Melanina

Melanina , sau mai corect melaninele , din greaca veche μέλας (mèlas = negru), sunt pigmenți negri, maro sau roșiatici. La unii oameni sunt prezenți în cantități mici, în timp ce la alții în cantități mai mari, în funcție de factorii genetici și de expunerea la razele ultraviolete (UV). Cantitatea de melanină prezentă determină culoarea mai mult sau mai puțin închisă a pielii .

Clase chimice

În ciuda denumirii lor comune, melaninele aparțin diferitelor clase de compuși chimici.

Poliacetilena , polianilinele și polipirolii și copolimerii înrudiți sunt în majoritate pigmenți artificiali și utilizați tehnologic pentru proprietățile lor conductoare și semiconductoare .
Melaninele numite în mod corespunzător și cele mai cunoscute sunt molecule biologice răspândite la animalele vegetale și protiste, cu funcții diferite, cea mai cunoscută, dar nu singura dintre ele fiind cea corect pigmentară, adică capabilă să confere structurii propria culoare.

Prezența melaninei în bacterii și arhee este un subiect de dezbatere în rândul cercetătorilor din domeniu.

Melaninele de origine biologică

La om, melanina se află în piele , păr și țesutul pigmentat care este plasat sub iris , în medulă și în zona reticularis a glandei suprarenale , în stria vasculară a urechii interne și în pigmentul anumitor tipuri de neuroni. situat în locus coeruleus , în Ponte di Varolio , în nucleul motor al nervului vag și în substantia nigra a sistemului nervos central . Melanina este determinantul principal al culorii pielii umane .

Melanina cutanată este produsă de melanocitele care se află în partea bazală a epidermei, care o produc atunci când sunt expuse la lumină și în special la radiații ultraviolete (UV) în intervalul de la 380 la 410 nanometri (UVA), prezente în natură în principal în spectrul luminii solare , datorită medierii neuronilor sistemului nervos.

Deși toți oamenii posedă în general o concentrație similară de melanocite în piele, activitatea melanocitelor este diferită la indivizii aparținând unor populații diferite prin exprimarea genelor producătoare de melanină mai mult sau mai puțin frecvent, conferind astfel o concentrație mai mare sau mai mică de melanocite. pielii și deci o pigmentare diferită.

Un individ, atât animal cât și uman, care nu produce melanină se numește albino ^[1] , în timp ce un individ care are o producție parțială de melanină se numește albinoid. ^[2] Melanina este agentul care protejează viața de efectele nocive ale radiației ultraviolete solare ^[3] . Într-adevăr, fotoprotecția pielii umane se obține printr-o conversie internă eficientă de către ADN, proteine și melanină, un proces fotochimic care transformă energia fotonilor UV în cantități mici de căldură, absolut inofensive. Dacă energia fotonică a razelor UV nu ar fi transformată în căldură, aceasta ar duce la generarea de radicali liberi sau alte specii reactive dăunătoare (de exemplu, oxigen atomic sau radicali hidroxil). Melanina naturală are un randament cuantic (procentul de molecule care participă la procesul de conversie a energiei) mai mare de 99%, mult mai mare, de exemplu, decât protecțiile solare sintetice. Studii recente sugerează că acest polimer poate avea funcții diferite în diferite organisme. De exemplu, la nevertebrate, un aspect notabil al sistemului imunitar de apărare împotriva agenților patogeni implică prezența melaninei. La câteva minute după o infecție, microbul este încapsulat în melanină (melanizare) și se crede că generarea de produse secundare în timpul formării acestei capsule contribuie la uciderea lor.

Sinteza celulară a melaninei

Cea mai comună formă de melanină biologică derivă din metabolismul aminoacizilor tirozină și este un polimer cu una sau două molecule de monomeri: indoloquinonă și acid dicarboxilic al dihidroxindolului.

Este sintetizat în melanocite de vezicule numite melanosomi . Melanosomii, din forma lor primitivă de promelanosomi, au fost considerați mult timp o derivare a reticulului endoplasmatic neted , deși experimente mai recente par să indice melanosomii ca o derivare a veziculelor care derivă din calea dezvoltării lizozomilor , la care merg să se topească. veziculele din Golgi care conțin enzimele melanogenetice ^[4] .

Clase de melanine naturale

La om, cele mai frecvente forme de melanină sunt

Eumelanin . Natura exactă a structurii moleculare a eumelaninei este studiată. cu toate acestea, este compus în principal din polimeri de 5,6-dihidroxiindol (DHI) și de acid 5,6-dihidroxiindol-2-carboxilic (DHICA). Eumelanina există în părul gri, negru, galben și brun. La om, este mai abundent la persoanele cu pielea închisă la culoare. Există două tipuri diferite de eumelanină, care se disting prin felul în care formează legături polimerice. Cele două tipuri sunt denumite în mod obișnuit eumelanină neagră și eumelanină maro sau maro. În absența altor cauze, o cantitate mică de eumelanină neagră provoacă părul gri, în timp ce o cantitate mică de eumelanină brună face părul galben (blond).

Pe de altă parte, feomelanina este numită un alt pigment, roșu, care se găsește și în piele și în păr atât la persoanele cu pielea deschisă, cât și la cele închise la culoare. În general, femeile au mai multă feomelanină decât bărbații și, prin urmare, pielea lor este în general mai roz. Molecula conferă o culoare de nuanțe de la roz la roșu și, prin urmare, se găsește în cantități mari, în special la subiecții cu părul roșu. Feomelanina este concentrată în special în membranele mucoase. Din punct de vedere chimic, feomelanina diferă de eumelanină prin prezența în oligomer a benzotiazinei , în loc de DHI și DHICA atunci când aminoacidul L-cisteină este prezent pe lângă tirozină. Similar cu precedentul, datorită diversității posibilelor legături polimerice, feomelanina este prezentă și în două tipuri: roșu și galben.

Tricocromul (denumit anterior trichosiderina ) este un alt tip de pigment produs de aceeași cale metabolică ca eumelanina și feomelanina, dar spre deosebire de aceste molecule are o greutate moleculară mică. Apare la unii păr roșu ^[5] .

În cele din urmă, neuromelanina este pigmentul întunecat prezent în neuronii creierului, în patru nuclee ușor vizibile în mod autoptic, tocmai datorită culorii lor întunecate: substantia nigra - pars compacta, locus ceruleus, nucleul motor dorsal al nervului vag (nervul cranian X) , și nucleele mediane ale rafei. Aceste nuclee nu sunt pigmentate la naștere, dar dezvoltă pigmentare pe măsură ce se maturizează. Deși caracterul funcțional al neuromelaninei nu este pe deplin cunoscut, în creier, acesta poate fi un produs secundar al sintezei neurotransmițătorilor de monoamină. Pierderea neuronilor pigmentați din nuclee specifice a fost observată într-o varietate de boli neurodegenerative, cum ar fi boala Parkinson și Alzheimer . Neuromelanina a fost observată la primate și carnivore.

„Este nevoie de un fapt curios: pisicile albe, dacă au ochii albaștri, sunt aproape întotdeauna surzi”.

( Charles Darwin )

Fenomenul observat, real, leagă aspecte macroscopice de fenomene legate probabil de transportul electronilor de către molecule cu proprietăți semiconductive și conectate la calea metabolică a neurotransmițătorilor importanți. Înțelegerea corectă a tuturor rolurilor biologice ale acestei clase de molecule face parte din cercetările actuale. Bolile de mai sus sunt evidente în medicina umană, în principal în sindromul Waardenburg , o boală cu transmitere genetică, autozomală dominantă.

Alomelaninele sunt numite cumulativ melanine naturale non-animale. Precursorii sunt compuși ne-azotați. Dintre acestea, aspergilina de origine fungică (din sporii Aspergillus niger și care nu trebuie confundată cu homonimele antibacteriene), și acizii humici de origine vegetală, și prezenți în soluri, turbă și cărbuni. Acizii humici sunt în esență polifenoli și au capacitatea de a chela fierul și alte metale.

Notă

^ Albinism Dictionary of Medicine (2010)
^ Tietz, W. Un sindrom al surd-mutismului asociat cu albinismul care arată moștenirea autosomală dominantă. Departamentul de Pediatrie, California de Sud.
^ Cantrell, Ann; McGarvey, David J;, 3 (Sun Protection in Man) , în seria cuprinzătoare în Photosciences , vol. 495, 2001, pp. 497-519, CAN 137: 43484.
^ Valerio Monesi, Histologie , ediția a șasea, 2012, p. 137.
^ Prota, G. și Searle, AG, Situri biochimice de acțiune genetică pentru melanogeneză la mamifere , în Annales de Génétique et de Sélection Animali , vol. 10, nr. 1, 1978, pp. 1-8, DOI : 10.1186 / 1297-9686-10-1-1 .

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe melanină

linkuri externe

Melanina , pe Treccani.it - Enciclopedii online , Institutul Enciclopediei Italiene .
( EN ) Melanina , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
Melanina , în Treccani.it - Enciclopedii online , Institutul Enciclopediei Italiene.

Controlul autorității	Tezaur BNCF 35251 · LCCN (EN) sh85083376 · BNF (FR) cb11936432n (data) · NDL (EN, JA) 00.567.607

Portalul de biologie	Portalul chimiei
Portalul de fizică	Portalul Medicinii

[1] Albinism Dictionary of Medicine (2010)

[Tietz-2] Tietz, W. Un sindrom al surd-mutismului asociat cu albinismul care arată moștenirea autosomală dominantă. Departamentul de Pediatrie, California de Sud.

[Cantrell-3] Cantrell, Ann; McGarvey, David J;, 3 (Sun Protection in Man) , în seria cuprinzătoare în Photosciences , vol. 495, 2001, pp. 497-519, CAN 137: 43484.

[4] Valerio Monesi, Histologie , ediția a șasea, 2012, p. 137.

[5] Prota, G. și Searle, AG, Situri biochimice de acțiune genetică pentru melanogeneză la mamifere , în Annales de Génétique et de Sélection Animali , vol. 10, nr. 1, 1978, pp. 1-8, DOI : 10.1186 / 1297-9686-10-1-1 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]