La melanina es el nombre del pigmento biológico que determina el color general de la piel y el cabello en los seres humanos. Las formas de melanina son responsables de la coloración en todo el mundo animal; por ejemplo, la coloración de las alas en las aves es producida por la melanina. Además, las células que producen melanina, llamadas melanocitos, pueden aumentar o disminuir sus niveles de melanina. producción en respuesta a cambios en el entorno externo (por ejemplo, un aumento o disminución de la luz solar exposición).
Aunque la melanina todavía se conoce principalmente por su papel en la fisiología, los investigadores han comenzado a investigar la sustancia y sus derivados para determinar si la melanina podría tener aplicaciones en una variedad de diferentes Industrias.
Síntesis de melanina
La melanina es producida por las células de los melanocitos en la epidermis, o la capa más externa de la piel (la capa más gruesa y resistente debajo se llama dermis). Estos melanocitos se encuentran en la capa más baja de la epidermis, llamada estrato basal o "capa basal". La melanina se presenta en varios subtipos, el más común es la eumelanina y un tipo secundario conocido como feomelanina.
La melanina es una sustancia química de masa molecular bastante baja (318,3 g / mol, menos del doble que la glucosa). Su fórmula molecular es C18H10norte2O4. Las personas con piel más oscura en realidad no tienen más melanocitos que las personas de piel más clara; en cambio, en las personas con piel más oscura, se activa una mayor fracción de los genes en los melanocitos que son responsables de la producción de melanina. Esto significa que se produce mucha más melanina por célula en las personas de piel más oscura, no que las personas de piel más oscura tengan más células que produzcan el mismo nivel de producción. Esto tiene importantes implicaciones en la antropología evolutiva, porque sugiere que los europeos de piel más clara de hoy comparten una ascendencia profunda con personas de África cuya piel permanece más oscura hoy gracias a diferentes condiciones. Muchas personas del noroeste de Europa han perdido la capacidad de desarrollar bronceadores porque existe una hebra de ADN que codifica para melanina adicional pero que ya no puede activarse. La capacidad de estas personas para tolerar la luz ultravioleta (UV) en general se reduce drásticamente.
Tras el examen microscópico, la eumelanina aparece marrón, con una apariencia de grano fino. La sustancia no dispersa la luz de manera apreciable, como se espera de algo que parece oscuro. Los gránulos de melanina individuales tienen un diámetro máximo de aproximadamente 800 nanómetros, o un poco menos de una millonésima de metro (equivalente, una milésima de milímetro). Esto distingue a la melanina de algunos metabolitos comunes de los pigmentos en la sangre, que tienden a ser más grandes. y difunden más la luz, y son de color verde, amarillo o marrón rojizo en comparación con el marrón liso de melanina.
La función de la melanina
El propósito de Melanin no tiene nada que ver con la vanidad humana y todo que ver con la protección del organismo. La radiación ultravioleta del sol es un carcinógeno bien conocido, y en exposiciones lo suficientemente altas puede conducir a varios tipos relacionados de melanoma, que son neoplasias malignas de la piel. Los melanomas pueden ser fatales; de los aproximadamente 54,000 estadounidenses diagnosticados con un melanoma cada año, unos 8,000 mueren a causa de él. El riesgo de melanoma maligno entre las personas de ascendencia europea es 10 veces mayor que el de los afroamericanos.
Algunas personas y animales tienen muy poca melanina en sus cuerpos. Esta condición se conoce como albinismo y hace que las personas afectadas sean más vulnerables al daño del sol UV.
Pigmentación de la piel y melanina
Cuando se produce melanina en los melanocitos, este pigmento se empaqueta en gránulos, de manera similar a la forma en que el pigmento verde clorofila se empaqueta en "contenedores" intracelulares especializados en las plantas. Cuando se estimula con luz ultravioleta, cuyo nivel total aumenta en la mayor parte del mundo en determinadas épocas del año, mientras que disminuye en otros, los melanocitos producen más gránulos y más grandes, lo que permite que la piel de las personas se adapte durante el verano y se "broncee". Como Sin embargo, en algunas personas esta capacidad es genéticamente limitada y en algunos casos casi ausente, mientras que en otras personas es esencialmente superfluo. Sin duda, ha visto personas que son propensas a las quemaduras solares, y tal vez usted mismo lo sea: personas descritas como "de piel clara" y que a menudo tienen pecas con un tono de cabello rojo. Estos individuos como grupo tienen las defensas menos efectivas contra la radiación ultravioleta y se les aconseja con especial atención. insistencia para evitar salir al sol sin protector solar, que puede filtrar la radiación ultravioleta dañina a un significativo grado.
Pigmentación de la piel y evolución humana
Si bien muy poca melanina en la piel puede exponer a las personas a un mayor riesgo de quemaduras solares y piel neoplasias malignas, las personas con niveles inusualmente altos de melanina en el cuerpo pueden estar predispuestas a la vitamina D deficiencia. Esto se debe a que la principal fuente de esta vitamina en el cuerpo es en realidad un precursor natural de la vitamina D que se convierte en la forma activa de la vitamina bajo la acción de la luz solar. Dado que las superficies más oscuras tienden a reflejar en lugar de absorber la radiación UV, las personas con piel más oscura absorben una fracción más pequeña de la radiación UV a la que están expuestas que otras. En cierto sentido, esto representa una de las innumerables compensaciones evolutivas que se muestran en el mundo de los seres vivos.
Cuando los descendientes de los humanos modernos se trasladaron por primera vez a espacios abiertos desde debajo de la cobertura de los árboles para cazar y buscar agua, se expusieron a más luz solar. En el proceso, obviamente tenían que ser capaces de tolerar no solo más luz, sino el calor adicional que la acompañaba. Para mantenerse fresco en el contexto de una mayor exposición al sol, esto significaba poder sudar de manera más profusa y efectiva. Para salpicar la piel con una mayor densidad de glándulas sudoríparas, algo más tenía que desaparecer, y ese "algo" era el cabello. Es evidente que los humanos todavía tienen vello en los brazos, las piernas y el tronco (algunos considerablemente más que otros), pero en comparación con otros simios, los humanos han perdido prácticamente todo el vello corporal. Como resultado, la piel de los humanos primitivos, que recién había sido capaz de sudar, quedó más susceptible al daño del sol. Esto a su vez estimuló el aumento de los depósitos de gránulos de melanina que ahora se observan en las latitudes tropicales.
La deficiencia de vitamina D se ha mencionado como una consecuencia no deseada del exceso de melanina en la piel. La vitamina D es necesaria para que los intestinos absorban de manera más eficiente los elementos calcio y fósforo. Ambos son necesarios para el correcto crecimiento y mantenimiento de los huesos. Aunque parte de la vitamina D se puede obtener de fuentes dietéticas como la yema de huevo y ciertos pescados, el 90 por ciento se sintetiza en la piel a partir de derivados del colesterol. Por lo tanto, la vitamina D no solo es necesaria para la integridad del esqueleto, sino que también puede ser útil para prevenir algunas formas de cáncer.
Otros usos de la melanina
En 2017, un grupo de científicos de la Universidad de California en San Diego recibió una subvención de $ 7.5 millones para estudiar los usos potenciales de la melanina sobre los que se ha teorizado pero nunca se ha investigado formalmente. Los científicos involucrados en el proyecto esperaban aprender la secuencia de reacciones involucradas en la síntesis de melanina a un nivel más profundo de lo que se había perseguido anteriormente, y para Comprender más sobre los diferentes tipos de melanina en sí mismos con la esperanza de lograr la síntesis de sustancias químicas relacionadas con algunas de las capacidades protectoras conocidas. la melanina tiene. La capacidad de ofrecer a los materiales no biológicos algunas de las mismas protecciones básicas contra el daño solar que brinda la melanina a los seres vivos. claramente sería un activo en varios tipos de industrias, ya que el daño solar a la pintura y varios servicios es un problema casi universal. preocupación.
