Синтез меланинов

Меланин (от греч. μελανος melanos – черный) – это пигмент, представляющий собой смесь различных полимерных соединений. Различают эумеланины, феомеланины, смешанные из двух предыдущих, и нейромеланины.

Меланин (от греч. μελανος melanos – черный) – это пигмент, представляющий собой смесь различных полимерных соединений. Различают эумеланины, феомеланины, смешанные из двух предыдущих, и нейромеланины.

Образование пигмента происходит в меланоцитах, для этого в них существуют специальные органеллы – меланосомы. Наполненные меланином меланосомы продвигаются к апикальной части клетки и мигрируют в кератиноциты.

Начальным и ключевым ферментом синтеза меланинов является медь-содержащий фермент тирозиназа , имеющий тирозин-гидроксилазную активность и ДОФА-оксидазную активность. Ее активность регулируется влияниями эйкозаноидов и эндотелина-1, которые реагируют на гормональные влияния и физические факторы (например, ультрафиолет, температура).

Схема основных этапов синтеза меланинов

Синтез меланинов начинается с превращения тирозина в диоксифенилаланин под влиянием тирозиназы. Далее этот же фермент образует дофахинон и здесь пути синтеза эумеланинов и феомеланинов расходятся. В синтезе феомеланинов и придании им теплых цветовых оттенков участвует цистеин.

Эумеланины обладают коричневым и черно-коричневым цветом, феомеланины – желтые или красновато-желтые. Эумеланины и феомеланины синтезируются меланоцитами кожи, сетчатки глаза и радужки, волосяных луковиц. За выработку меланинов в коже отвечает 4 или 5 генов (по разным данным), расположенных в разных хромосомах. Количество действующих генов определяет интенсивность синтеза меланина.

Нейромеланины образуются в дофаминергических нейронах черной субстанции головного мозга.

Функцией меланинов является защитная. Они поглощают ультрафиолетовые лучи, способны связывать катионы и анионы, хелатировать металлы (медь, марганец, хром, свинец, ртуть). Также меланины являются мощными антиоксидантами.

Цвет волос изменяется в зависимости от количества, типа и распределения меланина в корковом слое. При увеличении количества пигмента он дополнительно может проникать в сердцевину волоса и усиливать темный оттенок. При низком количестве пигмента он распределяется диффузно и цвет волос будет светлым.

Цвет глаз определяется не только типом образуемого меланина, но также разным распределением его в слоях радужки и разным количеством. Если меланин присутствует только в четвертом и пятом слое, то у человека будет голубой или синий цвет глаз. При расположении пигмента в передних слоях радужки наблюдается карий или желто-коричневый цвет глаз, а при неравномерном распределении меланина в передних слоях – серый или зеленый.

Заподозрить снижение уровня меланина можно по наличию таких симптомов, как раннее наступление менопаузы, быстрый набор лишней массы тела (до 10 кг за полгода), ранние признаки старения, трудности с засыпанием, нарушением пигментации глаз, волос и кожи, склонность к депрессии, онкопатологии.

Виды меланина. От чего зависит секреция меланина?

Меланин — это гормон, который синтезируется эпифизом. Существует 3 вида меланина:

  • Нейромеланин.
  • Феомеланин – желтый.
  • Эумеланин – черные и коричневые меланины (ДОФА — меланины).

Организмом используются не все меланины, а только ДОФА- меланины, остальные из них являются балластными веществами. Меланин состоит из таких соединений — сера, водород, углерод и азот. ДОФА- меланины не способны растворяться в воде, кислотах или органических растворителях, зато чувствительные к щелочам. Такая реакция наблюдается при действии на волосы щелочных растворов.

Синтез меланина происходит под действием других эндокринных желез и зависит от наличия света. Днем под прямыми солнечными лучами аминокислота триптофан, которая является незаменимой для организма, преобразовывается в серотонин. Аминокислота триптофан содержится в белковой пище. В ночное время серотонин превращается в меланин. Это происходит в эпифизе.

Готовый меланин поступает в кровь и ликвор. Пусковым механизмом для такой реакции является темнота. Не так давно ученые доказали, что синтез меланина ночью также происходит практически во всех тканях организма, только в меньшем количестве — в гонадах, тимусе, соединительной ткани и пищеварительном тракте.

Таким образом, синтез меланина зависим от освещенности помещения во время сна. В норме ночью в организме вырабатывается приблизительно 70% меланина, этот процесс активируется в 8 вечера, достигая максимума в 3 часа ночи. При появлении света в комнате синтез меланина прекращается. Итого, в норме организм вырабатывает около 30 мкг гормона, причем у женщин его концентрация выше, нежели у мужчин.

После синтеза гормон накапливается в эпидермальных меланосомах, определяя цвет кожи, глаз и волос человека. При действии ультрафиолетовых лучей в нижних слоях кожи тоже накапливается этот пигмент, что проявляется появлением на коже загара.

Синтез меланина происходит из тирозина в меланоцитах, клетках базального слоя эпидермиса. В коже функционируют эпидермальные, фолликулярные и не содержащие пигмент (светлые) биполярные меланоциты. Под действием тирозиназы в меланосомах (особые органеллы меланоцитов) из тирозина образуется диоксифенилаланин (ДОФА) или промеланин, который полимеризуется в меланин. Клетки, фагоцитирующие меланин, называют меланофагами. Меланоциты и меланофаги содержатся в эпидермисе и дерме.

К наиболее важным меланиновым пигментам относят: эумеланин, придающий коже коричневый и даже черный цвет, и феомеланин, обеспечивающий более светлые тона от желтого до светло-коричневого. Меланин формируется при участии двух типов тирозиназы — TPRI-1 и TPRI-2 (Tyrozine Related Protein-1,-2).

Синтез меланина происходит из тирозина в меланоцитах, клетках базального слоя эпидермиса. В коже функционируют эпидермальные, фолликулярные и не содержащие пигмент (светлые) биполярные меланоциты. Под действием тирозиназы в меланосомах (особые органеллы меланоцитов) из тирозина образуется диоксифенилаланин (ДОФА) или промеланин, который полимеризуется в меланин. Клетки, фагоцитирующие меланин, называют меланофагами. Меланоциты и меланофаги содержатся в эпидермисе и дерме.

По дендритным отросткам меланоцитов меланосомы мигрируют в соседние кератиноциты и, таким образом, распределяются в эпидермисе, определяя цвет кожи. В ходе естественной десквамации пигментосодержащие клетки поверхностного рогового слоя постепенно отшелушиваются. Полный жизненный цикл пигментосодержащей клетки составляет около 28 дней.

Цвет кожи зависит не от количества меланоцитов, которое примерно постоянно у людей разных рас, а от количества меланина в одной клетке. Содержание меланина в коже подвергается колебаниям в различные периоды жизни. Регуляция меланогенеза осуществляется нервной системой и эндокринными железами. Стимулируют синтез меланина меланоцитостимулирующий гормон гипофиза, АКТГ, половые гормоны, медиаторы симпатической нервной системы, тормозят — мелатонин и медиаторы парасимпатической нервной системы.

Образование меланина стимулируется УФО, что объясняет возникновение загара как адаптивной защитной биологической реакции. У представителей негроидной расы меланин распределен равномерно по всему эпидермису от базального до рогового слоя, а внутри каждого кератиноцита — в виде крупных меланосом эллиптической формы, надежно прикрывающих ядро клетки. В коже европейцев меланосомальные комплексы в основном сосредоточены только в базальном слое и неравномерно — в кератиноцитах.

В настоящее время выделяют три возможных механизма развития меланиновой гиперпигментации. Во-первых, увеличение выработки меланосом и их последующая транспортировка в кератиноциты. По этому механизму гипермеланоз развивается вторично при экзогенном воздействии гормональных средств, псораленов, других химических агентов или, возможно, обусловлен генетическими факторами. Во-вторых, увеличение размера меланосом. Этот тип характерен для гиперпигментации от наружного использования псораленов.

В-третьих, уменьшение скорости кератинизации эпидермиса. Такая гиперпигментация может возникнуть при использовании цитостатиков.

Веснушки у подростка

Физиология образования меланина в коже происходит в несколько этапов, согласно определенной схеме, под действием солнечных лучей или гормонов. Запускается данный процесс, когда фотон ультрафиолета (hN) влияет на меланоциты и эйкозаноиды (регуляторы клеточных функций).

Схема и процесс

Аминокислота тирозин под действием фермента тирозиназы и ионов купрума (меди) образуется 3,4-диоксифениаланин L-формы (ДОФА) – ароматическая аминокислота. Этот продукт гидроксилирования тирозина повторно вступает в реакцию под влиянием меди и того же фермента с образованием дофахинона. На этом этапе формируются разные пути синтеза феомеланина и эумеланина.

Первый путь – образование феомеланина. Участие цистеина определяет теплый окрас волос. Далее появляется цистеинилдофа, содержащий в 5 и 6 положениях цистеин. Из него образуется бензотиазинилаланин, с последующим превращением в феомеланин.

Второй путь – синтез эумеланина. Схема реакций синтезирования меланина заключается в том, что сразу из дофахинона происходит формирование дофахром. Затем дофахром полимеризуется с образованием дигидроксииндола, имеющего в 5 и 6 положениях гидроксильные группы.

Схема реакций синтеза меланина:

Меланоциты — клетки кожи, где содержится аминокислота тирозин. В результате цепи биохимических реакций с участием ферментов, основным из которых является тирозиназа, тирозин окисляется с образованием пигмента меланина, который скапливается в меланосомах. Меланосомы по отросткам клеток передают пигмент на поверхность эпидермиса.
Активизация фермента тирозиназы происходит только в присутствии кислорода, ионов меди и под влиянием ультрафиолетовых лучей.

ПИГМЕНТАЦИЯ.

Меланогенез – это процесс образования меланина из тирозина с помощью ферментов тирозиназы и ДОФА-оксидазы.

Меланоциты — клетки кожи, где содержится аминокислота тирозин. В результате цепи биохимических реакций с участием ферментов, основным из которых является тирозиназа, тирозин окисляется с образованием пигмента меланина, который скапливается в меланосомах. Меланосомы по отросткам клеток передают пигмент на поверхность эпидермиса.
Активизация фермента тирозиназы происходит только в присутствии кислорода, ионов меди и под влиянием ультрафиолетовых лучей.

Меланин необходим коже, он дезактивирует свободные радикалы, катализирует многие биохимические процессы. Основная функция меланина заключается в том, чтобы регулировать количество ультрафиолетового (УФ) излучения, проникающего в кожу.

Веснушки, которые остаются на коже в течение всего года и называются эфелиды, не исчезают при использовании средств против пигментации. Те веснушки, которые появляются только после пребывания на солнце, могут исчезнуть при использовании средств против пигменатции.
Веснушки нельзя устранить полностью, так как их появление обусловлено генетическими особенностями меланогенеза.

Косметические средства отбеливающего действия обычно содержат в себе следующие вещества: гидрохинон, перекись водорода, койевую кислоту, арбутин (входит в состав экстрактов толокнянки, бумажной шелковицы и некоторых других растений), производные аскорбиновой кислоты, глабридин (экстракт солодки), а также альфа-гидроксикислоты, ретиноиды и ряд других веществ. Все эти компоненты различаются по механизму действия, эффективности отбеливания и выраженности токсического действия на клетки.

Отбеливание как метод борьбы с гиперпигментацией состоит из двух основных элементов:
1) отшелушивания рогового слоя,
2) уменьшения продукции меланина.

Осветляющие вещества делятся на два вида:
1) подавление фермента тирозиназы (ингибиторы) — койевая, аскорбиновая, фитиновая, ретиноевая кислоты; арбутин (но есть мнения, что альфа-арбутин способен преобразовываться в коже в гидрохинон), глабридин.
2) не только подавление тирозиназы, но и воздействие на меланоциты — гидрохинон, азелаиновая кислота.

*ингибиторы (от лат inhibeo — останавливаю, сдерживаю), вещества, тормозящие хим. реакции.

Важно понимать — чем меньше меланина вырабатывается, тем более беззащитна кожа перед УФ лучами.

Вследствие ускоренного клеточного цикла и отшелушивания участки гиперпигментации могут стать временно ярче. Постепенно при эксфолиации клеток, содержащих избыточное количество меланина, наступает клинический эффект осветления.

Азелаиновая кислота – довольно слабый ингибитор тирозиназы. Она замедляет рост меланоцитов и оказывает на них цитотоксичный эффект. Подобна гидрохинону — она нарушает синтез ДНК и РНК в меланоцитах, препятствуя синтезу пигмента.
Хотя азелаиновая кислота была изначально показана для лечения акне, ее успешно применяют и для лечения лентиго, розацеи и поствоспалительной гиперпигментации.

Бумажная шелковица (содержит арбутин) — ингибитор тирозиназы, извлекают из растительного экстракта.

Глабридин — ингибитор тирозиназы, основной компонент экстракта корня солодки. Он замедляет пигментацию и является ингибитором меланоцитов, не проявляя при этом цитотоксичности. В ходе исследований обнаружено, что пигментация, вызванная ультрафиолетовыми лучами группы В и эритемой, сокращается при использовании 0,5% глабридина. Используется обычно в сочетании с другими активами.

Руцинол (4-бутил-бензол-1,3-диол) — ингибитор тирозиназы из семейства резорцинов, синтетическое вещество, используемое как в топических фармацевтических, так и в косметических препаратах.

Миндальная кислота (Mandelic Acid) — фенилгликолевая кислота, простейшая жирно-ароматическая оксикислота, содержится в плодах горького миндаля. Миндальная кислота относится к классу альфа-гидрокси кислот и обладает всеми свойствами фруктовых кислот, при этом она жирорастворима, что приближает её по действию к ВНА. Обладает кератолитическим действием, стимулирует синтез коллагена и активизирует клеточное обновление. Обладает отбеливающим действием. Не усиливает фоточувствительность кожи.

— Действие АНА (альфа-гидроксикислот), построено в основном на отшелушивающем эффекте.

Пептиды — регуляторы меланогенеза, могут воздействовать на процесс меланогенеза, ослабляя или усиливая выработку пигмента.
Nonapeptide-1(Melanostatine) и Tetrapeptide 30(TEGO Pep 4-Even) и Oligopeptide-68(B-WHITE) — препятствуют синтезу меланина, осветляют кожу.

Некоторые средства (отдельно списком в постах витС, кислоты, ниацинамид, ретиноиды) :

Существуют и другие функции, которые может выполнять пигментное вещество и его соединения:

Избыток меланина и методы снижения

Переизбыток меланина приводит к повышению пигментации. Человек покрывается темными пятнами, от которых трудно избавиться. Причем они могут локализоваться на различных участках тела. Способствуют такому состоянию гормональные отклонения или прием некоторых препаратов.
С целью понизить уровень меланина применяются:

  • защитные косметические средства для депигментации,
  • мезотерапия (подкожное введение специальных средств),
  • пилинг, шлифовка лазером,
  • препараты, способные уменьшить пигментацию,
  • можно делать маски с активными ингибиторами в составе (арбутин, аскорбинка, койевая кислота).

Вывести пятна помогают одна или одновременно несколько процедур. При невыраженной пигментации полезны народные средства на основе лимонного сока, кефира или петрушки.

Меланоциты располагаются среди клеток базального слоя и имеют несколько отростков, которые могут удаляться на расстояние до 100 ммк от тела клетки. Окончание ветви меланоцита тесно прилегает к полюсу кератиноцита. Распределение меланоцитов и способ их ветвления в норме таковы, что едва ли имеется клетка базального слоя, которая не контактировала бы с концевыми отделами дендритов. Имеет место и контакт отростков меланоцитов между собой.

Меланогенез – это процесс образования меланина. Вопросы синтеза меланина, его функциональных свойств и регуляции деятельности пигментных клеток остаются мало изученными. Приведем общие сведения о меланогенезе.

Меланоциты — это отросчатые клетки, имеющие хорошо развитые органеллы белкового синтеза и содержащие гранулы меланина, который они синтезируют. В клетках содержаться ферменты ДОФА-оксидаза и тирозоназа, с помощью которых из аминокислоты тирозина образуется меланин.

Меланоциты располагаются среди клеток базального слоя и имеют несколько отростков, которые могут удаляться на расстояние до 100 ммк от тела клетки. Окончание ветви меланоцита тесно прилегает к полюсу кератиноцита. Распределение меланоцитов и способ их ветвления в норме таковы, что едва ли имеется клетка базального слоя, которая не контактировала бы с концевыми отделами дендритов. Имеет место и контакт отростков меланоцитов между собой.

Структурно-функциональное обьединение меланоцита с кератиноцитами носит название «эпидермально-меланиновой единицы эпидермиса».

Таким образом, нормальное протекание биохимических реакций меланогенеза определяется в первую очередь наличием тирозина, молекулярного кислорода, ионов меди и цинка.

Выделенный меланин – это вещество, растворимое в щелочах, обладающее кислыми свойствами, нерастворимое в органических растворителях, обесцвечивающееся сильными окислителями (перикись водорода, калия перманганат, хлорноватая кислота, полуторахлористое железо и др.). По имеющимся данным в нем содержится 55% углерода, 30% кислорода, 9% азота, 4% водорода и 2% других веществ. Аминокислотный состав меланина изучен недостаточно. В его состав входят аргинин, гистидин, тирозин, триптофан, цистин, метионин и другие аминокислоты.

На одном квадратном сантиметре кожи человека насчитывается в среднем 1200 меланоцитов, т.е. 1 МЦ обеспечивает пигментом до 36 кератиноцитов. Интересно, что по этим показателям нет значительных расовых различий. Число меланоцитов у рас с темной кожей не намного больше, повышена лишь их меланинобразующая функция.

При внедрении медицинских препаратов на основе пигментов невозможно обойти вниманием дискуссионный вопрос, который относится к изучению принципов взаимодействия меланина с другими лекарственными веществами.

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О БИОХИМИИ И ФАРМАКОЛОГИИ МЕЛАНИНОВЫХ ПИГМЕНТОВ

В обзоре обсуждаются биохимические принципы фармакологического действия одного из природных клеточных пигментов — меланина. В последнее время получены данные о различных фармако-терапевтических эффектах меланина при лечении заболеваний различного генеза, свидетельствующие о его полифункциональности.

Известно, что в организме человека образование меланина происходит под действием медьсодержащей гидроксилазы — тирозиназы, в результате чего тирозин превращается в диоксифенилаланин, который далее окисляется. Конечными продуктами цепи превращения диоксифенилаланина являются индол и хинон, полимеризация которых приводит к образованию меланина.

По мнению Б.С. Можара в животном или человеческом организме необходимо наличие предшественника, так называемого промеланина, который бы в своем составе содержал тирозин. Такое соединение должно быть устойчивым по химическому строению и является естественным клеточным метаболитом. таким требованиям по мнению автора, соответствует тироксин.

Поскольку, тироксин является гормоном, регулирующим интенсивность окисление веществ в организме человека и животных, предполагается его постоянное наличие там, где наблюдается наиболее высокий уровень окислительных процессов, которые активируются в ответ на воздействие экзогенных факторов экстремального характера. Действие холода или жары сопровождалось увеличением интенсивности пигментообразования.

Участие тироксина в процессе меланогенеза объясняется структурными особенностями молекулы гормона, которая содержит две молекулы дийодтирозина, благодаря чему тироксин может служить эффектором биохимических реакций.

Автор считает, что тироксин в организме — это промеланин, который в экстремальных условиях постоянно превращается в меланин, а остатки тироксина полимеризуются в меланин после выполнения их основной функции в качестве регулятора клеточного гомеостаза. Пигментообразование — это заключительный этап метаболической функции тироксина при наличии благоприятных для полимеризации условий.

Эта гипотеза объясняет многие проблемы меланогенеза у животных, которые невозможно решить исходя из ферментативной теории образования пигмента.

Установлено, что синтез пигмента у микроорганизмов проходит путем образования ДОФА из тирозина, который затем последовательно превращается в ДОФА-хинон, ДОФА-хром, 5,6-диоксииндол, индол-5,6-хинон и, наконец, ДОФА-меланин.

Фармакологические свойства меланинов. Исследованиями физиологических и химических особенностей меланиновых пигментов было обнаружено, что полимерные молекулы меланина способны эффективно влиять на ключевые процессы клеточного метаболизма. Помимо своих обычных функций регуляторов процессов окисления-васстановления гормонального обмена, меланинам отводится роль универсальных протекторов при воздействии на клетку физико-химических факторов мутагенной и канцерогенной природы.

Вместе с тем, даже немногочисленные исследования показали, что фармакологический эффект меланина имеет свои особенности, которые необходимо принимать во внимание при разработке новых лекарственных средств.

Так, например, Жеребин Ю.Л. и сотрудники исследовали фармакологический эффект водорастворимой хромогенной части меланина культурного винограда Vitis Vinifera (эномеланина). Мышам линии СВА вводили препарат в виде 3% раствора внутрибрюшинно и перорально в различных дозах, затем исследовали кусочки легких, печени, почек, селезенки и желудка. Изменений в этих органах не выявлено. Вычисленная ЛД50 > 2500 мг/кг позволяет говорить о низкой токсичности препарата.

Эти же авторы изучали влияние водорастворимой части меланина на центральную нервную систему в условиях длительных стрессовых воздействий. В результате экспериментов было выявлено, что длительное введение эномеланина препятствует развитию у животных чрезмерных эмоционально-реактивных проявлений, улучшает экстраполяционную деятельность в острой стресс-ситуации у неэмоциональных животных и достоверно снижает аффективные реакции у эмоциональных крыс.

При внедрении медицинских препаратов на основе пигментов невозможно обойти вниманием дискуссионный вопрос, который относится к изучению принципов взаимодействия меланина с другими лекарственными веществами.

Селективная аккумуляция некоторых веществ в тканях, содержащих меланин, может служить характерным показателем наличия злокачественных образований типа меланом.

Механизм протекторного действия меланина. Специфическое строение молекулы меланинов, способствующее проявлению полифункциональных свойств пигментов, обеспечивает надежную защиту клеточных систем от экзогенных факторов мутагенной и канцерогенной природы.

Однако, при этом можно сделать вывод о способности меланина проявлять защитную функцию в условия индукции вторичных свободных радикалов в результате облучения белков.

Таким образом, исследования биохимических принципов фармакологического действия одного из природных клеточных пигментов — меланина показывает возможность использвания его фармако-терапевтического эффекта при лечении заболеваний различного генеза.

Однако проведенные некоторыми специалистами исследования in vitro показывают, что способность меланина действовать в качестве солнцезащитного экрана ограничена, и что меланин, включенный в крем и нанесенный на кожу, поглощает только от 50 до 75% падающего солнечного света. Возможно, конечно, что в меланосомах in vivo меланин, благодаря локализации над ядром, способен обеспечить более высокий уровень защиты.

В меланосомах синтезируется два типа меланина: эумеланин и феомеланин. Эумеланин — темный, коричневый или черный, нерастворимый, а феомеланин — светлый, красный или желтый, растворимый и содержит серу. Оба меланина являются индоловыми производными ДОФА и образуются в меланосомах в ходе нескольких этапов окисления. Уровень pH в меланосомах воздействует на активность меланогенных ферментов и влияет на полимеризацию меланина.

Синтез обоих типов меланина проходит через каталитический этап, который определяет его скорость. На этом этапе тирозин окисляется ферментом тирозиназой (которую называют также тирозиноксидаза, монофенол, L-ДОФА: кислород-оксиредуктаза) в L-ДОФА. Этот процесс известен как схема Рэпера-Мэзона.

Интересно, что тирозиназа катализирует также более отдаленный этап биосинтеза меланина, а именно конверсию DH1 в индол-5,6-хинон. У мышей фермент TRP-1 (называемый также DHlCA-оксидаза) преобразует DHICA в индол-5,6-хинон-карбоксильную кислоту. Однако роль TRP-1 в биосинтезе меланина у человека еще не установлена.

Основной функцией меланина служит обеспечение защиты от вызванного ультрафиолетом повреждения ДНК путем поглощения и рассеивания УФ-излучения (280-400нм). Поэтому поглощение меланином энергии в этом участке электромагнитного спектра максимальное и постепенно уменьшается на протяжении спектра видимого света. Поглощенный меланином ультрафиолет преобразуется в тепло, менее токсичную форму энергии.

Однако проведенные некоторыми специалистами исследования in vitro показывают, что способность меланина действовать в качестве солнцезащитного экрана ограничена, и что меланин, включенный в крем и нанесенный на кожу, поглощает только от 50 до 75% падающего солнечного света. Возможно, конечно, что в меланосомах in vivo меланин, благодаря локализации над ядром, способен обеспечить более высокий уровень защиты.

— Рекомендуем далее ознакомиться со статьей «Строение и функции дендритов меланоцитов»

При внедрении медицинских препаратов на основе пигментов невозможно обойти вниманием дискуссионный вопрос, который относится к изучению принципов взаимодействия меланина с другими лекарственными веществами.

В обзоре обсуждаются биохимические принципы фармакологического действия одного из природных клеточных пигментов — меланина. В последнее время получены данные о различных фармако-терапевтических эффектах меланина при лечении заболеваний различного генеза, свидетельствующие о его полифункциональности.

Ключевые слова: меланин, меланогенез, протектое действие

Известно, что в организме человека образование меланина происходит под действием медьсодержащей гидроксилазы — тирозиназы, в результате чего тирозин превращается в диоксифенилаланин, который далее окисляется [18]. Конечными продуктами цепи превращения диоксифенилаланина являются индол и хинон, полимеризация которых приводит к образованию меланина.

По мнению Б.С. Можара [17] в животном или человеческом организме необходимо наличие предшественника, так называемого промеланина, который бы в своем составе содержал тирозин. Такое соединение должно быть устойчивым по химическому строению и является естественным клеточным метаболитом. таким требованиям по мнению автора, соответствует тироксин.

Поскольку, тироксин является гормоном, регулирующим интенсивность окисление веществ в организме человека и животных [19], предполагается его постоянное наличие там, где наблюдается наиболее высокий уровень окислительных процессов, которые активируются в ответ на воздействие экзогенных факторов экстремального характера. Действие холода или жары сопровождалось увеличением интенсивности пигментообразования.

Участие тироксина в процессе меланогенеза объясняется структурными особенностями молекулы гормона, которая содержит две молекулы дийодтирозина, благодаря чему тироксин может служить эффектором биохимических реакций.

Автор считает, что тироксин в организме — это промеланин, который в экстремальных условиях постоянно превращается в меланин, а остатки тироксина полимеризуются в меланин после выполнения их основной функции в качестве регулятора клеточного гомеостаза [17]. Пигментообразование — это заключительный этап метаболической функции тироксина при наличии благоприятных для полимеризации условий.

Эта гипотеза [17] объясняет многие проблемы меланогенеза у животных, которые невозможно решить исходя из ферментативной теории образования пигмента.

Установлено, что синтез пигмента у микроорганизмов проходит путем образования ДОФА из тирозина, который затем последовательно превращается в ДОФА-хинон, ДОФА-хром, 5,6-диоксииндол, индол-5,6-хинон и, наконец, ДОФА-меланин [22].

Фармакологические свойства меланинов. Исследованиями физиологических и химических особенностей меланиновых пигментов было обнаружено, что полимерные молекулы меланина способны эффективно влиять на ключевые процессы клеточного метаболизма. Помимо своих обычных функций регуляторов процессов окисления-васстановления гормонального обмена, меланинам отводится роль универсальных протекторов при воздействии на клетку физико-химических факторов мутагенной и канцерогенной природы.

Вместе с тем, даже немногочисленные исследования показали, что фармакологический эффект меланина имеет свои особенности, которые необходимо принимать во внимание при разработке новых лекарственных средств.

Так, например, Жеребин Ю.Л. и сотрудники [16] исследовали фармакологический эффект водорастворимой хромогенной части меланина культурного винограда Vitis Vinifera (эномеланина). Мышам линии СВА вводили препарат в виде 3% раствора внутрибрюшинно и перорально в различных дозах, затем исследовали кусочки легких, печени, почек, селезенки и желудка. Изменений в этих органах не выявлено. Вычисленная ЛД50 > 2500 мг/кг позволяет говорить о низкой токсичности препарата.

Эти же авторы изучали влияние водорастворимой части меланина на центральную нервную систему в условиях длительных стрессовых воздействий. В результате экспериментов было выявлено, что длительное введение эномеланина препятствует развитию у животных чрезмерных эмоционально-реактивных проявлений, улучшает экстраполяционную деятельность в острой стресс-ситуации у неэмоциональных животных и достоверно снижает аффективные реакции у эмоциональных крыс.

При внедрении медицинских препаратов на основе пигментов невозможно обойти вниманием дискуссионный вопрос, который относится к изучению принципов взаимодействия меланина с другими лекарственными веществами.

Селективная аккумуляция некоторых веществ в тканях, содержащих меланин, может служить характерным показателем наличия злокачественных образований типа меланом [31].

Механизм протекторного действия меланина. Специфическое строение молекулы меланинов, способствующее проявлению полифункциональных свойств пигментов, обеспечивает надежную защиту клеточных систем от экзогенных факторов мутагенной и канцерогенной природы.

Однако, при этом можно сделать вывод о способности меланина проявлять защитную функцию в условия индукции вторичных свободных радикалов в результате облучения белков.

Таким образом, исследования биохимических принципов фармакологического действия одного из природных клеточных пигментов — меланина показывает возможность использвания его фармако-терапевтического эффекта при лечении заболеваний различного генеза.

Меланоциты, меланосомами и меланин

Меланин — пигмент кожи почти всех животных на земле. Его роль в выживании животных имеет решающее значение.

Меланин, образование и роль

Вообще, каждый человек на Земле имеет примерно одинаковое количество меланоцитов. Отличие же в синтезе ими меланина зависит от:

Все эти факторы играют важную роль в синтезе и распределении меланина в коже. Хотя некоторые факторы более заметны, чем другие, в итоге, все они важны для конкретного человека.

Меланоциты, меланосомами и меланин

Основы надлежащего синтеза меланина закладываются еще в эмбриональный период и включают:

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Методы диагностики и способы лечения эндокринных заболеваний
Добавить комментарий