ماهو الميلانين و ماهي انواعه… شرح مفصل

الميلانين ( / م ɛ ل ə ن ɪ ن / ( الاستماع ) ، من اليونانية : μέλας ميلاس “الأسود، والظلام”) هو مصطلح واسع لمجموعة من الطبيعية أصباغ وجدت في معظم الكائنات الحية . ويتم إنتاج الميلانين من خلال عملية كيميائية متعددة المراحل المعروفة باسم الميلانين ، حيث الأكسدة من الحمض الأميني التيروسين تبعتها البلمرة . يتم إنتاج أصباغ الميلانين في مجموعة متخصصة من الخلايا تعرف باسم الخلايا الصباغية .

هناك خمسة أنواع أساسية من الميلانين : السوي (Eume­lanin) ، pheome­lanin ، ميلانين عصبي ، allome­lanin وpy­ome­lanin. النوع الأكثر شيوعًا هو الإوميلانين ، والذي يوجد منه نوعان — إوميلانين بني وسود إوميلانين. Pheome­lanin هو السيستين ‑deriv­a­tive الذي يحتوي بولي ben­zoth­iazine الأجزاء التي تعتبر مسؤولة الى حد كبير عن لون الشعر الأحمر ، بين تصبغ الآخرين. تم العثور على Neu­rome­lanin في الدماغ . تم إجراء بحث للتحقق من فعاليته في علاج الاضطرابات التنكسية العصبية مثل مرض باركنسون . ألوميلانين وبيوميلانين نوعان من الميلانين الخالي من النيتروجين.

في جلد الإنسان ، يبدأ تكوين الميلانين من خلال التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، مما يؤدي إلى تغميق الجلد. الميلانين هو ماص فعال للضوء. الصباغ قادر على تبديد أكثر من 99.9٪ من الأشعة فوق البنفسجية الممتصة. بسبب هذه الخاصية ، يُعتقد أن الميلانين يحمي خلايا الجلد من أضرار الأشعة فوق البنفسجية ، مما يقلل من خطر استنفاد حمض الفوليك وتدهور الجلد ، ويعتبر التعرض للأشعة فوق البنفسجية مرتبطًا بزيادة خطر الإصابة بسرطان الجلد الخبيث . من الخلايا الصباغية (خلايا الميلانين). أظهرت الدراسات انخفاض معدل الإصابة بسرطان الجلد لدى الأفراد الذين لديهم ميلانين أكثر تركيزًا ، أي لون البشرة الداكن . ومع ذلك ، فإن العلاقة بين تصبغ الجلد والحماية من الضوء لا تزال غير مؤكدة. 

البشر

ماهو الميلانين و ماهي انواعه… شرح مفصل, الملك التقني

يحدث المهق عندما تنتج الخلايا الصباغية القليل من الميلانين. هذه الفتاة البيضاء من بابوا غينيا الجديدة .

في البشر ، الميلانين هو المحدد الأساسي للون الجلد . كما أنها وجدت في الشعر ، والأنسجة المصطبغة الكامنة وراء قزحية العين، و عائي السطر من الأذن الداخلية . في الدماغ ، تشمل الأنسجة التي تحتوي على الميلانين النخاع والعصبونات الحاملة للصبغة داخل مناطق من جذع الدماغ ، مثل الموضع الأزرق . ويحدث ذلك أيضا في شبكي زونا من الغدة الكظرية . 

ينتج الميلانين في الجلد عن طريق الخلايا الصباغية الموجودة في الطبقة القاعدية من البشرة . على الرغم من أن البشر ، بشكل عام ، يمتلكون تركيزًا مشابهًا للخلايا الصباغية في جلدهم ، إلا أن الخلايا الصباغية في بعض الأفراد والمجموعات العرقية تنتج كميات متغيرة من الميلانين. بعض البشر لديهم القليل جدًا أو معدومًا من تركيب الميلانين في أجسامهم ، وهي حالة تعرف باسم المهق . 

نظرًا لأن الميلانين عبارة عن مجموعة من جزيئات المكونات الأصغر ، فهناك العديد من الأنواع المختلفة من الميلانين بنسب مختلفة وأنماط ترابط لهذه الجزيئات المكونة. تم العثور على كل من الفيوميلانين والإيوميلانين في جلد الإنسان وشعره ، لكن الإوميلانين هو أكثر أنواع الميلانين وفرة في البشر ، فضلاً عن الشكل الأكثر احتمالاً لحدوث نقص في المهق. 

يوميلانين

ماهو الميلانين و ماهي انواعه… شرح مفصل, الملك التقنيجزء من الصيغة البنائية لـ eume­lanin. “(COOH)” يمكن أن يكون COOH أو H ، أو (نادرًا) بدائل أخرى . يشير السهم إلى المكان الذي يستمر فيه البوليمر.

لطالما كان يُعتقد أن بوليمرات الإوميلانين تشتمل على العديد من بوليمرات الإندول ( DHI ) و 5،6‑dihydroxyindole‑2– car­boxylic acid ( DHICA ). 

هناك نوعان من يوميلانين ، وهما يوميلانين بني وأسود يوميلانين. يختلف هذان النوعان من الميلانين كيميائيًا عن بعضهما البعض في نمط الروابط البوليمرية. كمية صغيرة من يوميلانين الأسود في حالة عدم وجود أصباغ أخرى تسبب الشيب. كمية صغيرة من مادة الأوميلانين البني في حالة عدم وجود أصباغ أخرى تسبب الشعر الأصفر (الأشقر). [

فيوميلانين

ماهو الميلانين و ماهي انواعه… شرح مفصل, الملك التقنيجزء من الصيغة البنائية للفيوميلانين. “(COOH)” يمكن أن يكون COOH أو H ، أو (نادرًا) بدائل أخرى . تشير الأسهم إلى مكان استمرار البوليمر.

تضفي مادة الفيوميلانين (أو الفيوميلانين) مجموعة من الألوان المصفرة إلى الحمراء. يتركز الفيوميلانين بشكل خاص في الشفاه والحلمات وحشفة القضيب والمهبل. عندما يتم خلط كمية صغيرة من الإوميلانين البني في الشعر ، والتي من شأنها أن تتسبب في ظهور الشعر الأشقر ، مع فيوميلانين أحمر ، فإن النتيجة هي شعر برتقالي ، والذي يسمى عادة بالشعر “الأحمر” أو “الزنجبيل” . يوجد الفيوميلانين أيضًا في الجلد ، وبالتالي غالبًا ما يكون لحمر الشعر لون وردي أكثر على بشرتهم أيضًا.

من حيث الكيميائية، pheome­lanins تختلف عن eume­lanins في أن هيكل قليل وحدات يتضمن ben­zoth­iazine و بنزوثيازول الوحدات التي يتم إنتاجها، بدلا من DHI و DHICA ، عندما الأحماض الأمينية L‑السيستين موجودة.

ثلاثي الألوان

Tri­chochromes (التي كانت تسمى سابقًا tri­chosiderins) عبارة عن أصباغ يتم إنتاجها من نفس المسار الأيضي مثل eume­lanins و pheome­lanins ، ولكن على عكس تلك الجزيئات لها وزن جزيئي منخفض. تحدث في بعض شعر الإنسان الأحمر. 

نيوروميلانين

نيوروميلانين (NM) هو صبغة بوليمر داكنة غير قابلة للذوبان تنتج في مجموعات محددة من الخلايا العصبية الكاتيكولامينية في الدماغ. يمتلك البشر أكبر كمية من NM ، والتي توجد بكميات أقل في الرئيسيات الأخرى ، وغائبة تمامًا في العديد من الأنواع الأخرى. لا تزال الوظيفة البيولوجية غير معروفة ، على الرغم من أنه ثبت أن NM البشري يربط بكفاءة معادن انتقالية مثل الحديد ، وكذلك الجزيئات السامة الأخرى. لذلك ، قد يلعب دورًا مهمًا في موت الخلايا المبرمج ومرض باركنسون المرتبط به . 

الكائنات الحية الأخرى

للميلانين أدوار ووظائف متنوعة للغاية في الكائنات الحية المختلفة. شكل من أشكال الميلانين يشكل الحبر المستخدم من قبل العديد من رأسيات الأرجل (انظر حبر رأسيات الأرجل ) كآلية دفاع ضد الحيوانات المفترسة. تحمي الميلانين أيضًا الكائنات الحية الدقيقة ، مثل البكتيريا والفطريات ، من الضغوط التي تنطوي على تلف الخلايا مثل الأشعة فوق البنفسجية من الشمس وأنواع الأكسجين التفاعلية . يحمي الميلانين أيضا ضد الأضرار الناجمة عن ارتفاع درجات الحرارة والضغوط الكيميائية (مثل المعادن الثقيلة و العوامل المؤكسدة )، والتهديدات الكيميائية الحيوية (مثل دفاعات المضيف ضد الميكروبات الغازية). لذلك ، في العديد من الميكروبات المسببة للأمراض (على سبيل المثال ، في Cryp­to­coc­cus neo­for­mans، تظهر نوع من الفطريات) melanins للعب أدوار مهمة في الفوعة و الإمراضية من خلال حماية ميكروب ضد المناعية ردود لها المضيفة . في اللافقاريات ، يشتمل الميلانين على جانب رئيسي من نظام الدفاع المناعي الفطري ضد مسببات الأمراض الغازية. في غضون دقائق بعد الإصابة ، يتم تغليف الميكروب داخل الميلانين (الميلانين) ، ويُعتقد أن إنتاج منتجات ثانوية للجذور الحرة أثناء تكوين هذه الكبسولة يساعد في قتلهم. بعض أنواع الفطريات ، التي تسمى الفطريات الإشعاعية ، تبدو قادرة على استخدام الميلانين كصبغة ضوئية تمكنهم من التقاط أشعة جاما وتسخير هذه الطاقة للنمو. 

اقرأ ايضا :  فرط تصبغ البشرة.. الأسباب والعلاج

وأكثر قتامة الريش من الطيور مدينون لونها إلى الميلانين والمتدهورة بسرعة أقل من البكتيريا من تلك unpig­ment­ed أو تلك التي تحتوي على كاروتينويد أصباغ. الريش الذي يحتوي على مادة الميلانين هو أيضًا أكثر مقاومة للتآكل بنسبة 39٪ من الريش الذي لا يحتوي على مادة الميلانين لأن حبيبات الميلانين تساعد في ملء الفراغ بين خيوط الكيراتين التي تشكل الريش.  يشير تخليق الفيوميلانين في الطيور إلى استهلاك السيستين ، وهو حمض أميني شبه أساسي ضروري لتخليق الجلوتاثيون المضاد للأكسدة (GSH) ولكن قد يكون سامًا إذا زاد في النظام الغذائي. في الواقع ، فإن العديد من الطيور آكلة اللحوم ، والتي تحتوي على نسبة عالية من البروتين في نظامهم الغذائي ، تظهر تلوينًا يعتمد على مادة الفيوميلانين. 

الميلانين مهم أيضًا في تصبغ الثدييات . يتم تحديد نمط معطف الثدييات بواسطة جين agouti الذي ينظم توزيع الميلانين.   تمت دراسة آليات الجين على نطاق واسع في الفئران لتقديم نظرة ثاقبة على تنوع أنماط أغلفة الثدييات. 

وقد لوحظ أن الميلانين في المفصليات يترسب في طبقات مما ينتج عنه عاكس براغ لمعامل الانكسار المتناوب. عندما يتطابق مقياس هذا النمط مع الطول الموجي للضوء المرئي ، ينشأ اللون البنيوي : يعطي عددًا من الأنواع لونًا قزحيًا . 

العناكب هي واحدة من المجموعات القليلة التي لم يتم اكتشاف الميلانين فيها بسهولة ، على الرغم من أن الباحثين وجدوا البيانات التي تشير إلى أن العناكب في الواقع تنتج الميلانين. 

تقوم بعض أنواع العث ، بما في ذلك عثة نمر الخشب ، بتحويل الموارد إلى الميلانين من أجل تعزيز تنظيمها الحراري. نظرًا لأن عثة نمر الخشب لديها مجموعات سكانية على نطاق واسع من خطوط العرض ، فقد لوحظ أن المزيد من السكان في الشمال أظهروا معدلات أعلى من التصبغ. في كل من الأنماط الظاهرية للذكور الأصفر والأبيض لعثة نمر الخشب ، كان لدى الأفراد الذين لديهم المزيد من الميلانين قدرة متزايدة على حبس الحرارة ولكن معدل الافتراس المتزايد بسبب إشارة موضعية أضعف وأقل فعالية . 

الميلانين يحمي ذبابة الفاكهة الذباب و الفئران ضد الحمض النووي من التلف من الإشعاعات غير الأشعة فوق البنفسجية. تشمل الدراسات المهمة في نماذج ذبابة الفاكهة Hop­wood et al 1985. 

النباتات

ماهو الميلانين و ماهي انواعه… شرح مفصل, الملك التقنيالتركيب الكيميائي للاندول‑5،6‑كينون

يشار إلى الميلانين الذي تنتجه النباتات أحيانًا باسم “كاتيكول الميلانين” لأنها يمكن أن تنتج الكاتيكول على الانصهار القلوي. يظهر بشكل شائع في الاسمرار الإنزيمي للفواكه مثل الموز. يمكن استخدام الميلانين من قشرة الكستناء كمضاد للأكسدة وعامل تلوين. البناء الحيوي ينطوي على أكسدة الإندول‑5،6‑كينون حسب نوع التيروزينيز أكسيداز البوليفينول من التيروزين و الكاتيكولامينات مما يؤدي إلى تشكيل الميلانين الكاتيكول. على الرغم من ذلك ، تحتوي العديد من النباتات على مركبات تمنع إنتاج الميلانين. 

التفسير باعتباره مونومر واحد

من المفهوم الآن أن الميلانين ليس له بنية واحدة أو قياس العناصر الكيميائية. ومع ذلك ، فإن قواعد البيانات الكيميائية مثل Pub­Chem تشمل الصيغ الهيكلية والتجريبية ؛ نموذجيًا 3،8‑Dimethyl‑2،7‑dihydrobenzo ،2،3- cd : 4،5،6- c  d ′ diindole‑4،5،9،10-tetrone . يمكن اعتبار هذا على أنه مونومر واحد يفسر التركيب الأولي المقاس وبعض خصائص الميلانين ، ولكن من غير المرجح أن توجد في الطبيعة. يدعي سولانو أن هذا الاتجاه المضلل ينبع من تقرير عن صيغة تجريبية في عام 1948 ، لكنه لا يقدم أي تفاصيل تاريخية أخرى.

ماهو الميلانين و ماهي انواعه… شرح مفصل, الملك التقني
ماهو الميلانين و ماهي انواعه… شرح مفصل, الملك التقني
الأسماء
اسم IUPAC المفضل3،8‑Dimethyl‑2،7‑dihydrobenzo [1،2،3– cd : 4،5،6– c ′ d ′] دييندول‑4،5،9،10-tetrone
معرفات
CAS رقم8049 – 97‑6
كيم سبايدر4884931 
Pub­Chem إدارة البحث الجنائي6325610
الخصائص
صيغة كيميائيةج 18 10 4
الكتلة المولية318.288 جم · مول −1
كثافة1.6 إلى 1.8 جم / سم 3
نقطة الانصهار<20 درجة مئوية (−4 درجة فهرنهايت ، 253 كلفن)
نقطة الغليان450 إلى 550 درجة مئوية (842 إلى 1.022 درجة فهرنهايت ، 723 إلى 823 كلفن)
ما لم يُذكر خلاف ذلك ، يتم تقديم البيانات للمواد في حالتها القياسية (عند 25 درجة مئوية [77 درجة فهرنهايت] ، 100 كيلو باسكال).
مراجع Infobox

مسارات التخليق الحيوي

ماهو الميلانين و&nbsp;ماهي انواعه… شرح مفصل, الملك التقنيL- التيروزينماهو الميلانين و&nbsp;ماهي انواعه… شرح مفصل, الملك التقنيدوباماهو الميلانين و&nbsp;ماهي انواعه… شرح مفصل, الملك التقنيدوباكوينونماهو الميلانين و&nbsp;ماهي انواعه… شرح مفصل, الملك التقنيL- ليوكودوباتشرومماهو الميلانين و&nbsp;ماهي انواعه… شرح مفصل, الملك التقنيL- دوباكروم

يتم تحفيز الخطوة الأولى من مسار التخليق الحيوي لكل من الإوميلانين والفيوميلانين بواسطة التيروزيناز . التيروزين → دوبا → dopaquinone

يمكن أن يتحد الدوباكوينون مع السيستين عن طريق مسارين إلى البنزوثيازين والفيوميلانيندوباكوينون + سيستين → 5‑S-cys­teinyl­dopa → بنزوثيازين وسيط → فيوميلانيندوباكوينون + سيستين → 2‑S-cys­teinyl­dopa → بنزوثيازين وسيط → فيوميلانين

أيضًا ، يمكن تحويل الدوباكوينون إلى اللوكودوباتكروم واتباع مسارين آخرين إلى الإيوميلانين­Dopaquinone → leu­codopachrome → dopachrome → 5،6‑dihydroxyindole-2-carboxylic acid → quinone → eume­lanin­Dopaquinone → → leu­codopachrome dopachrome → 5،6‑dihydroxyindole → كينون → السوي (Eume­lanin)

اقرأ ايضا :  ما هو كلف الوجه أسباب وحلول فرط التصبغ والكلف

يمكن العثور على مسارات التمثيل الغذائي التفصيلية في قاعدة بيانات KEGG .

المظهر المجهري

الميلانين بني ، غير قابل للانكسار ، وحبيبي بدقة مع حبيبات فردية يبلغ قطرها أقل من 800 نانومتر. هذا يميز الميلانين عن أصباغ تكسير الدم الشائعة ، والتي تكون أكبر ، مكتنزة ، وقابلة للانكسار ، وتتراوح في اللون من الأخضر إلى الأصفر أو الأحمر البني. في الآفات شديدة التصبغ ، يمكن للتجمعات الكثيفة من الميلانين أن تحجب التفاصيل النسيجية. المحلول المخفف لبرمنجنات البوتاسيوم هو مبيض فعال للميلانين. 

الاضطرابات الجينية وحالات المرض

هناك ما يقرب من تسعة أنواع من المهق العيني الجلدي ، وهو في الغالب اضطراب وراثي جسمي متنحي. بعض الأعراق لديها حالات أعلى من أشكال مختلفة. على سبيل المثال، النوع الاكثر شيوعا، ودعا عيني جلدي نوع المهق 2 (OCA2)، هو كثرة خصوصا بين الناس من السود الأفارقة أصل أبيض و الأوروبيين . الأشخاص المصابون بـ OCA2 عادة ما يكون لديهم بشرة فاتحة ، لكنهم في الغالب ليسوا شاحبين مثل OCA1. لديهم شعر أشقر شاحب إلى ذهبي ، أو أشقر فراولة ، أو حتى بني ، وعيون زرقاء في أغلب الأحيان. 98.7 – 100٪ من الأوروبيين المعاصرين هم حاملون للأليل المشتق SLC24A5 ، وهو سبب معروف للمهق الجلدي غير المتلازمي. وهو اضطراب وراثي جسمي متنحي يتميز بخلقيتقليل أو عدم وجود صبغة الميلانين في الجلد والشعر والعينين. التكرار المقدر لـ OCA2 بين الأمريكيين من أصل أفريقي هو 1 من كل 10000 ، وهو ما يتناقض مع تكرار 1 من كل 36000 في الأمريكيين البيض. في بعض الدول الأفريقية ، يكون معدل حدوث الاضطراب أعلى ، حيث يتراوح من 1 في 2000 إلى 1 من كل 5000. شكل آخر من أشكال المهق، و “المهق عيني جلدي الأصفر”، ويبدو أن أكثر انتشارا بين اميش ، الذين هم في الأساس من السويسري و الألماني النسب. عادةً ما يكون لدى الأشخاص المصابين بهذا النوع من النوع IB للاضطراب شعر وبشرة بيضاء عند الولادة ، لكنهم يتطورون بسرعة إلى لون الجلد الطبيعي في سن الرضاعة. 

لا يؤثر المهق العيني على تصبغ العين فحسب ، بل يؤثر أيضًا على حدة البصر. عادة ما يكون اختبار الأشخاص المصابين بالمهق ضعيفًا ، في نطاق 20/60 إلى 20/400. بالإضافة إلى ذلك ، هناك شكلان من أشكال المهق ، حيث ينتشر ما يقرب من 1 من 2700 بين الأشخاص من أصل بورتوريكي ، ويرتبطان بالوفيات التي تتجاوز الوفيات المرتبطة بسرطان الجلد.

العلاقة بين المهق والصمم معروفة جيدًا ، وإن كانت غير مفهومة جيدًا. في أطروحته عام 1859 حول أصل الأنواع ، لاحظ تشارلز داروين أن “القطط البيضاء بالكامل وذات العيون الزرقاء صماء بشكل عام”. عند البشر ، يحدث نقص التصبغ والصمم معًا في متلازمة واردنبورغ النادرة ، والتي تمت ملاحظتها بشكل أساسي بين الهوبي في أمريكا الشمالية . تم تقدير حدوث المهق عند هنود الهوبي بحوالي 1 من كل 200 فرد. تم العثور على أنماط مماثلة من المهق والصمم في الثدييات الأخرى ، بما في ذلك الكلاب والقوارض. ومع ذلك ، فإن نقص الميلانين في حد ذاتهلا يبدو أنه مسؤول بشكل مباشر عن الصمم المرتبط بنقص التصبغ ، حيث أن معظم الأفراد الذين يفتقرون إلى الإنزيمات اللازمة لتصنيع الميلانين لديهم وظيفة سمعية طبيعية. بدلاً من ذلك ، يؤدي غياب الخلايا الصبغية في الأوعية الدموية للأذن الداخلية إلى ضعف قوقعة الأذن ،  على الرغم من عدم فهم سبب ذلك تمامًا.

في مرض باركنسون ، وهو اضطراب يؤثر على الأداء الحركي العصبي ، هناك نقص في الميلانين العصبي في المادة السوداء والموضع الأزرق نتيجة لترك الخلايا العصبية المصطبغة الدوبامينية والنورادرينالية. هذه النتائج في تقلص الدوبامين و بافراز التوليف. في حين أنه لم يتم الإبلاغ عن أي علاقة بين العرق ومستوى الميلانين العصبي في المادة السوداء ، فإن معدل الإصابة بمرض باركنسون لدى السود أقل بكثير مما هو عليه في البيض “دفع [إد البعض إلى اقتراح أن الميلانين الجلدي قد يعمل بطريقة ما على حماية الميلانين العصبي في المادة نيجرا من السموم الخارجية “. 

بالإضافة إلى نقص الميلانين ، قد ينخفض​الوزن الجزيئي لبوليمر الميلانين بسبب عوامل مختلفة مثل الإجهاد التأكسدي ، والتعرض للضوء ، والاضطراب في ارتباطه ببروتينات المصفوفة الميلانوسومية ، والتغيرات في الرقم الهيدروجيني ، أو في التركيزات المحلية لأيونات المعادن. تم اقتراح انخفاض الوزن الجزيئي أو انخفاض درجة بلمرة الميلانين العيني لتحويل البوليمر الطبيعي المضاد للأكسدة إلى عامل مؤكسد . في ولاية الموالية للأكسدة، فقد تم اقتراح الميلانين أن تكون المشاركة في التسبيب وتطور الضمور البقعي و سرطان الجلد . راساجيلين، دواء وحيد مهم في علاج مرض باركنسون ، له خصائص ارتباط بالميلانين ، وخصائص تقلل من ورم الميلانوما. 

يمكن أن تكون المستويات المرتفعة من مادة الإوميلانين أيضًا عيبًا ، ومع ذلك ، فهي تتخطى الميل العالي تجاه نقص فيتامين (د). الجلد الداكن هو عامل معقد في إزالة بقع النبيذ في الميناء بالليزر . فعال في علاج البشرة البيضاء بشكل عام ، الليزر أقل نجاحًا في إزالة بقع النبيذ في الأشخاص المنحدرين من أصل آسيوي أو أفريقي. تركيزات أعلى من الميلانين في الأشخاص ذوي البشرة الداكنة تنتشر ببساطة وتمتص أشعة الليزر ، مما يمنع امتصاص الضوء بواسطة الأنسجة المستهدفة. بطريقة مماثلة ، يمكن أن يؤدي الميلانين إلى تعقيد العلاج بالليزر لأمراض الجلد الأخرى لدى الأشخاص ذوي البشرة الداكنة.

اقرأ ايضا :  ماهي شبكة الجيل الخامس 5G ؟ وماهي استخداماتها خصائص شبكة الجيل الخامس

النمش و الشامات تتشكل عندما يكون هناك تركيز المترجمة من الميلانين في الجلد. ترتبط بشدة بشحوب الجلد.

للنيكوتين انجذاب للأنسجة المحتوية على الميلانين بسبب وظيفته الأولية في تخليق الميلانين أو ارتباطه الذي لا رجعة فيه بالميلانين. وقد تم اقتراح أن هذا يكمن وراء زيادة الاعتماد على النيكوتين وانخفاض معدلات الإقلاع عن التدخين لدى الأفراد ذوي البشرة الداكنة. 

التكيف البشري

علم وظائف الأعضاء

تقوم الخلايا الصباغية بإدخال حبيبات الميلانين في حويصلات خلوية متخصصة تسمى الميلانوسومات . ثم يتم نقلها إلى الخلايا الكيراتينية للبشرة البشرية . تتراكم الميلانوسومات في كل خلية متلقية فوق نواة الخلية ، حيث تحمي الحمض النووي من الطفرات التي يسببها الإشعاع المؤين لأشعة الشمس فوق البنفسجية. بشكل عام ، الأشخاص الذين عاش أسلافهم لفترات طويلة في مناطق الكرة الأرضية بالقرب من خط الاستواءبكميات أكبر من الإيوميلانين في جلودهم. هذا يجعل بشرتهم بنية أو سوداء وتحميهم من المستويات العالية من التعرض لأشعة الشمس ، والتي تؤدي في كثير من الأحيان إلى الأورام الميلانينية في الأشخاص ذوي البشرة الفاتحة. 

ليست كل تأثيرات التصبغ مفيدة. يزيد التصبغ من الحمل الحراري في المناخات الحارة ، ويمتص الأشخاص ذوو البشرة الداكنة حرارة أكثر بنسبة 30٪ من ضوء الشمس مقارنةً بالأشخاص ذوي البشرة الفاتحة جدًا ، على الرغم من أن هذا العامل قد يقابله التعرق الغزير. في المناخات الباردة ، تؤدي البشرة الداكنة إلى المزيد من فقدان الحرارة بسبب الإشعاع. يعيق التصبغ أيضًا تخليق فيتامين (د) ، بحيث يكون الأطفال ذوي البشرة الداكنة أكثر عرضة للكساح من الأطفال ذوي البشرة الفاتحة في المناطق التي تعاني من سوء التغذية . نظرًا لأن التصبغ لا يبدو مفيدًا تمامًا للحياة في المناطق المدارية ، فقد تم تطوير فرضيات أخرى حول أهميته البيولوجية ، على سبيل المثال ظاهرة ثانوية ناتجة عن التكيف مع الطفيليات والأمراض الاستوائية. 

الأصول التطورية

تطور البشر الأوائل ليصبح لديهم لون بشرة داكن منذ حوالي 1.2 مليون سنة ، كتكيف مع تساقط شعر الجسم الذي زاد من آثار الأشعة فوق البنفسجية. قبل تطور الصلع ، كان لدى البشر الأوائل بشرة فاتحة بشكل معقول تحت فرائهم ، على غرار تلك الموجودة في الرئيسيات الأخرى . أحدث دليل علمي يشير إلى أن الإنسان الحديث تشريحيا قد تطور في أفريقيا بين 200000 و 100000 سنة ، ثم سكن بقية العالم من خلال هجرة واحدة بين 80.000 و 50000 سنة مضت ، في بعض المناطق يتزاوجون مع بعض الأثرياء. الأنواع البشرية ( إنسان نياندرتال ،Deniso­vans ، وربما آخرون). يبدو من المحتمل أن الإنسان الحديث الأوائل كان لديه أعداد كبيرة نسبيًا من الخلايا الصباغية المنتجة للأوميلانين ، مما ينتج بشرة داكنة مماثلة للسكان الأصليين في إفريقيا اليوم. وبعض من هؤلاء الناس الأصلي هاجروا واستقروا في مناطق آسيا و أوروبا ، وانخفاض الضغط الانتقائي لإنتاج السوي (Eume­lanin) في المناخات حيث كان الإشعاع من الشمس أقل كثافة. أنتج هذا في النهاية النطاق الحالي للون بشرة الإنسان. من بين المتغيرين الجينيين الشائعين المعروف أنهما مرتبطان ببشرة الإنسان الشاحبة ، لا يبدو أن Mc1r قد خضع لانتقاء إيجابي ، بينما خضع SLC24A5 لانتقاء إيجابي.

تأثيرات 

كما هو الحال مع الشعوب التي هاجرت شمالًا ، فإن أصحاب البشرة الفاتحة المهاجرون نحو خط الاستواء يتأقلمون مع الإشعاع الشمسي الأقوى بكثير. تختار الطبيعة كمية أقل من الميلانين عندما تكون الأشعة فوق البنفسجية ضعيفة. تصبح بشرة معظم الناس أغمق عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية ، مما يمنحها مزيدًا من الحماية عند الحاجة. هذا هو الغرض الفسيولوجي للتسمير بالشمس . يتمتع الأشخاص ذوو البشرة الداكنة ، الذين ينتجون المزيد من مادة الإيوميلانين الواقية للجلد ، بحماية أكبر ضد حروق الشمس وتطور الورم الميلانيني ، وهو شكل مميت من سرطان الجلد ، فضلاً عن المشكلات الصحية الأخرى المتعلقة بالتعرض لأشعة الشمس القوية ، بما في ذلك التحلل الضوئي بعض الفيتامينات مثل الريبوفلافين، الكاروتينات ، توكوفيرول ، وحمض الفوليك .  فقد بعض الأوروبيين الشماليين الغربيين قدرتهم على السمرة نتيجة للاسترخاء في الانتقاء الطبيعي. جلدهم يحترق ويتقشر بدلاً من تسمير البشرة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنها تنتج شكلاً معيبًا من بروتين الجلد Mc1r (مستقبل الميلانوكورتين 1) الضروري لإنتاج الميلانين. هم في وضع غير موات بشكل واضح في البيئات الاستوائية وشبه الاستوائية. فهم لا يعانون فقط من عدم الراحة الناتج عن الحرق السريع ، ولكنهم أكثر عرضة للإصابة بسرطان الجلد ؛ وينطبق الشيء نفسه على ألبينو. 

الميلانين في العيون، في قزحية العين و المشيمية ، ويساعد على حمايتها من الأشعة فوق البنفسجية و الضوء المرئي عالية التردد . الأشخاص ذوو العيون الرمادية والأزرق والأخضر هم أكثر عرضة لمشاكل العين المرتبطة بالشمس. علاوة على ذلك ، فإن عدسة العين تصفر مع تقدم العمر ، مما يوفر حماية إضافية. ومع ذلك ، تصبح العدسة أيضًا أكثر صلابة مع تقدم العمر ، وتفقد معظم مواضعها — القدرة على تغيير الشكل للتركيز من بعيد إلى قريب — وهو أمر ضار بسبب التشابك البروتيني الناجم عن التعرض للأشعة فوق البنفسجية.

تشير الأبحاث الحديثة إلى أن الميلانين قد يؤدي دورًا وقائيًا بخلاف الحماية من الضوء. الميلانين قادر على تخليب أيونات المعادن بشكل فعال من خلال مجموعات الكربوكسيل والهيدروكسيل الفينول ، وفي كثير من الحالات يكون أكثر كفاءة من مركب الترابط المخلب القوي إيثيلين ديامينيتراسيتات (EDTA). وبالتالي ، قد يعمل على عزل أيونات المعادن التي يحتمل أن تكون سامة ، وحماية بقية الخلية. تدعم هذه الفرضية حقيقة أن فقدان الميلانين العصبي الذي لوحظ في مرض باركنسون يترافق مع زيادة في مستويات الحديد في الدماغ.

الخصائص الفيزيائية والتطبيقات التكنولوجية

توجد أدلة لدعم عبر ربط عالية het­eropoly­mer ملزمة تساهميا إلى مصفوفة السقالات melanopro­teins . تم اقتراح أن قدرة الميلانين على العمل كمضاد للأكسدة تتناسب طرديًا مع درجة البلمرة أو الوزن الجزيئي . الظروف الأمثل لبلمرة فعالة من الميلانين أحادية قد يؤدي إلى تشكيل منخفضة الوزن الجزيئي، الميلانين الموالية للأكسدة التي تورطت في التسبيب وتطور الضمور البقعي و سرطان الجلد . مسارات الإشارات التيupreg­u­late التصبغ في الظهارة الصبغية الشبكية (RPE) أيضا قد تكون متورطة في down­reg­u­la­tion من قضيب الجزء الخارجي البلعمة من قبل RPE. تُعزى هذه الظاهرة جزئيًا إلى تجنيب النقرة في التنكس البقعي . 

wikipedia

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *