аутосомно-рецессивное заболевание, характеризующееся врождённым уменьшением или отсутствием пигмента меланина в коже, волосах и глазах. Предполагаемая частота ОСА2 среди афроамериканцев составляет 1 на 10 000, что контрастирует с частотой 1 на 36 000 для белых американцев[3]. В некоторых африканских странах частота расстройств ещё выше: от 1 на 2000 до 1 на 5000[4]. Другая форма альбинизма, «жёлтый глазной альбинизм», по-видимому, более распространена средиамишей, которые имеют преимущественно швейцарское и немецкое происхождение. Люди с этим вариантом синдрома при рождении обычно имеют белые волосы и кожу, но в младенчестве быстро развивают нормальную пигментацию[4].

Глазной альбинизм влияет не только на пигментацию глаза, но и на остроту зрения. Люди с альбинизмом обычно показываютнарушения остроты зрения в диапазонеот 20/60до 20/400.

Связь между альбинизмом и глухотой хорошо известна, хотя и недостаточно понятна. В своем трактате 1859 года «О происхождении видов» Чарльз Дарвин заметил, что «кошки полностью белые и с голубыми глазами, как правило, глухи»[5]. У людей гипопигментация и глухота встречаются вместе при редкомсиндроме Ваарденбурга, который преимущественно наблюдается у индейцевхопи в Северной Америке. Заболеваемость альбинизмом у индейцев хопи оценивается примернов 1 на 200 человек. Подобные образцы альбинизма и глухоты были обнаружены у других млекопитающих, включая собак и грызунов. Однако недостаток меланина сам по себе, по-видимому, не является непосредственной причиной глухоты, связанной с гипопигментацией, так как большинство людей, испытывающих недостаток в ферментах, необходимых для синтеза меланина, имеют нормальную слуховую функцию. Вместо этого отсутствиемеланоцитов вstria vascularis внутреннего уха приводит к нарушениям вулитке[6], хотя причины этого до конца не ясны.

При болезни Паркинсона, расстройстве, которое влияет на нейромоторное функционирование, наблюдается снижение уровня нейромеланина вчёрной субстанции иcoeruleus locus вследствие специфического выпадения дофаминергических и норадренергических пигментированных нейронов. Это приводит к снижению синтезадофамина инорэпинефрина. В то время как никакой корреляции между расой и уровнем нейромеланина в чёрной субстанции не поступало, значительно более низкая частота возникновения паркинсонизма у чернокожих, чем у белых, «заставила некоторых предположить, что кожный меланин может каким-то образом служить для защиты нейромеланина вsubstantia nigra от внешних токсинов»[7].

Вдобавок к дефициту меланина, молекулярный вес полимера меланина может быть уменьшен различными факторами, такими как окислительный стресс, воздействие света, изменения pH или локальных концентраций ионов металлов. Предполагается, что уменьшение молекулярной массы или степени полимеризации глазного меланина достаточно, чтобы превратить обычно антиоксидантный полимер в прооксидант и в своем прооксидантном состоянии меланин участвует в возникновении и прогрессировании дегенерации жёлтого пятна и меланомы[8].Разагилин, важный препарат для монотерапии при болезни Паркинсона, обладает меланино-связывающими свойствами и свойствами по уменьшению опухоли меланомы[9].

Однако более высокий уровень эумеланина также может быть недостатком, помимо более высокой склонности к дефициту витамина D. Тёмная кожа является осложняющим фактором при лазерном удаленииневусов. Эффективные в лечении белой кожи лазеры, как правило, хуже справляются с удалением невусов у людей азиатского или африканского происхождения. Более высокая концентрация меланина у людей с более тёмной кожей просто рассеивает и поглощает лазерное излучение, подавляя поглощение света тканями-мишенями. Аналогичным образом, меланин может осложнить лазерное лечение других дерматологических состояний у людей с более тёмной кожей.

Веснушки иродинки образуются в местах с локализованной концентрацией меланина в коже. Они сильно связаны с бледной кожей.

Никотин обладает сродством к меланинсодержащим тканям из-за его функции прекурсора в синтезе меланина или его необратимого связывания с меланином. Предполагается, что это лежит в основе увеличения никотиновой зависимости и снижения частоты отказа от курения у более темнопигментированных лиц[10].

Примечания

[править |править код]
  1. Биологический энциклопедический словарь. Под ред. М. С. Гилярова. Москва, «Советская энциклопедия», 1986.
  2. А.В.Жаров, В.П.Шишков и др. Патологическая анатомия сельскохозяйственных животных. —М.: Колос, 1995. — 543 с.
  3. Oculocutaneous Albinism  (неопр.).Архивировано 23 декабря 2008 года.
  4. 12Ocular Manifestations of Albinism: Background, Pathophysiology, Epidemiology (англ.) : journal. — 2018. — 18 June.Архивировано 28 марта 2017 года.
  5. Изменения животных и растений в прирученном состоянии  (неопр.). Дата обращения: 1 октября 2019.Архивировано 3 апреля 2022 года.
  6. Cable J., Huszar D., Jaenisch R., Steel K. P. Effects of mutations at the W locus (c-kit) on inner ear pigmentation and function in the mouse (англ.) //Pigment Cell Research[англ.] : journal. — 1994. — February (vol. 7,no. 1). —P. 17—32. —doi:10.1111/j.1600-0749.1994.tb00015.x. —PMID7521050.
  7. Lewy Body Disease  (неопр.).Архивировано 21 июля 2009 года.
  8. Meyskens F. L., Farmer P., Fruehauf J. P.Redox regulation in human melanocytes and melanoma (англ.) //Pigment Cell Research[англ.] : journal. — 2001. — June (vol. 14,no. 3). —P. 148—154. —doi:10.1034/j.1600-0749.2001.140303.x. —PMID11434561.Архивировано 30 августа 2024 года.
  9. Meier-Davis S. R., Dines K., Arjmand F. M., etal. Comparison of oral and transdermal administration of rasagiline mesylate on human melanoma tumor growth in vivo (англ.) //Cutaneous and Ocular Toxicology[англ.] : journal. — 2012. — December (vol. 31,no. 4). —P. 312—317. —doi:10.3109/15569527.2012.676119. —PMID22515841.
  10. King G., Yerger V. B., Whembolua G. L., Bendel R. B., Kittles R., Moolchan E. T. Link between facultative melanin and tobacco use among African Americans (англ.) //Pharmacology Biochemistry and Behavior[англ.] : journal. — 2009. — June (vol. 92,no. 4). —P. 589—596. —doi:10.1016/j.pbb.2009.02.011. —PMID19268687.

Литература

[править |править код]

На русском языке

[править |править код]
  • Огарков Б. Н., Огаркова Г. Р., Самусенок Л. В. Грибы — защитники, целители и разрушители. — Иркутск, 2008.
  • Алексеева Т. Н., Орещенко А. В., Кулакова А. В., Дурнев А. Д., Самусенок Л. В., Огарков Б. Н. Антимутагенные свойства растительного меланинового пигмента // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2001. —№ 5. —С. 37—38.
  • Жеребин Ю. М., Сава В. М., Колесник А. А., Богатский А. В. Исследования антиокислительных свойств эномеланина // Доклады АН СССР. — 1982. —Т. 262,№ 1. —С. 112—115.
  • Жеребин Ю. М., Бондаренко Н. А., Макан С. Ю., Финник В. П., Клеманова Н. Н., Маликова Л. А., Богатский А. В., Вальдман А. В. Фармакологические свойства эномеланиновых пигментов. // Доклады АН УССР. — 1984. —№ 3. —С. 64—67.
  • Моссэ И. Б., Кострова Л. Н., Дубовик Б. В., Плотникова С. И., Молофей В. П. Влияние меланина на мутагенное действие хронического облучения и адаптивный ответ у мышей // Радиационная биология, радиоэкология. — 1999. —Т. 39,№ 2—3. —С. 329—333.
  • Островский М. А., Донцов А. Е. Физиологические функции меланина в организме // Физиология человека. — 1985. —Т. 11,№ 4. —С. 670.
  • Борщевская М. И., Васильева С. М. Развитие представлений о биохимии и факмакологии меланиновых пигментов. // Вопросы медицинской химии. — 1999. —Т. 45,вып. 1. —С. 13—24.

На английском языке

[править |править код]
  • Lerner А. В. Hormones and skin color (англ.) //Scientific American. —Springer Nature, 1961. — Vol. 205,no. 1.
  • Mason Н. S. Structure of melanins // Pigment cell biology. — New York, 1959. — P. 563.
  • Harley-Mason J. Melanins // Comprehensive biochemistry. — Amsterdam — London — New York, 1965. — Vol. 6.
  • Clarke D. Melanin: Aging of the Skin and Skin Cancer, " EzineArticles.com.
  • «Link 4-Melanin 95-97,» taken from R.A.Nicolaus,G.ScherilloLa Melanina.Un riesame su struttura, proprietà e sistemi, Atti della Accademia Pontaniana, Vol.XLIV, 265—287, Napoli 1995.[1]
  • Dr. Mohammed O. Peracha, Dean Elloit, and Enrique Garcia-Valenzuela, «Occular Manifestations of Albinism» (Abstract at emedicine.com, Sept. 13, 2005).
  • El Obeid A. et al. Herbal melanin modulates tumor necrosis factor (TNF-alfa), interleukin 6 (IL-6) and vascular endothelial growth factor (VEGF) production // Phytomedicine. — 2006. — Vol. 13. — P. 324—333.
  • Montefoiori D. C., Zhou J.Selective antiviral activity of synthetic soluble L-tyrosine and L-dopa melanins against human immunodeficiency virus in vitro // Antiviral Research. — 1991. — Vol. 15,№ 1. — P. 11. —doi:10.1016/0166-3542(91)90037-R. — получены данные об эффективности торможения репликацииВИЧ 1-го и 2-го типов в двух лимфобластных линиях клеток с помощью синтетических растворимых меланинов, полученных на основе окисления L-тирозина или L-ДОФА. Эффективные концентрации меланина(0,15—10 мкг/мл) токсичны для вируса и не токсичны для клеток.

См. также

[править |править код]

Ссылки

[править |править код]
Меланин:
Перейти к шаблону «External links»
Ссылки на внешние ресурсы
Перейти к шаблону «Внешние ссылки» Перейти к элементу Викиданных
  Тематические сайты
Словари и энциклопедии
В библиографических каталогах
Источник —https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Меланины&oldid=145525047
Категории:
Скрытые категории: