Меланин как его найти

Меланин – это пигмент, который содержится в радужной оболочке глаз, волосах, коже. Он защищает организм от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей, отражая и поглощая их. Количество меланина снижается с возрастом, из-за чего появляется седина. Недостаточное количество пигмента повышает риск онкологических заболеваний.

Вещество вырабатывается благодаря окислению аминокислоты тирозина. Меланин вступает в реакцию с ультрафиолетовыми лучами, нейтрализуя их вредное воздействие. Он защищает ДНК и препятствует развитию онкологических заболеваний. Пигмент снижает риск ожогов, равномерно рассеивая тепло по коже.

Функции меланина до конца не изучены.

Часть переработанных ультрафиолетовых лучей трансформируется в тепло, другая – расходуется на фотохимические реакции в клетках кожи. В результате снижается риск их перерождения в злокачественные и развития опухоли.

Функции меланина в организме многогранны. Пигмент:

• нейтрализует свободные радикалы;
• повышает иммунитет;
• ликвидирует стрессовое воздействие и восстанавливает клеточное равновесие;
• благотворно сказывается на работе щитовидной железы;
• усиливает биохимические процессы.

Помимо защиты от ультрафиолета, меланин отвечает за пигментацию волос, глаз и кожи. Достаточное количество в организме помогает получить ровный, красивый загар без ожогов и покраснений.

Недостаточное количество меланина повышает риск солнечных ожогов, болезненных кожных высыпаний, перепадов уровня сахара в крови. Вырастает риск болезни Аддисона, Паркинсона, возможно витилиго.

Если меланина недостаточно в организме, человек легко получит солнечный ожог, кожные высыпания, перепады сахара в крови, а также риск болезни Аддисона, Паркинсона, витилиго. В группу высокой предрасположенности к данным заболеваниям входят альбиносы (у них полностью отсутствует мелатонин в коже).

Таким образом, меланин – это природный пигмент, который защищает клетки кожи от воздействия мутагенных и канцерогенных факторов.

Определить недостаток меланина в организме можно по внешним факторам. Если кожа легко краснеет при любом контакте с солнечными лучами, получить ровный загар практически невозможно, появляется ранняя седина – значит, в организме не хватает природного пигмента. Его дефицит также вызывает бледность, появление белых пятен на коже, выцветание радужки глаза, морщины в молодом возрасте.

Причин снижения выработки меланина может быть несколько. Среди самых распространенных – гормональные сбои и нарушения работы эндокринной системы, воздействие лекарственных средств, дефицит полезных веществ, недостаток аминокислот триптофана и тирозина, долгая работа в помещении. Исправить ситуацию помогут правильный образ жизни и сбалансированное питание.

Пигмент вырабатывается исключительно в организме человека, получить его из продуктов питания или лекарственных препаратов невозможно. В синтезе меланина участвует аминокислота тирозин. Достаточное количество ее в рационе – залог ускоренной выработки меланина.

Большое количество меланина находится в продуктах животного происхождения. Их список включает печень, почки и другие субпродукты, морепродукты (особенно устрицы), сыр и молочные продукты содержат медь и эластин, которые необходимы для выработки этого пигмента.

Лучше способствует выработке меланина красное мясо.

Повышенное количество меланина содержится в сое. Регулярное ее употребление усиляет синтез пигмента.

Влияет на выработку меланина здоровый образ жизни. Правильное питание, крепкий сон, отказ от вредных привычек, долгие продукты на свежем воздухе нормализуют биохимические реакции, в том числе и синтез меланина. Кроме того, аминокислота содержится в семенах тыквы, кунжуте, фасоли.

Стоит включить в рацион орехи, шоколад, зерновые продукты, бананы. Это поможет организму эффективно вырабатывать меланин.Помогают выработать пигмент виноград, авокадо, миндаль.

Вторая аминокислота, участвующая в синтезе меланина – триптофан. Она встречается реже, но и ее можно найти в распространенных продуктах питания. Ее основные источники – орехи, финики, бурый рис. А бананы и арахис содержат обе аминокислоты, необходимые для синтеза меланина.

Меню должно быть сбалансированным, включать необходимые витамины и минералы. Каждый день на столе должны присутствовать фрукты, овощи, молоко, морепродукты.

Для синтеза меланина также необходимы витамины А, B10, C, E, каротин. Их можно получить из круп, злаков, зелени, бобовых. Персики, морковь, тыква, дыня, апельсин – источники каротина.

Необходимые для образования пигмента ферменты содержатся в печени, устрицах, кунжуте, пшене.

В отдельных случаях могут понадобиться биологически активные добавки. Если меланин вырабатывается плохо, только они помогут восстановить процесс. Но принимать их стоит только по рекомендациям врачей.

Чтобы пигмент вырабатывался эффективно, пища не должна включать вредные продукты. Категорически не рекомендуется жаренное и копченое. Не стоит злоупотреблять пищей, содержащей красители, ароматизаторы, усилители вкуса и прочие добавки.

Если вы хотите получить ровный и здоровый загар, не рискуя заработать ожог, не включайте в ежедневный рацион:

• соленое, жаренное и копченое;
• сладости (особенно шоколад);
• кофе;
• алкоголь;
• вареная кукуруза.

Понижает выработку меланина витамин C, но он эффективно борется с действием свободных радикалов, поэтому исключать его из рациона нельзя.

Меланин – это пигмент, который выполняет важные функции – окрашивает волосы, кожу, радужку глаз в определенный цвет и участвует в образовании ровного загара. Синтез меланина осуществляется за счет меланоцитов – клеток, которые защищают организм от негативного воздействия окружающей среды.

Что такое и для чего он нужен

Меланин – это пигмент, которое участвует в обмене веществ. Темно-коричневые соединения находятся в глубоких слоях эпидермиса, а их выработка активируется во время принятия солнечных ванн. Пигмент меланин, образующийся в коже человека, может придавать оттенок волосам. Он связан с генотипом, а его количество определяется факторами окружающей среды.

Функции:

• улучшает состояние кожи;
• очищает организм от токсинов и вредных соединений;
• нейтрализует действие раковых клеток;
• восстанавливает внутренние процессы на клеточном уровне после интоксикации, наркотиков или алкоголя.

Если меланина недостаточно в организме, человек легко получит солнечный ожог, кожные высыпания, перепады сахара в крови, а также риск болезни Аддисона, Паркинсона, витилиго. В группу высокой предрасположенности к данным заболеваниям входят альбиносы (у них полностью отсутствует мелатонин в коже).

Пигментное вещество образуется внутри эпидермиса, а в органах благодаря окислению тирозина в меланоцитах.

Пигмент внутри меланина имеет определенную липкость, благодаря чему бактерии и другие патогенные микроорганизмы захватываются им. Это помогает остановить размножение грибка в теле. Также меланины устраняют стрессовое воздействие на организм, которое нарушает клеточные процессы и работу иммунной системы. Они отвечают за пигментацию кожи, и уменьшают воздействие свободных радикалов, которое возникает после биохимии, облучения и солнечных ванн. В меланине содержаться соединения, что активируют многие химические процессы и блокируют патогенные образования.

Форма растворимого меланина во всем организме человека выполняет обменную функцию и проходит через гематоэнцефалический барьер (защитная оболочка мозга). Вещество, которое окрашивает кожу, предотвращает злокачественные образования в теле, уменьшает действие радионуклидов на органы, понижает активность канцерогенов.

Основная польза от меланина – это снижение деструктивных и дистрофических изменений в органах, гипоталамусе, надпочечниках и щитовидной железе.

При недостатке гормона мелатонина, женщина подвергается следующим рискам:

• раннее старение;
• преждевременная менопауза;
• пониженная чувствительность к инсулину;
• увеличение массы тела;
• образование раковых опухолей.

При переизбытке меланина возникает риск образования злокачественной опухоли – меланомы. На вид она напоминает расплывшееся пятно темного оттенка. В этом случае необходимо понизить выработку пигмента с помощью лекарств.

Заболевания, которые формируются при избытке природного пигмента:

• физиологические изменения в органах, где концентрируется меланин (кожный покров, глаза, оболочка мозга, печень);
• патологические изменения в органах, которые не связаны с образованием пигмента (кишечник, желудок, пищевод).

Функции

Основная функция меланина – защищать клетки от лучей ультрафиолета. Он помогает отражать негативное излучение, одновременно поглощает и собирает те лучи, которые проникли в глубокие слои эпидермиса.

Во внутренних уровнях кожного покрова они перерабатываются: часть уходит на поддержание температуры, а остальное – на фотохимические процессы.

Что входит в функции:

• останавливать воздействие свободных радикалов;
• проводить химико-биологические процессы в тканях;
• сохранять обменные процессы;
• снизить действие стресса на организм;
• восстанавливать внутренние резервы в период адаптации;
• поддерживать транспортную функцию;
• устранять нарушения в щитовидной железе, клетках печени, надпочечников и гипоталамусе.

Как синтезируется и какие факторы на это влияют

Пигмент вырабатывается меланоцитами во внутреннем базальном слое эпидермиса. Там он концентрируется и поступает в верхние слои кожи через мостовидные десмосомы. Пигмент образовывается под действием солнечных лучей, связывается с аминокислотами и белками, определяя цвет кожи.

Синтез пигмента происходит под контролем гормонов, которые вырабатывает гипофиз. Основное значение на выработку меланина оказывает меланоцито-стимулирующее соединение.

Оттенок кожи, цвет глаз и волос определяется по количеству меланиновых единиц во внутреннем слое кожи. У европеоидов красящее вещество содержится в небольшом количестве, а вот у негроидной расы окраска эпидермиса намного темнее за счет большого количества меланина в коже.

Оттенок локонов определяется через корковый слой. Темно-коричневые пигменты могут вырабатываться в большом количестве и проникать в глубокие слои волоса. У светловолосых намного меньше пигмента в верхнем слое, и он не проникает глубоко. Если пигмент неравномерно располагается по длине, пряди имеют рыжий оттенок. Однако в стрессовых ситуациях меланин перестает выделяться – тогда проявляется седина.

Цвет радужки зависит от внутреннего расположения красящего вещества и глубины. Если пигмент располагается в 4 или 5 слое, то у человека синий цвет глаз. Если меланин содержится в верхнем слое, то это придает светло-карий или медовый оттенок радужке. Пигмент, который находится в нескольких слоях и располагается неравномерно, придает глазам серый или зеленый оттенок.

Виды

Меланин состоит из нескольких простых пигментов, которые вместе образуют окрашивающее соединение:

• ДОФА-маланины – черные и темно-коричневые;
• феомеланины – оранжевые и желтые;
• нейромеланины – промежуточные соединения.

Одни влияют на человеческий организм (ДОФА-меланины), другие являются дополнениями и балластными соединениями. В составе пигмента существует:

• углерод;
• азотное соединение;
• водород;
• сера и другие соединения.

Нужные аминокислоты, которые входят в состав:

• аргинин;
• тирозин;
• триптофан;
• родопсин.

Причины снижения меланина и последствия

На выработку природного пигмента влияют следующие факторы:

• сбои в выработке гормонов, заболевания эндокринной системы;
• использование гормональных препаратов;
• заболевания генетического типа;
• нехватка природных веществ и минералов;
• недостаток гормонов – триптофана и тирозина;
• естественное старение;
• длительный стресс;
• недостаток солнечных ванн.

Симптомы низкого уровня меланина:

• склонность к покраснениям кожи после солнечных ванн;
• неровное потемнение кожи после загара;
• бледный цвет покрова эпидермиса;
• белая пигментация;
• седина в молодости;
• образование морщин раньше времени;
• выцветший цвет радужки глаз.

Повысить выработку пигмента можно разными путями:

• изменить рацион: использовать продукты, которые стимулируют синтез пигмента;
• спорт, питание по схеме, полноценный сон;
• использовать лекарства, поднимающие уровень меланина: уколы, таблетки, БАДы.

Синтез красящего вещества происходит под действием аминокислот. Чтобы повысить его уровень, необходимо добавить в рацион продукты, которые богаты тирозином и триптофаном:

• мясные деликатесы;
• субпродукты – печень, язык;
• рыба, кальмары, креветки;
• авокадо;
• дикий рис;
• бананы;
• орехи.

Следующий шаг – пополнить рацион продуктами, которые богаты витамины С, Е и А:

• все желтые фрукты и овощи;
• зелень
• томаты.

Для дополнительной стимуляции синтеза меланина можно использовать биологические добавки. В аптеке продаются минеральные комплексы, восполняющие недостаток веществ, которые участвуют в образовании пигмента.

Связь меланина и сна

Мелатонин – это гормон, который контролирует внутренние процессы в теле. Зачем организм выделяет гормон? Чтобы облегчать сон, восстанавливать режим, улучшать иммунитет, избавлять от головной боли и регулировать вес.

Недостаток мелатонина сказывается на внешнем виде: проявляются морщинки, которые сложно убрать, обычный режим сна нарушается, появляется усталость и депрессия.

Восполняется недостаток с помощью светотерапии, а также прогулок в солнечные дни. Из медикаментов врач прописывает антидепрессанты, которые регулируют выработку серотонина и мелатонина.

Функции меланина не изучены до конца, однако доказано, что он является природной защитой от негативных проявлений окружающей среды, поэтому важно проходить обследование при первых неприятных симптомах.

Ссылка на основную публикацию

За что отвечает меланин в организме

Вы когда-нибудь задумывались, что придает вашей коже ее цвет или вызывает обесцвечивание на некоторых частях тела? Первопричиной всего этого является меланин, пигмент от коричневого до черного цвета, содержащийся в коже, волосах и радужной оболочке глаза.

Меланин является причиной разнообразия цвета кожи. Кроме того, пигмент меланин также действует как защитный слой на коже, защищая ее от повреждения ультрафиолетовыми лучами (УФ). Любопытство вокруг меланина объясняется его косметическим, социальным и защитным воздействием на человека. https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1096/fj.201701472R

Меланин (от греческого melas, melanos – темный, черный) – темно-коричневый или черный пигмент, содержащийся в волосах, коже, а также в сосудистой (в т.ч. в радужке) и сетчатой оболочках глаза. Помимо этого он также содержится во внутренних органах .

Меланин – универсальный пигмент, придающий характерный оттенок текстуре волос, радужной оболочке глаз и тону кожи людей и животных. Он вырабатывается пигментными клетками, называемыми меланоцитами, присутствующими в эпидермисе кожи, волосах, глазах и других частях тела. Меланин образуется при окислении аминокислоты под названием тирозин .

Меланоциты находятся в нижнем слое эпидермиса – это клетки, вырабатывающие коричневый пигмент-меланин. Этот пигмент накапливается в кератиноцитах и затемняет кожу. Процесс меланогенеза отвечает за долговременную пигментацию, которая призвана защитить эпидермис от повреждения УФ-излучением и обеспечить функциональность других органов и тканей. К тому же, исследователи обнаружили, что меланин играет важную роль в иммунной системе и здоровье других жизненно важных систем организма.

Согласно исследованиям в области естественной истории, изменения цвета кожи являются адаптационным механизмом. По мере того как люди перемещались в жаркой среде в поисках пищи, тело должно было найти пути возможности охлаждения. Эта потребность в терморегуляции привела к увеличению количества потовых желез и уменьшению количества волос на теле, что, в свою очередь, сделало кожу более уязвимой от интенсивного солнца, особенно в местах вблизи экватора .

Более темная пигментация – это как естественный солнцезащитный крем. Те, кто жил в более холодном климате, имели более светлую кожу, так как испытывали более низкое ультрафиолетовое излучение и нуждались в коже, которая позволяла бы солнечному свету помогать организму вырабатывать витамин D естественным путем.

То есть меланин – это естественный пигмент кожи. Цвет волос, кожи и глаз у людей и животных в основном зависят от типа и количества меланина, который у них есть. Специальные клетки кожи, называемые меланоцитами, вырабатывают меланин.

У всех из нас одинаковое количество меланоцитов, но некоторые люди производят больше меланина, чем другие. Если эти клетки производят малое количество меланина – волосы, кожа и радужная оболочка глаз могут быть очень светлыми. Если клетки производят больше меланина, то волосы, кожа и глаза будут темнее. Количество вырабатываемого организмом меланина зависит от генов .

Когда вы находитесь на солнце, тело производит больше меланина. Он помогает защитить организм от вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей. Но этого недостаточно, чтобы полностью уберечь кожу от солнца, поэтому так важно всегда пользоваться солнцезащитным кремом.

Исследования показывают, что люди с более темной кожей реже сталкиваются с раком кожи, чем люди с более светлой кожей. Однако, необходимы дополнительные исследования, чтобы узнать, связано ли это с количеством меланина в их коже.

Существует 3 типа меланина:

• Эумеланин

  Придает волосам, глазам и коже преимущественно темные оттенки. Эумеланин, в свою очередь может быть 2х типов – коричневый и черный. Черные и каштановые волосы происходят от различных смесей черного и коричневого эумеланина .

  Светлые волосы показывают, что присутствует небольшое количество коричневого эумеланина и отсутствует черный эумеланин.

• Феомеланин

  Окрашивает розоватые части тела, такие как губы. Например, рыжий цвет волос получается при одинаковом количестве феомеланина и эумеланина .

• Нейромеланин

  Темный пигмент в мозге, придающий цвет нейротрансмиттерным клеткам. Впервые был описан в 1838 году, но тогда никто не думал, что он имеет какую-либо функцию, пока недавние исследования не показали, что потеря нейромеланина связана с прогрессированием болезни Паркинсона. Возможно, что точно так же, как меланин защищает кожу от повреждений, нейромеланин защищает от гибели клеток.

Меланин и цвет глаз

Количество пигмента в строме радужной оболочки определяет цвет глаз. Те, у кого пигмента мало или вообще нет, как правило, имеют голубые радужки. С немного большим количеством пигмента цвет глаз зеленый, а глаза с большим количеством меланина коричневые. Более светлые глаза, как правило, более чувствительны к солнечному свету и подвержены большему риску других проблем, включая дегенерацию желтого пятна. Для сравнения, люди с более темными глазами могут быть подвержены более высокому риску развития катаракты или глаукомы.

Помимо этого, меланин обладает большим количеством других функций и возможностей:

• обеспечение нейтрализации радикалов свободного типа;

• способствование ускорению биохимических процессов и реакций;

• устранение влияния стрессовых факторов;

• стабилизация иммунной функции;

• поддержание идеальной работы щитовидной железы и печени.

Производство меланина зависит от многих факторов:

1. Генетический состав: потомки различных этнических рас и культур генетически предрасположены к выработке определенного количества и цвета меланина как наследуемого признака.

2. Воздействие ультрафиолетового излучения: выработка меланина в значительной степени зависит от стимуляции меланоцитов ультрафиолетовым излучением. Меланин действует как защитный экран, чтобы предотвратить повреждение кожи от ультрафиолетовых лучей. Люди, подвергающиеся воздействию солнца, вероятно, производят больше меланина.

3. Размер меланоцитов: размер меланоцитов может варьироваться у людей. Это может вызвать значительную разницу в производстве меланина у отдельного человека.

Почему меланин так важен?

Меланин, будучи первичным детерминантом человеческих рас, был печально известной причиной жестоких и неизбирательных действий к людям с незапамятных времен. Тем не менее, революционные открытия в науке раскрыли реальное преимущество меланина. Меланин действует как естественная защита от повреждений, вызванных вредными ультрафиолетовыми лучами солнца. Ультрафиолетовое облучение является фактором окружающей среды, способствующим возникновению таких видов рака кожи, как плоскоклеточный рак (СКК), базально-клеточный рак (БКК) и злокачественная меланома. Меланин вырабатывается в виде гранул в меланоцитах и помогает поглощать и распределять световую энергию от ультрафиолетовых лучей, чтобы защитить генетический материал в клетках.

Колебания в гормональном или генетическом составе человека могут нарушить производство и распределение меланина и привести к кожным заболеваниям, таким как ожоги кожи и другие злокачественные заболевания, такие как рак и альбинизм.

На выработку меланина также могут влиять некоторые заболевания, такие как альбинизм, являющийся генетическим заболеванием, при котором человек не способен вырабатывать меланин, и витилиго, которое является аутоиммунным заболеванием, характеризующимся прогрессирующей потерей меланоцитов. Люди с альбинизмом уязвимы к раку кожи, особенно если их кожа не защищена от ультрафиолетового излучения.

Симптомы, причины и последствия недостаточного количества меланина

Меланин – это жизненно важный пигмент, производящий соединение, ответственное за определение цвета кожи и волос. Дефицит меланина может привести к нескольким расстройствам и заболеваниям. Например, полное отсутствие меланина вызывает состояние, называемое альбинизмом. Дефицит меланина ранее был связан с различными генетическими аномалиями и врожденными дефектами.

Существует почти десять различных типов альбинизма, состояния, которое наследуются аутосомно-рецессивным способом. Это означает, что оба родителя должны были быть носителями одной копии мутировавшего гена, а потомство должно было получить две копии.

1. Окулокутанный альбинизм

   Наследственное заболевание, приводящее к недостаточному или полному отсутствию пигментации кожи, волос и глаз. Альбинизм имеет больше шансов возникнуть, когда оба родителя имеют рецессивное генетическое расстройство, и это в разной степени может произойти в любой этнической группе. У людей с этим типом расстройства кожа очень подвержена повреждению солнцем и раку, а также аномалии зрения, включая непроизвольные движения глаз и чувствительность к свету. Те, кто страдает альбинизмом, должны носить солнцезащитные очки, для защиты своих глаз и использовать солнцезащитный крем.

2. Витилиго

   Когда некоторые части кожи теряют пигмент, результатом являются пятна белой (без пигмента) кожи. Витилиго наиболее заметно у людей с более темной кожей и обычно проявляется в возрасте от 20 до 30 лет. Хотя причина разрушения этих конкретных меланоцитов остается неясной, существует три возможных паттерна депигментации:

   • Очаговая потеря пигментации происходит в одной или нескольких областях.

   • Сегментарная – пигментация теряется только на одной стороне тела.

   • Генерализованная – широко распространенная потеря пигмента.

3. Другие виды гипопигментации

   Другая причина гипопигментации-травмы кожи, такие как ожоги или волдыри. В зависимости от степени, потеря меланина может быть тяжелой. Лечение этого типа гипопигментации включает в себя использование косметических средств для маскировки или кортикостероидных кремов. Хорошая новость заключается в том, что потеря пигмента не может быть постоянной, но для ее восстановления потребуется время.

Виды гиперпигментации

Перепроизводство меланина является общим состоянием для всех типов кожи и может происходить в любом месте организма. Одним из способов его проявления является появление солнечных пятен на открытой солнцу коже. Лечение часто может уменьшить или удалить эти в основном безвредные пятна, если они смущают человека. Веснушки- это наследственная особенность, которая становится более заметной при большем воздействии солнца в жаркие месяцы. Мелазма – это наличие коричневых пятен на коже, особенно на лице. Чаще встречается у женщин во время беременности, потому что запускается гормонами.

Отметим еще несколько интересных фактов про меланин .

• Дефицит меланина, по-видимому, связан с глухотой. Например, в случае синдрома Ваарденбурга, наиболее распространенного среди племени хопи в Северной Америке, потеря пигментации и глухота происходят одновременно. Распространенность этого синдрома среди индейцев Хопи составляет около 1 из 200.

• Нейродегенеративное расстройство болезнь Паркинсона ассоциируется с недостатком нейромеланина в областях головного мозга. Считается, что это происходит из-за снижения дофаминергических пигментированных нейронов, что приводит к снижению синтеза дофамина в головном мозге.

• Никотин обладает высоким сродством к тканям, содержащим меланин, и является предшественником синтеза меланина. Было высказано предположение, что это связано с тем, почему никотиновая зависимость, по-видимому, выше, а частота прекращения курения ниже у людей с более темными пигментами кожи.

Как увеличить уровень меланина в организме

Меланин является естественным защитником от ультрафиолетовых (УФ) лучей. По данным Американского онкологического общества, люди, у которых в коже больше меланина, имеют более низкий риск солнечных ожогов и рака кожи. Загар-это признак того, что кожа выделяет меланин. Это способ защиты кожи от повреждений. Однако эксперты также связывают воздействие солнца, солнечные ожоги и загар с повреждением кожи и раком кожи.

Ни одно исследование до сих пор не доказало, что продукты питания или пищевые добавки могут повышать уровень меланина у человека. Однако употребление определенных питательных веществ может помочь коже защититься от ультрафиолетового излучения и рака кожи.

• Загар для повышения уровня меланина

  Хотя меланин обладает некоторыми защитными свойствами, загар не является безопасным способом повышения уровня меланина. По данным Фонда борьбы с раком кожи, загар, солнечные ожоги и пребывание на солнце значительно повышают риск заболеть раком кожи. Кроме того, Фонд борьбы с раком кожи говорит, что люди не должны пытаться получить “базовый загар” перед отпуском или длительным пребыванием на солнце. Этот предварительный загар не защищает от солнечных ожогов, но увеличивает повреждение кожи и вероятность развития рака кожи.

  

  Даже если люди с более темной кожей имеют некоторую естественную ультрафиолетовую защиту, Американская академия дерматологии заявляет, что люди всех тонов кожи могут получить рак кожи и нуждаются в защите кожи от солнца.

  Здоровая диета также может помочь предотвратить рак кожи, так как некоторые питательные вещества могут обеспечить некоторую защиту от рака кожи. Вот некоторые питательные вещества, которые, как показывают исследования, могут быть полезны для производства большего количества меланина в организме.

• Богатые тирозином продукты

  Меланин образуется в результате окисления аминокислоты тирозина. Кроме того, тирозин также участвует в производстве различных нейромедиаторов, обеспечивающих передачу нервных импульсов. Поскольку тирозин является предшественником меланина, включение в рацион продуктов, содержащих тирозин, таких как яйца, мясо, курица, сыр, индейка и цельные зерна, может помочь увеличить выработку меланина в организме. В некоторых случаях может быть полезна добавка тирозина, но необходима консультация специалиста .

Точечные советы по питанию, которые
повысят уровень твоей энергии на 10 из 10

От ТОПовых нутрициологов МИИН

Получить советы






• Антиоксиданты

  Антиоксиданты – это вещества, которые могут замедлить или предотвратить повреждение клеток. В некоторых случаях они могут помочь предотвратить определенные виды рака. Некоторые исследования показывают, что антиоксиданты могут помочь опосредовать УФ-повреждение кожи и рак кожи. Национальные институты здоровья (NIH) предполагают, что употребление большего количества продуктов, богатых антиоксидантами, может помочь предотвратить некоторые виды заболеваний.

  Хотя антиоксиданты в пище могут быть очень полезны, получение их из добавок является достаточно противоречивой темой. Некоторые данные, говорят о том, что высокие дозы антиоксидантных добавок могут вызвать риски для здоровья, в том числе повышенную вероятность некоторых видов рака. Они также могут взаимодействовать с лекарственными средствами.

  Антиоксиданты обладают наибольшим потенциалом для увеличения выработки меланина. Хотя необходимы дополнительные исследования и высококачественные испытания, некоторые исследования предполагают, что антиоксиданты могут помочь. Микроэлементы, такие как полифенолы или флавоноиды, которые мы получаем из растений, служат мощными антиоксидантами и могут влиять на уровень меланина. Некоторые могут помочь увеличить меланин, в то время как другие могут уменьшить его.

  Потребляйте больше продуктов, богатых антиоксидантами, таких как яркие овощи, темные ягоды, темный шоколад и темная листовая зелень, чтобы получить больше антиоксидантов. Прием витаминных и минеральных добавок также может помочь.

• Флавоноиды

  Флавоноиды-это питательные вещества, содержащиеся почти во всех фруктах и овощах. Эти соединения продемонстрировали некоторые противоопухолевые свойства. Одно исследование показало, что некоторые флавоноиды могут помочь предотвратить меланому, самую смертоносную форму рака кожи. Исследователи использовали несколько флавоноидов, многие из которых содержатся во фруктах, овощах и зеленом чае.

  Хотя они и не могут увеличить количество меланина, употребление флавоноидов-это отличный способ помочь коже защититься от повреждений .

  Генетика человека определяет его естественный уровень меланина и цвет кожи. Тем не менее, исследователи ищут способы увеличить количество меланина и помочь предотвратить рак кожи. Диета, богатая антиоксидантами и флавоноидами, является хорошим способом защиты от повреждений кожи и рака кожи.

  Кроме того, люди всех тонов кожи должны защищать себя от ультрафиолетовых лучей, ежедневно используя солнцезащитный крем и надевая солнцезащитные очки и головные уборы, когда они находятся на солнце в течение длительного времени.

  https://www.fda.gov/radiation-emitting-products/tanning/risks-tanning

• Витамин А

  Исследователи предполагают, что витамин А играет важную роль в производстве меланина и является важным ингредиентом для здоровой кожи. Мы можем получать витамин А из пищи, особенно из овощей, богатых бета-каротином, таких как горох, шпинат, сладкий картофель и морковь.

  Поскольку витамин А также действует как антиоксидант, некоторые исследователи придерживаются мнения, что в отличие от любого другого витамина, витамин А может оказывать воздействие на производство меланина. Однако, чтобы доказать это все еще требуются дополнительные исследования.

  В то же время утверждения о том, что витамин А повышает уровень меланина, все еще недостаточно надежны. Однако некоторые исследования показывают, что прием витамина А (особенно ретинола) может быть полезен для общего здоровья кожи. Например, согласно исследованию, проведенному в 2014 году, определенный тип каротиноидов (вещества, придающего оранжевым, красным и желтым овощам их цвет) содержится в витамине А.

  Вы можете увеличить количество витамина А в своем организме, употребляя больше продуктов, богатых витамином А, таких как рыба, мясо и оранжевые овощи (например, сладкий картофель, морковь, красный перец, помидоры).

  

  В некоторых случая может быть необходим прием добавок. Поскольку витамин А является жирорастворимым витамином, он может накапливаться в организме, поэтому Национальный институт здравоохранения рекомендует ежедневное потребление 900 мкг для мужчин и 700 мкг для женщин. Для детей ежедневное потребление витамина А должно быть меньше.

  Употребляйте продукты с высоким содержанием бета-каротина и витамина А. Добавляйте в свой рацион оранжевые и красные овощи, такие как морковь, помидоры, сладкий картофель, кабачки и красный сладкий перец, а также фрукты, такие как тыква, папайя и дыня.

  Каротин технически не стимулирует выработку меланина, но этот жирорастворимый пигмент будет накапливаться в коже, придавая естественное золотое сияние. Влияние бета-каротина на пигментацию кожи оказалось наиболее эффективным при более светлых тонах кожи. https://academic.oup.com/jn/article/132/3/399/4687282

• Витамин Е

  Также является жизненно важным витамином для здоровья кожи. Он работает как антиоксидант и может повлиять на выработку меланина. Хотя нет исследований, напрямую связывающих увеличение меланина с витамином Е, некоторые исследования действительно показывают, что витамин Е может помочь защитить кожу от солнечных повреждений.

  Увеличить количество витамина Е в организме можно употребляя такие продукты как зерна, орехи, семена, овощи, некоторые фрукты, спаржа, авокадо, кукуруза .

• Витамин С

  Как и витамины А и Е витамин С действует как антиоксидант. Он может увеличить выработку меланина и защитить кожу. Нет никаких исследований, которые напрямую связывали бы витамин С с выработкой меланина. Тем не менее, по некоторым данным, витамин С может усиливать выработку меланина.

  Потребление продуктов, богатых витамином С, таких как ягоды, цитрусовые и листовые зеленые овощи, может увеличить выработку меланина. Прием добавки витамина С также может быть полезен.

  Продукты, богатые и витамином Е и витамином С включают зеленые листовые овощи, помидоры, ягоды и брокколи. Эти продукты обладают антиоксидантными свойствами, то есть они могут помочь защитить кожу от повреждения клеток, одновременно стимулируя сбалансированную выработку меланина. Чтобы получить самый высокий уровень витаминов из фруктов и овощей, старайтесь употреблять их в сыром виде.

  Продукты из трав, таких как куркума, зеленый чай и чайное дерево обладают высоким количеством полифеноидов и флавоноидов, могут оптимизировать производство меланина и помочь защитить кожу. Стоит отметить, что на данный момент нет никаких исследований, непосредственно доказывающих связь между какими-либо травами и усилением выработки меланина. Однако нет никакого вреда в том, чтобы попробовать некоторые травы, которые потенциально могут защитить вашу кожу и, возможно, повысить уровень меланина. Эти травы можно найти в эфирных маслах, пищевых добавках и чаях.

• Жирная рыба

  Повышенная выработка меланина снижает способность кожи усваивать витамин D при естественном воздействии солнечного света. Это важнейший витамин для поддержания здоровья костей и крови, поэтому необходимо дополнять свой рацион продуктами, содержащими этот витамин .

  Включите в рацион рыбу, такую как лосось, сом, скумбрия и сельдь. Консервы из рыбы, такие как тунец и сардины, также являются хорошими источниками, как и рыбий жир, включая рыбий жир печени трески. Используйте их умеренно, чтобы не превышать общее потребление ртути.

  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3356951/

Хотя некоторые исследования могут предполагать, что существует несколько методов повышения производства меланина, на данный момент они не являются полностью достоверными. Однако, употребление здоровой пищи или добавок, содержащих некоторые витамины и минералы, такие как витамины А, С и Е, может помочь сохранить здоровую кожу и снизить риск развития рака кожи, как показывают некоторые исследования.

В тоже время нет убедительных доказательств того, что какое-либо питательное вещество или витамин надежно увеличивает меланин у людей. Единственный надежный способ снизить риск развития рака кожи – это избегать чрезмерного воздействия ультрафиолетовых лучей и использовать высококачественный солнцезащитный крем.

Побочные эффекты избытка меланина

Стоит отметить, что избыток меланина имеет нежелательные последствия:

• Дефицит Витамина D

  Избыток меланина может привести к дефициту витамина D. Синтез витамина D запускается солнечным светом, поскольку он преобразует предшественник в его активную форму. Люди с избытком меланина более восприимчивы к дефициту витамина D, поскольку меланин действует как щит, препятствующий поглощению солнечного света, необходимого для образования витамина D. Это также может вызвать другие заболевания, такие как остеопороз и рахит.

  Витамин D играет важную роль в усвоении кальция и фосфора, а также полезен для поддержания костей и скелетной структуры организма. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28620422/

• Гиперпигментация

  Чрезмерное пребывание на солнце в попытке повысить уровень меланина может привести к гиперпигментации, вызывающей темные пятна, мелазму и пигментные пятна.

В каких продуктах содержится меланин

С течением времени и с возрастом количество пигмента в организме может сокращаться. Поэтому у человека могут появляться пятна на коже, седина. Гармоничное и сбалансированное питание, включающее в себя полезные продукты для повышения выработки меланина, поможет сохранить здоровье .

Для синтеза меланина будет полезным ведение здорового образа жизни, с прогулками на свежем воздухе, пребывание на солнце оптимальное количество времени в день, умеренные физические нагрузки. Поговорим подробнее о продуктах, влияющих на выработку меланина.

Продукты, поддерживающие выработку меланина:

• Продукты животного происхождения. В них содержится медь и белок, которые необходимы для выработки пигмента.

• Злаки, бобовые и зелень. Богаты витаминами A, E, B, что способствует лучшему усвоению полезных компонентов из пищи.

• Оранжевые фрукты и овощи содержат большое количество каротина, который и придает плодам насыщенный оттенок, а также повышает количество вырабатываемого меланина.

• И другие группы продуктов поддерживающих выработку меланина, но уже в меньшем количестве. Например, орехи, некоторые фрукты и овощи, листовые культуры.

Таблица продуктов, для поддержки выработки меланина.

Правила употребления продуктов с содержанием меланина

Как и в случае с другими продуктами, во всем нужна мера. Любые продукты в избытке не приведут ни к чему хорошему. Первостепенное значение, как и всегда, будет иметь полноценность и разнообразие питания. Добавляйте в свой рацион продукты из нашей таблицы, экспериментируйте, но не забывайте про рациональные основы питания: полноценные приемы пищи, водный режим, достаточное количество клетчатки, полезные жиры, полноценный белок. Прежде чем получать необходимые вещества из добавок, при отсутствии серьезные дефицитов постарайтесь получать их путем работы над своим питанием .

Противопоказания к продуктам, содержащим меланин

Возможны индивидуальные и аллергические реакции, особенно при неумеренном употреблении .

Не рекомендуется принимать пищу, стимулирующую образование пигмента, в избыточных количествах. Это нарушает выработку вещества и увеличивает вероятность появления нежелательных эффектов.

Причины повышения уровня меланина

Гиперпигментация – процесс перенасыщения окрашивающим пигментом определенных участков кожи.

Причины:

• естественное старение организма;

• гормональные изменения в результате наступления климакса, беременности или приема гормональных препаратов;

• сбои в работе печени;

• заболевания щитовидной железы.

Симптомы избытка меланина в организме:

• родимые пятна – выглядят как расплывчатые пятнышки разного диаметра и формы, цвета – черный, светло-бежевый, темно-коричневый;

• веснушки – близкорасположенные маленькие пятнышки темного и светло-коричневого тона.

• пигментные пятна – образуются на чистом кожном покрове или на местах травм спонтанно или под воздействием внешних вредных факторов, цвета – темный;

• родинки – кожный дефект овальной или округлой формы, оттенок колеблется от черного до коричневого.

Какие продукты уменьшают уровень меланина

Существует целый ряд продуктов, которые, наоборот, снижают выработку пигмента. Если такая пища регулярно присутствует в рационе, уровень меланина резко снижается. Людям, которые хотят иметь красивый и ровный загар, следует избегать употребления этих продуктов в отпуске.

• слишком соленые крекеры, которые употребляются вместе с пивом, чипсами и арахисом, солеными огурцами и соленой едой;

• сладкая выпечка, торты, пироги, булочки, мороженое, конфеты, мармелад, зефир, вафли и печенье;

• алкоголь, особенно вино, мартини, коньяк, ром, аперитив, водка и другие алкогольные напитки;

• газированные напитки, крепкий кофе и чай;

• вареная кукуруза.

Пигмент меланина можно уменьшить с помощью домашних процедур, внутриклинических процедур и домашних средств. Многие люди используют кухонные ингредиенты для уменьшения содержания меланина в коже, но стоит отметить, что у данных способов нет научных доказательств .

• Картофель

  Картофель содержит фермент под названием катехолаза, который снижает уровень меланина в коже. Картофель-отличный антиоксидант, помогающий коже избавиться от окислительного стресса.

• Лимон

  Лимон содержит альфа-гидроксикислоту, которая отшелушивает верхний слой кожи, содержащий меланин. Лимон-это натуральный отбеливающий агент.

• Помидоры

  Помидоры имеют множество преимуществ для кожи. Одним из них является их способность ингибировать фермент тирозиназу, который помогает в синтезе меланина. Они также обладает противовоспалительными и омолаживающими свойствами.

Однако вы должны понимать, что меланин зависит не только от пищи, но и от генетики. Изменить генетические факторы невозможно, но правильно составленная диета позволяет повысить концентрацию меланина и, следовательно, избежать появления седины и пигментных пятен.

За оттенок и насыщенность оттенков кожи, глаз и волос человека отвечает особый пигмент. Он называется меланин.

Он обеспечивает цветовой колорит внешности, но его функции на этом не заканчиваются; меланин играет важную роль в функционировании организма.

Что такое меланин

Термин происходит от греческого melanos, что означает «темный» или «черный». Действительно, это пигмент, имеющий коричневый или черный оттенок. В зависимости от его концентрации, мы получаем всю широту оттенков кожи, волос и радужки глаз.

Различают три типа меланина:

• Эумеланин имеет темный оттенок. Он подразделяется на два подтипа — коричневого и черного оттенка. Обеспечивает коже, глазам и волосам темный цвет. Волосы блондинов содержат только коричневый эумеланин.
• Феомеланин отвечает за красноватые, розовые и рыжеватые оттенки. Придает цвет губам и рыжим волосам.
• Нейромеланин — это темный пигмент, который содержится в тканях мозга. Интересно, что он не только окрашивает мозг, но и имеет другие функции. К примеру, известно, что недостаточное количество нейромеланина связано с развитием болезни Паркинсона.

Функции меланина

Меланин окрашивает ткани тела человека и животных, но дело здесь не только в окраске; пигмент защищает ткани от повреждения ультрафиолетовыми лучами, поэтому люди, имеющие темный оттенок кожи, глаз и волос лучше переносят воздействие ультрафиолета.

Известно, что под воздействием ультрафиолета кожа темнеет, появляется загар. Слегка загорев, кожа становится менее чувствительной к солнцу, а вероятность получения солнечных ожогов снижается. Таким образом, загар — это защитная реакция организма на повреждение ультрафиолетовыми лучами.

Помимо функции защиты клеток от солнца, меланин имеет еще множество других функций:

• обеспечивает нейтрализацию свободных радикалов, а значит, защищает организм от старения;
• служит катализатором различных биохимических процессов в организме;
• помогает бороться со стрессом;
• обеспечивает поддержку печени и щитовидной железы.

Количество меланина в организме человека зависит от нескольких факторов. Рассмотрим их подробнее.

Генетические факторы

Количество и цвет меланина у каждого конкретного человека обусловлены генетически.

Прежде всего, они связаны с расой и национальностью. Некоторые люди рождаются с темным цветом волос, кожи или глаз. Чем пигмента больше, тем темнее их оттенки.

Воздействие ультрафиолета

При воздействии ультрафиолета активизируется выработка меланина в коже, и кожа темнеет.

Размер меланоцитов

Меланоциты — это клетки, которые синтезируют меланин. У разных людей размер и активность этих клеток различны, что вызывает разницу в количестве производимого меланина.

Нарушения выработки меланина: как они проявляются и от чего зависят

Встречаются различные нарушения выработки меланина — гипо- и гиперпигментация.

Гипопигментация

Гипопигментация наблюдается при таких заболеваниях, как альбинизм и витилиго. Они имеют наследственную природу.

При альбинизме организм не вырабатывает меланин либо вырабатывает его недостаточно.

Витилиго — это аутоиммунное заболевание, которое вызывает разрушение меланоцитов, из-за чего появляются обесцвеченные участки кожи.

Обесцвечивание кожи может происходить также после травм и ожогов. В некоторых случаях пигментация со временем восстанавливается.

Гиперпигментация

Характеризуется появлением коричневых пятен на коже:

• веснушек;
• окрашенных родинок;
• пигментных пятен, которые образуются под воздействием внешних факторов;
• темных пятен, вызванных влиянием гормонов (мелазма).

Можно ли повлиять на синтез меланина в организме

Нормальный уровень меланина в организме важен для здоровья. При отсутствии генетических заболеваний, вызывающих гипопигментацию, на синтез меланина можно до определенной степени влиять.

Самый простой способ увеличить количество меланина — воздействие ультрафиолетовых лучей, однако это не лучший вариант, поскольку злоупотребление ультрафиолетом может привести к преждевременному старению кожи, а также к развитию рака кожи.

Более безопасный способ увеличить синтез меланина — специальное питание.

Меланоциты синтезируют меланин посредством окисления тирозина.

Самый простой способ повлиять на синтез меланина — включать рацион больше продуктов, содержащих тирозин:

• яиц;
• птицы;
• мяса;
• цельнозерновых продуктов.

Синтезу пигмента способствует также употребление продуктов, содержащих следующие вещества:

• Триптофан (молочные продукты, орехи, грибы).
• Витамин А (ретинол). От также защищает кожу от старения и поддерживает остроту зрения, поэтому его особенно важно включать в рацион подростков и людей зрелого возраста. Содержится в яйцах, сливочном масле. Самый богатый источник ретинола — свиная или говяжья печень. Также ретинол синтезируется в организме из бета-каротина, который содержится в продуктах, имеющих ярко-оранжевый и темно-зеленый цвет (морковь, шпинат, тыква).
• Витамин Е — антиоксидант, которым богаты орехи, печень трески, брокколи и болгарский перец.
• Витамин С, который содержится в овощах и фруктах.
• Магний (содержится в цельнозерновых продуктах, орехах и бананах).
• Медь, которой богаты морепродукты. Также она содержится в какао, цельнозерновых продуктах, бобовых, свекле и гречке.

Отрицательно влияет на синтез меланина употребление слишком соленых продуктов и алкоголя.

Melanin
One possible structure of Eumelanin
Material type	Heterogeneous Biopolymer

Melanin (; from Ancient Greek μέλας (mélas) ‘black, dark’) is a broad term for a group of natural pigments found in most organisms. The melanin pigments are produced in a specialized group of cells known as melanocytes.

There are five basic types of melanin: eumelanin, pheomelanin, neuromelanin, allomelanin and pyomelanin.^[1] The most common type is eumelanin, of which there are two types — brown eumelanin and black eumelanin. Eumelanin is produced through a multistage chemical process known as melanogenesis, where the oxidation of the amino acid tyrosine is followed by polymerization. Pheomelanin, which is produced when melanocytes are malfunctioning due to derivation of the gene to its recessive format is a cysteine-derivative that contains polybenzothiazine portions that are largely responsible for the red or yellow tint given to some skin or hair colors. Neuromelanin is found in the brain. Research has been undertaken to investigate its efficacy in treating neurodegenerative disorders such as Parkinson’s.^[2] Allomelanin and pyomelanin are two types of nitrogen-free melanin.

In the human skin, melanogenesis is initiated by exposure to UV radiation, causing the skin to darken. Eumelanin is an effective absorbent of light; the pigment is able to dissipate over 99.9% of absorbed UV radiation.^[3] Because of this property, eumelanin is thought to protect skin cells from UVA and UVB radiation damage, reducing the risk of folate depletion and dermal degradation. Exposure to UV radiation is associated with increased risk of malignant melanoma, a cancer of melanocytes (melanin cells). Studies have shown a lower incidence for skin cancer in individuals with more concentrated melanin, i.e. darker skin tone.^[4]

Humans[edit]

In humans, melanin is the primary determinant of skin color. It is also found in hair, the pigmented tissue underlying the iris of the eye, and the stria vascularis of the inner ear. In the brain, tissues with melanin include the medulla and pigment-bearing neurons within areas of the brainstem, such as the locus coeruleus. It also occurs in the zona reticularis of the adrenal gland.^[5]

The melanin in the skin is produced by melanocytes, which are found in the basal layer of the epidermis. Although, in general, human beings possess a similar concentration of melanocytes in their skin, the melanocytes in some individuals and ethnic groups produce variable amounts of melanin. Some humans have very little or no melanin synthesis in their bodies, a condition known as albinism.^[6]

Because melanin is an aggregate of smaller component molecules, there are many different types of melanin with different proportions and bonding patterns of these component molecules. Both pheomelanin and eumelanin are found in human skin and hair, but eumelanin is the most abundant melanin in humans, as well as the form most likely to be deficient in albinism.^[7]

Eumelanin[edit]

Eumelanin polymers have long been thought to comprise numerous cross-linked 5,6-dihydroxyindole (DHI) and 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid (DHICA) polymers.^[8]

There are two types of eumelanin, which are brown eumelanin and black eumelanin. Those two types of eumelanin chemically differ from each other in their pattern of polymeric bonds. A small amount of black eumelanin in the absence of other pigments causes grey hair. A small amount of brown eumelanin in the absence of other pigments causes yellow (blond) hair.^[9] The eumelanin is present in the skin and hair, etc.

Pheomelanin[edit]

Pheomelanins (or phaeomelanins) impart a range of yellowish to reddish colors.^[10] Pheomelanins are particularly concentrated in the lips, nipples, glans of the penis, and vagina.^[11] When a small amount of brown eumelanin in hair (which would otherwise cause blond hair) is mixed with red pheomelanin, the result is orange hair, which is typically called “red” or “ginger” hair. Pheomelanin is also present in the skin, and redheads consequently often have a more pinkish hue to their skin as well. Exposure of the skin to ultraviolet light increases pheomelanin content, as it does for eumelanin; but rather than absorbing light, pheomelanin within the hair and skin reflect yellow to red light, which may increase damage from UV radiation exposure.^[12]

In chemical terms, pheomelanins differ from eumelanins in that the oligomer structure incorporates benzothiazine and benzothiazole units that are produced,^[13] instead of DHI and DHICA, when the amino acid L-cysteine is present.

Trichochromes[edit]

Trichochromes (formerly called trichosiderins) are pigments produced from the same metabolic pathway as the eumelanins and pheomelanins, but unlike those molecules they have low molecular weight. They occur in some red human hair.^[14] In other words pheomelanin contains sulfur which provides the yellow color while eumelanin does not contain sulfur.

Neuromelanin[edit]

Neuromelanin (NM) is a dark insoluble polymer pigment produced in specific populations of catecholaminergic neurons in the brain. Humans have the largest amount of NM, which is present in lesser amounts in other primates, and totally absent in many other species.^[15] The biological function remains unknown, although human NM has been shown to efficiently bind transition metals such as iron, as well as other potentially toxic molecules. Therefore, it may play crucial roles in apoptosis and the related Parkinson’s disease.^[16]

Other organisms[edit]

Melanins have very diverse roles and functions in various organisms. A form of melanin makes up the ink used by many cephalopods (see cephalopod ink) as a defense mechanism against predators. Melanins also protect microorganisms, such as bacteria and fungi, against stresses that involve cell damage such as UV radiation from the sun and reactive oxygen species. Melanin also protects against damage from high temperatures, chemical stresses (such as heavy metals and oxidizing agents), and biochemical threats (such as host defenses against invading microbes).^[17] Therefore, in many pathogenic microbes (for example, in Cryptococcus neoformans, a fungus) melanins appear to play important roles in virulence and pathogenicity by protecting the microbe against immune responses of its host. In invertebrates, a major aspect of the innate immune defense system against invading pathogens involves melanin. Within minutes after infection, the microbe is encapsulated within melanin (melanization), and the generation of free radical byproducts during the formation of this capsule is thought to aid in killing them.^[18] Some types of fungi, called radiotrophic fungi, appear to be able to use melanin as a photosynthetic pigment that enables them to capture gamma rays^[19] and harness this energy for growth.^[20]

The darker feathers of birds owe their color to melanin and are less readily degraded by bacteria than unpigmented ones or those containing carotenoid pigments.^[21] Feathers that contain melanin are also 39% more resistant to abrasion than those that do not because melanin granules help fill the space between the keratin strands that form feathers.^[22][23] Pheomelanin synthesis in birds implies the consumption of cysteine, a semi‐essential amino acid that is necessary for the synthesis of the antioxidant glutathione (GSH) but that may be toxic if in excess in the diet. Indeed, many carnivorous birds, which have a high protein content in their diet, exhibit pheomelanin‐based coloration.^[24]

Melanin is also important in mammalian pigmentation.^[25] The coat pattern of mammals is determined by the agouti gene which regulates the distribution of melanin.^[26][27] The mechanisms of the gene have been extensively studied in mice to provide an insight into the diversity of mammalian coat patterns.^[28]

Melanin in arthropods has been observed to be deposited in layers thus producing a Bragg reflector of alternating refractive index. When the scale of this pattern matches the wavelength of visible light, structural coloration arises: giving a number of species an iridescent color.^[29]

Arachnids are one of the few groups in which melanin has not been easily detected, though researchers found data suggesting spiders do in fact produce melanin.^[30]

Some moth species, including the wood tiger moth, convert resources to melanin to enhance their thermoregulation. As the wood tiger moth has populations over a large range of latitudes, it has been observed that more northern populations showed higher rates of melanization. In both yellow and white male phenotypes of the wood tiger moth, individuals with more melanin had a heightened ability to trap heat but an increased predation rate due to a weaker and less effective aposematic signal.^[31]

Melanin protects Drosophila flies and mice against DNA damage from non-UV radiation.^[32] Important studies in Drosophila models include Hopwood et al., 1985.^[32] Much of our understanding of the radioprotective effects of melanin against gamma radiation come from the laboratories and research groups of Irma Mosse.^{[33][34][35][36][37][38][39]: 1151} Mosse began in radiobiology in the Soviet era, was increasingly supported by government funding in the wake of the discovery of radiotrophic microbes in Chernobyl, and as of 2022 continues under the Belarusian Institute of Genetics and Cytology.^[38] Her most significant contribution is Mosse et al., 2000 on mice^{[33][34][35][36][37][38][39]: 1151} but also includes Mosse et al., 1994,^[37] Mosse et al., 1997,^[37] Mosse et al., 1998,^[36] Mosse et al., 2001,^[37] Mosse et al., 2002,^[36][37] Mosse et al., 2006,^[36][37] Mosse et al., 2007^[37] and Mosse et al., 2008.^[37]

Plants[edit]

Melanin produced by plants are sometimes referred to as ‘catechol melanins’ as they can yield catechol on alkali fusion. It is commonly seen in the enzymatic browning of fruits such as bananas. Chestnut shell melanin can be used as an antioxidant and coloring agent.^[40] Biosynthesis involves the oxidation of indole-5,6-quinone by the tyrosinase type polyphenol oxidase from tyrosine and catecholamines leading to the formation of catechol melanin. Despite this many plants contain compounds which inhibit the production of melanins.^[41]

Interpretation as a single monomer[edit]

It is now understood that melanins do not have a single structure or stoichiometry. Nonetheless, chemical databases such as PubChem include structural and empirical formulae; typically 3,8-Dimethyl-2,7-dihydrobenzo[1,2,3-cd:4,5,6-c′d′]diindole-4,5,9,10-tetrone. This can be thought of as a single monomer that accounts for the measured elemental composition and some properties of melanin, but is unlikely to be found in nature.^[42] Solano^[42] claims that this misleading trend stems from a report of an empirical formula in 1948,^[43] but provides no other historical detail.

3,8-Dimethyl-2,7-dihydrobenzo[1,2,3-cd:4,5,6-c′d′]diindole-4,5,9,10-tetrone

Names
Preferred IUPAC name 3,8-Dimethyl-2,7-dihydrobenzo[1,2,3-cd:4,5,6-c′d′]diindole-4,5,9,10-tetrone
Identifiers
CAS Number	8049-97-6
ChemSpider	4884931
PubChem CID	6325610
Properties
Chemical formula	C18H10N2O4
Molar mass	318.288 g·mol−1
Density	1.6 to 1.8 g/cm3
Melting point	< −20 °C (−4 °F; 253 K)
Boiling point	450 to 550 °C (842 to 1,022 °F; 723 to 823 K)
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa). Infobox references

Biosynthetic pathways[edit]

The first step of the biosynthetic pathway for both eumelanins and pheomelanins is catalysed by tyrosinase.^[44]

Tyrosine → DOPA → dopaquinone

Dopaquinone can combine with cysteine by two pathways to benzothiazines and pheomelanins

Dopaquinone + cysteine → 5-S-cysteinyldopa → benzothiazine intermediate → pheomelanin

Dopaquinone + cysteine → 2-S-cysteinyldopa → benzothiazine intermediate → pheomelanin

Also, dopaquinone can be converted to leucodopachrome and follow two more pathways to the eumelanins

Dopaquinone → leucodopachrome → dopachrome → 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid → quinone → eumelanin

Dopaquinone → leucodopachrome → dopachrome → 5,6-dihydroxyindole → quinone → eumelanin

Detailed metabolic pathways can be found in the KEGG database (see External links).

• 

  L-tyrosine

• 

  L-DOPA

• 

  L-dopaquinone

• 

  L-leucodopachrome

• 

  L-dopachrome

Microscopic appearance[edit]

Melanin is brown, non-refractile, and finely granular with individual granules having a diameter of less than 800 nanometers. This differentiates melanin from common blood breakdown pigments, which are larger, chunky, and refractile, and range in color from green to yellow or red-brown. In heavily pigmented lesions, dense aggregates of melanin can obscure histologic detail. A dilute solution of potassium permanganate is an effective melanin bleach.^[45]

Genetic disorders and disease states[edit]

There are approximately nine types of oculocutaneous albinism, which is mostly an autosomal recessive disorder. Certain ethnicities have higher incidences of different forms. For example, the most common type, called oculocutaneous albinism type 2 (OCA2), is especially frequent among people of black African descent and white Europeans. People with OCA2 usually have fair skin, but are often not as pale as OCA1. They (OCA2 or OCA1? see comments in History) have pale blonde to golden, strawberry blonde, or even brown hair, and most commonly blue eyes. 98.7–100% of modern Europeans are carriers of the derived allele SLC24A5, a known cause of nonsyndromic oculocutaneous albinism. It is an autosomal recessive disorder characterized by a congenital reduction or absence of melanin pigment in the skin, hair, and eyes. The estimated frequency of OCA2 among African-Americans is 1 in 10,000, which contrasts with a frequency of 1 in 36,000 in white Americans.^[46] In some African nations, the frequency of the disorder is even higher, ranging from 1 in 2,000 to 1 in 5,000.^[47] Another form of Albinism, the “yellow oculocutaneous albinism”, appears to be more prevalent among the Amish, who are of primarily Swiss and German ancestry. People with this IB variant of the disorder commonly have white hair and skin at birth, but rapidly develop normal skin pigmentation in infancy.^[47]

Ocular albinism affects not only eye pigmentation but visual acuity, as well. People with albinism typically test poorly, within the 20/60 to 20/400 range. In addition, two forms of albinism, with approximately 1 in 2,700 most prevalent among people of Puerto Rican origin, are associated with mortality beyond melanoma-related deaths.

The connection between albinism and deafness is well known, though poorly understood. In his 1859 treatise On the Origin of Species, Charles Darwin observed that “cats which are entirely white and have blue eyes are generally deaf”.^[48] In humans, hypopigmentation and deafness occur together in the rare Waardenburg’s syndrome, predominantly observed among the Hopi in North America.^[49] The incidence of albinism in Hopi Indians has been estimated as approximately 1 in 200 individuals. Similar patterns of albinism and deafness have been found in other mammals, including dogs and rodents. However, a lack of melanin per se does not appear to be directly responsible for deafness associated with hypopigmentation, as most individuals lacking the enzymes required to synthesize melanin have normal auditory function.^[50] Instead, the absence of melanocytes in the stria vascularis of the inner ear results in cochlear impairment,^[51] though why this is, is not fully understood.

In Parkinson’s disease, a disorder that affects neuromotor functioning, there is decreased neuromelanin in the substantia nigra and locus coeruleus as a consequence of specific dropping out of dopaminergic and noradrenergic pigmented neurons. This results in diminished dopamine and norepinephrine synthesis. While no correlation between race and the level of neuromelanin in the substantia nigra has been reported, the significantly lower incidence of Parkinson’s in blacks than in whites has “prompt[ed] some to suggest that cutaneous melanin might somehow serve to protect the neuromelanin in substantia nigra from external toxins.”^[52]

In addition to melanin deficiency, the molecular weight of the melanin polymer may be decreased by various factors such as oxidative stress, exposure to light, perturbation in its association with melanosomal matrix proteins, changes in pH, or in local concentrations of metal ions. A decreased molecular weight or a decrease in the degree of polymerization of ocular melanin has been proposed to turn the normally anti-oxidant polymer into a pro-oxidant. In its pro-oxidant state, melanin has been suggested to be involved in the causation and progression of macular degeneration and melanoma.^[53] Rasagiline, an important monotherapy drug in Parkinson’s disease, has melanin binding properties, and melanoma tumor reducing properties.^[54]

Higher eumelanin levels also can be a disadvantage, however, beyond a higher disposition toward vitamin D deficiency. Dark skin is a complicating factor in the laser removal of port-wine stains. Effective in treating white skin, in general, lasers are less successful in removing port-wine stains in people of Asian or African descent. Higher concentrations of melanin in darker-skinned individuals simply diffuse and absorb the laser radiation, inhibiting light absorption by the targeted tissue. In a similar manner, melanin can complicate laser treatment of other dermatological conditions in people with darker skin.

Freckles and moles are formed where there is a localized concentration of melanin in the skin. They are highly associated with pale skin.

Nicotine has an affinity for melanin-containing tissues because of its precursor function in melanin synthesis or its irreversible binding of melanin. This has been suggested to underlie the increased nicotine dependence and lower smoking cessation rates in darker pigmented individuals.^[55]

Human adaptation[edit]

Physiology[edit]

Melanocytes insert granules of melanin into specialized cellular vesicles called melanosomes. These are then transferred into the keratinocyte cells of the human epidermis. The melanosomes in each recipient cell accumulate atop the cell nucleus, where they protect the nuclear DNA from mutations caused by the ionizing radiation of the sun’s ultraviolet rays. In general, people whose ancestors lived for long periods in the regions of the globe near the equator have larger quantities of eumelanin in their skins. This makes their skins brown or black and protects them against high levels of exposure to the sun, which more frequently result in melanomas in lighter-skinned people.^[56]

Not all the effects of pigmentation are advantageous. Pigmentation increases the heat load in hot climates, and dark-skinned people absorb 30% more heat from sunlight than do very light-skinned people, although this factor may be offset by more profuse sweating. In cold climates dark skin entails more heat loss by radiation. Pigmentation also hinders synthesis of vitamin D. Since pigmentation appears to be not entirely advantageous to life in the tropics, other hypotheses about its biological significance have been advanced, for example a secondary phenomenon induced by adaptation to parasites and tropical diseases.^[57]

Evolutionary origins[edit]

Early humans evolved to have dark skin color around 1.2 million years ago, as an adaptation to a loss of body hair that increased the effects of UV radiation. Before the development of hairlessness, early humans had reasonably light skin underneath their fur, similar to that found in other primates.^[58] The most recent scientific evidence indicates that anatomically modern humans evolved in Africa between 200,000 and 100,000 years,^[59] and then populated the rest of the world through one migration between 80,000 and 50,000 years ago, in some areas interbreeding with certain archaic human species (Neanderthals, Denisovans, and possibly others).^[60] It seems likely that the first modern humans had relatively large numbers of eumelanin-producing melanocytes, producing darker skin similar to the indigenous people of Africa today. As some of these original people migrated and settled in areas of Asia and Europe, the selective pressure for eumelanin production decreased in climates where radiation from the sun was less intense. This eventually produced the current range of human skin color. Of the two common gene variants known to be associated with pale human skin, Mc1r does not appear to have undergone positive selection,^[61] while SLC24A5 has undergone positive selection.^[62]

Effects[edit]

As with peoples having migrated northward, those with light skin migrating toward the equator acclimatize to the much stronger solar radiation. Nature selects for less melanin when ultraviolet radiation is weak. Most people’s skin darkens when exposed to UV light, giving them more protection when it is needed. This is the physiological purpose of sun tanning. Dark-skinned people, who produce more skin-protecting eumelanin, have a greater protection against sunburn and the development of melanoma, a potentially deadly form of skin cancer, as well as other health problems related to exposure to strong solar radiation, including the photodegradation of certain vitamins such as riboflavins, carotenoids, tocopherol, and folate.^[63]

Melanin in the eyes, in the iris and choroid, helps protect them from ultraviolet and high-frequency visible light; people with gray, blue, and green eyes are more at risk of sun-related eye problems. Further, the ocular lens yellows with age, providing added protection. However, the lens also becomes more rigid with age, losing most of its accommodation—the ability to change shape to focus from far to near—a detriment due probably to protein crosslinking caused by UV exposure.

Recent research suggests that melanin may serve a protective role other than photoprotection.^[64] Melanin is able to effectively chelate metal ions through its carboxylate and phenolic hydroxyl groups, in many cases much more efficiently than the powerful chelating ligand ethylenediaminetetraacetate (EDTA). Thus, it may serve to sequester potentially toxic metal ions, protecting the rest of the cell. This hypothesis is supported by the fact that the loss of neuromelanin observed in Parkinson’s disease is accompanied by an increase in iron levels in the brain.

Physical properties and technological applications[edit]

Evidence exists in support of a highly cross-linked heteropolymer bound covalently to matrix scaffolding melanoproteins.^[65] It has been proposed that the ability of melanin to act as an antioxidant is directly proportional to its degree of polymerization or molecular weight.^[66] Suboptimal conditions for the effective polymerization of melanin monomers may lead to formation of lower-molecular-weight, pro-oxidant melanin that has been implicated in the causation and progression of macular degeneration and melanoma.^[67] Signaling pathways that upregulate melanization in the retinal pigment epithelium (RPE) also may be implicated in the downregulation of rod outer segment phagocytosis by the RPE. This phenomenon has been attributed in part to foveal sparing in macular degeneration.^[68]

Role in melanoma metastasis[edit]

The research done by Sarna’s team proved that heavily pigmented melanoma cells have Young’s modulus about 4.93 kPa, when in non-pigmented ones it was only 0.98 kPa.^[69] In another experiment they found that elasticity of melanoma cells is important for its metastasis and growth: non-pigmented tumors were bigger than pigmented and it was much easier for them to spread. They shown that there are both pigmented and non-pigmented cells in melanoma tumors, so that they can both be drug-resistant and metastatic.^[69]

Selenomelanin and possible use against X-ray radiation[edit]

It is possible to enrich melanin with selenium instead of sulphur. This selenium analogue of pheomelanin has been successfully synthesized through chemical and biosynthetic routes using selenocystine as a feedstock.^[70] Due selenium’s higher atomic number, the obtained selenomelanin can be expected to provide better protection against ionising radiation as compared to the other known forms of melanin. This protection has been demonstrated with radiation experiments on human cells and bacteria, opening up the possibility of applications in space travel.^[71]

See also[edit]

References[edit]

External links[edit]

• “Absorption spectrum of melanin”. Department of Computer Science and Technology.
• “Tyrosine metabolism—Reference pathway”. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes. Archived from the original on 3 August 2020. Retrieved 24 August 2019.
• “Melanogenesis—Reference pathway”. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes. Archived from the original on 4 August 2020. Retrieved 24 August 2019.