Melanin
Melanin (grč. μέλας - mèlas = crno, tamno) je široko upotrebljavani termin za jednu od grupa prirodnih pigmenata . Proizvodi se oksidacijom aminokiseline tirozina putem polimerizacije, u specijaliziranoj grupi ćelija poznatih kao melanociti. Sadržan je u velikom broju biljnih i životinjskih vrsta, kao i kod čovjeka. Kod životinja i čovjeka melanin se stvara u ćelijama melanocitima u koži, očima, kosi te stoga utiče na boju ovih tkiva. Postoje tri osnovna tipa melanina:
- neuromelanin
- eumelanin
- feomelanin
Pri čemu je najčešći tip je eumelanin. Proizvodi se u „crnoj“ i „smeđoj“ varijanti. Feomelanin je cistein, a sadrži crveno-smeđe polimere benzotiazina i u velikoj mjeri je odgovoran za crvenu kosu i pjege . Neuromelanin se nalazi mozgu, a njegova funkcija je nejasna. U koži, proizvodnju melanina (melanogenezu) pokreće izlaganje UV zračenju, koje uzrokuje da koža vidno potamni. Melanin je efikasan apsorber svjetlosti, jer je pigment rasipa preko 99,9% od apsorbiranog UV zračenja.[1] Zbog ove sposobnosti, smatra se da melanin štiti ćelije kože od oštećenja DNK, smanjujući rizik od raka kože. Osim toga, iako je izlaganje UV zračenju je povezano s povećanim rizikom od malignog melanoma, proučavana raka melanocita su pokazala nižu stopu raka kože kod osoba s koncentraniranijim melaninom, odnosno tamnijim tonom kože. Ipak, odnos između pigmentacije kože i fotozaštite još uvijek nije razjašnjen.[2]
Čovjek
uredi
Kod ljudi, melanin je primarna odrednica boje kože, očiju, [[boja kose|kose] ikanala unutrašnjeg uha. Od unutrašnjih tkiva nalazi se u mozgu i moždanom stablu (substantia nigra , locus coeruleus, zona reticularis) i srži nadbubrežne žlijezde.
Melanin u koži proizvede melanociti koji se nalaze u baznom sloju (stratum germinativum) pokožice. Iako, općenito, ljudska bića posjeduju slične koncentracije melanocita u koži, melanociti nekih osoba, osobito iz nekih etničkih grupa češće ili rjeđe izražavaju pa neki i ljudi imaju vrlo malo ili nimalo melanina u njihovim tiijelima (albinizam). Pošto je melanin agregat manjih molekulskih komponenti, postoji mnogo različitih vrsta melanina s različitim proporcijama i različitim obrascima spajanja njihovih komponenti. Mada se i feomelanin i eumelanin se nalaze se u ljudskoj koži i kosi, eumelanin je najzastupljeniji ljudski melanin.
Eumelanin
uredi
Dugo se misli da eumelaninske polimere čine brojni umreženi polimeri 5,6-dihidroksi indol (5,6-dihidroksi-indol (DHI) i 5,6-dihidroksi-indol-2 – karboksilnih kiselina (DHICA) polimera. Poznata su dva tipa: crna i smeđa. Crni melanin je tamniji od smeđe. Mala količina crnog eumelanina, u nedostatku drugih pigmenata, karakterizira sivu kosu. Mala količina smeđeg eumelanina, u nedostatku drugih pigmenata, uzrokuje plavu (blond) boku kose.
Feomelanin
uredi
Feomelanin daje ružičaste do crvene nijanse pa se u posebno velikim količinama nalazi u crvenoj kosi.[3] Feomelanin je posebno koncentriran u usnama, bradavicama, glaviću penisa i vagini.[4] U hemijskim terminima, feomelanin se razlikuje od eumelanina u tome što su u njegovu oligomernu strukturu ugrađeni benzotiazin i benzothiazol[5] umjesto DHI i DHICA, kada je prisutna aminokiselina L-cysteine.
Neuromelanin
urediNeuromelanin (NM) je tamni polimerni pigment koga proizvode specifični kateholaminergični neuroni u mozgu ili u gornjoj vokalnom traci ili gornjoj glasnici. Ljudi imaju najviše neuromelanina, dok je njegova količina kod ostalih primata manja, a potpuno je odsutan kod drugih vrsta.[6] Međutim, njegova biološka funkcija ostaje nepoznata, iako je dokazano da se ljudski neuromelanin efikasno veže za tranzicijske metale, kao što su željezo i ostale potencijalno toksične molekule. Dakle, može igrati ključnu ulogu u apoptozama koje su i povezane sa Parkinsonovom bolešću.[7]
Ostali organizmi
urediMelanini imaju vrlo različite uloge i funkcije u različitim organizmima. Oblik melanina su i tinte mnogih glavonožaca , koje služe za odbranu od predatora. Melanini također štite mikroorganizme, kao što su bakterije i gljivice, od stresova koji uzrokuju oštećenja ćelija, pod uticajem UV zračenja i reaktivnih vrsta kisika. Melanin štiti i od oštećenja od visokih temperatura, hemijskih agenasa (kao što su teški metali i oksidujući agensi), ite od biohemijskih uticaja (kao što je odbrana domaćina protiv invazije mikroba).[8] Prema tome, u mnogim patogenim mikrobima (na primjer, kod gljivice Cryptococcus neoformans) izgleda da melanini igraju važnu ulogu u virulenciji i patogenosti, nakon imunog odgovora svojih domaćina. Za nekoliko minuta nakon infekcije, tokom formiranja kapsule u mikrob se oovije melaninom (melanizacija). Misli se da tokom formiranja ove kapsule, kao nusproizvode, stvaraju slobodne radikale, koji ubijaju.[9] Neke vrste gljivica, pod nazivom "radiotrofne gljive", čini se da bi mogle koristiti melanin kao fotosintetski pigment koji im omogućuje da uhvate gama zrake.[10] i koriste energiju za svoj rast.[11]
Melanin je značajan kod sisarskih vrsta.[12] Crno perje ptica potiče od melanina. Sadrži ga mnogo više nego bijelo perje ili ono koje sadrži druge pigmente kao što su karoteni.[13]
Ptičje oko je specijalizirani organ, bogat krvnim sudovima. Pecten oculi je također izuzetno bogat melaninom, za koji se misli da ima ulogu u apsorpciji svjetlosti na optičkom disku, a koristi ga za zagrijavanje oka. To opet može stimulirati oslobađanje hranjivih tvari iz pecten oculi do retine, preko staklastog tijela. U pigmentnom epitelu mrežnjače prisustne su velike količine melaninskih granula, što na njoj može minimizirati povratni lom svjetlosti .
Kod nekih miševa, melanin je nešto drugačije prirode. Na primjer, u Agouti miša, pojavljuje smeđa dlaka, zbog naizmjenične proizvodnje crnog eumelanina i žute varijante feomelanina . Dlake su zapravo povezanio crne i žute, a neto efekt je smeđa boja većine miševa. Neke genetičke nepravilnosti mogu proizvesti bilo potpuno crno ili potpuno žute miševe.
Melanine proizvode i biljke, kod kojih se se ponekad nazivaju katehol melanini jer oni mogu dati katehol na alkalne fuzije. To se često vidi u enzimskom posmeđivanju voća, kao što su banane. Biosinteze uključuje oksidaciju indol-5,6-kinona putem tirozinaze (polifenol oksidaze)] od tirozina i kateholamina vodie do formiranja katehol melanina. Unatoč tome, mnoge biljke sadrže komponente koje inhibiraju proizvodnju melanina.[14]
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ Meredith P, Riesz J (februar 2004). "Radiative relaxation quantum yields for synthetic eumelanin". Photochemistry and Photobiology. 79 (2): 211–6. doi:10.1111/j.1751-1097.2004.tb00012.x. PMID 15068035.
- ^ Brenner M, Hearing VJ (2008). "The protective role of melanin against UV damage in human skin". Photochemistry and Photobiology. 84 (3): 539–49. doi:10.1111/j.1751-1097.2007.00226.x. PMC 2671032. PMID 18435612.
- ^ V.Krishnaraj M.D. (2014): Skin Layers{{full|
- ^ http://www.metacyc.org/META/NEW-IMAGE?type=COMPOUND&object=CPD-12380
- ^ Greco G., Panzella L., Verotta L., d'Ischia M., Napolitano A . (april 2011). "Uncovering the structure of human red hair pheomelanin: benzothiazolylthiazinodihydroisoquinolines as key building blocks". Journal of Natural Products. 74 (4): 675–82. doi:10.1021/np100740n. PMID 21341762.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Fedorow H., Tribl F., Halliday G., Gerlach M., Riederer P., Double K. L. (2005). "Neuromelanin in human dopamine neurons: comparison with peripheral melanins and relevance to Parkinson's disease". Prog Neurobiol. 75 (2): 109–124. doi:10.1016/j.pneurobio.2005.02.001. PMID 15784302.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Double K. L. („006):. "Functional effects of neuromelanin and synthetic melanin in model systems". J Neural Transm. 113 (6): 751–756. doi:10.1007/s00702-006-0450-5. PMID 16755379.CS1 održavanje: dodatna interpunkcija (link)
- ^ Hamilton AJ, Gomez BL (1. 3. 2002). "Melanins in fungal pathogens". Journal of Medical Microbiology. 51 (3): 189–91. PMID 11871612. Arhivirano s originala, 11. 2. 2018. Pristupljeno 21. 11. 2014.
- ^ Cerenius L, Söderhäll K (1. 4. 2004). "The prophenoloxidase-activating system in invertebrates". Immunological Reviews. 198: 116–26. doi:10.1111/j.0105-2896.2004.00116.x. PMID 15199959.
- ^ Castelvecchi, Davide (26. 5. 2007). "Dark Power: Pigment seems to put radiation to good use". Science News. 171 (21): 325. doi:10.1002/scin.2007.5591712106.
- ^ Dadachova E, Bryan RA, Huang X; et al. (2007). "Ionizing radiation changes the electronic properties of melanin and enhances the growth of melanized fungi". Plos One. 2 (5): e457. doi:10.1371/journal.pone.0000457. PMC 1866175. PMID 17520016. Eksplicitna upotreba et al. u:
|author=(pomoć)CS1 održavanje: više imena: authors list (link) - ^ Jimbow, K; Quevedo WC, Jr; Fitzpatrick, TB; Szabo, G (1. 7. 1976). "Some aspects of melanin biology: 1950-1975". The Journal of investigative dermatology. 67 (1): 72–89. PMID 819593.
- ^ Grande, Juan Manuel (2004). "The evolution of bird plumage colouration; a role for feather-degrading bacteria?". Ardeola. 51 (2): 375–83. doi:10.1007/s00114-008-0462-0. Nepoznati parametar
|coauthors=zanemaren (prijedlog zamjene:|author=) (pomoć) - ^ Kim, Y.-J.; Uyama, H. (15. 5. 2005). "Tyrosinase inhibitors from natural and synthetic sources: structure, inhibition mechanism and perspective for the future". Cellular and Molecular Life Sciences. 62 (15): 1707–1723. doi:10.1007/s00018-005-5054-y.