Apa Tujuan Melanin?

Melanin adalah nama pigmen biologis yang menentukan warna umum kulit dan rambut pada manusia. Bentuk melanin bertanggung jawab atas pewarnaan di seluruh dunia hewan; misalnya, warna sayap pada burung dihasilkan oleh melanin. Selain itu, sel-sel yang memproduksi melanin, yang disebut melanosit, dapat meningkatkan atau menurunkan kadar melanin produksi sebagai respons terhadap perubahan lingkungan eksternal (misalnya, peningkatan atau penurunan sinar matahari paparan).

Meskipun melanin masih dikenal terutama karena perannya dalam fisiologi, para peneliti telah mulai menyelidikinya zat dan turunannya untuk menentukan apakah melanin mungkin memiliki aplikasi dalam berbagai industri.

Melanin diproduksi oleh sel melanosit di epidermis, atau lapisan terluar kulit (lapisan yang lebih tebal dan lebih keras di bawahnya disebut dermis). Melanosit ini terletak di lapisan paling bawah epidermis, yang disebut stratum basale atau "lapisan basal." Melanin datang dalam beberapa subtipe, yang paling umum adalah eumelanin dan tipe sekunder yang dikenal sebagai feomelanin.

Melanin adalah bahan kimia dengan massa molekul yang cukup rendah (318,3 g/mol, kurang dari dua kali lipat glukosa). Rumus molekulnya adalah C₁₈H₁₀tidak₂HAI₄. Orang dengan kulit yang lebih gelap sebenarnya tidak memiliki lebih banyak melanosit daripada orang yang berkulit lebih terang; sebaliknya, pada orang dengan kulit lebih gelap, fraksi gen dalam melanosit yang lebih tinggi yang bertanggung jawab untuk produksi melanin diaktifkan. Ini berarti bahwa lebih banyak melanin diproduksi per sel pada orang berkulit gelap, bukan berarti orang berkulit gelap memiliki lebih banyak sel yang menghasilkan tingkat keluaran yang sama. Ini memiliki implikasi penting dalam antropologi evolusi, karena menunjukkan bahwa orang Eropa berkulit lebih terang dari hari ini berbagi nenek moyang yang dalam dengan orang-orang Afrika yang kulitnya tetap lebih gelap hari ini berkat lingkungan yang berbeda kondisi. Banyak orang dari Eropa Barat Laut telah kehilangan kemampuan untuk mengembangkan warna kulit karena berjemur karena untaian DNA yang mereka miliki yang mengkode untuk melanin tambahan ada tetapi tidak lagi dapat diaktifkan. Kemampuan orang-orang seperti itu untuk mentolerir sinar ultraviolet (UV) secara umum berkurang tajam.

Pada pemeriksaan mikroskopis, eumelanin tampak berwarna coklat, dengan penampakan berbutir halus. Substansi tidak menyebarkan cahaya ke tingkat yang cukup, seperti yang diharapkan dari sesuatu yang tampak gelap. Granula melanin individu memiliki diameter maksimum sekitar 800 nanometer, atau sedikit di bawah sepersejuta meter (setara dengan seperseribu milimeter). Ini membedakan melanin dari beberapa metabolit umum pigmen dalam darah, yang cenderung lebih besar dan menyebarkan cahaya lebih banyak, dan berwarna hijau, kuning atau merah-cokelat sebagai lawan dari cokelat polos plain melanin.

Tujuan Melanin tidak ada hubungannya dengan kesombongan manusia dan segala sesuatu yang berkaitan dengan melindungi organisme. Radiasi UV dari matahari adalah karsinogen yang terkenal, dan dalam paparan yang cukup tinggi dapat menyebabkan sejumlah jenis melanoma yang terkait, yang merupakan keganasan kulit. Melanoma bisa berakibat fatal; dari sekitar 54.000 orang Amerika yang didiagnosis dengan melanoma setiap tahun, sekitar 8.000 meninggal karenanya. Risiko melanoma ganas di antara orang-orang keturunan Eropa adalah 10 kali lipat dari orang Afrika-Amerika.

Beberapa orang dan hewan memiliki sangat sedikit melanin dalam tubuh mereka. Kondisi ini dikenal sebagai albinisme, dan mengakibatkan orang yang terkena menjadi lebih rentan terhadap kerusakan akibat sinar UV.

Ketika melanin diproduksi dalam melanosit, pigmen ini dikemas menjadi butiran, tidak berbeda dengan cara pigmen hijau klorofil dikemas ke dalam "wadah" intraseluler khusus pada tumbuhan. Ketika dirangsang oleh sinar UV, tingkat totalnya meningkat di sebagian besar dunia pada waktu-waktu tertentu dalam setahun sambil menurun di decreasing yang lain, melanosit menghasilkan butiran yang lebih banyak dan lebih besar, memungkinkan kulit manusia beradaptasi selama musim panas dan menjadi "kecokelatan". Sebagai dicatat, bagaimanapun, pada beberapa orang kemampuan ini secara genetik terbatas dan dalam beberapa kasus hampir tidak ada, sementara pada orang lain pada dasarnya tak berguna. Anda pasti pernah melihat orang-orang yang terkenal rentan terhadap sengatan matahari, dan mungkin Anda sendiri: Orang-orang yang digambarkan sebagai "berkulit putih" dan yang sering berbintik-bintik dengan warna rambut merah. Individu seperti itu sebagai kelompok memiliki pertahanan yang paling tidak efektif terhadap radiasi UV dan disarankan dengan perhatian khusus desakan untuk menghindari keluar di bawah sinar matahari tanpa tabir surya, yang dapat menyaring radiasi UV yang berbahaya secara signifikan tingkat.

Sementara terlalu sedikit melanin di kulit dapat mengekspos individu pada risiko kulit terbakar dan kulit yang lebih tinggi keganasan, orang dengan tingkat melanin yang luar biasa tinggi dalam tubuh mungkin cenderung terhadap vitamin D kekurangan. Ini karena sumber utama vitamin ini di dalam tubuh sebenarnya adalah prekursor vitamin D alami yang diubah menjadi bentuk aktif vitamin di bawah pengaruh sinar matahari. Karena permukaan yang lebih gelap cenderung memantulkan daripada menyerap radiasi UV, orang dengan kulit yang lebih gelap menyerap sebagian kecil dari radiasi UV yang mereka hadapi daripada yang lain. Dalam arti tertentu, ini mewakili salah satu pertukaran evolusioner yang tak terhitung jumlahnya yang dipamerkan di dunia makhluk hidup.

Ketika keturunan manusia modern pertama kali pindah ke ruang terbuka dari bawah naungan pohon untuk berburu dan mencari air, mereka lebih banyak terpapar sinar matahari. Dalam prosesnya, mereka jelas harus mampu mentolerir tidak hanya lebih banyak cahaya, tetapi juga panas tambahan yang menyertainya. Agar tetap sejuk dalam konteks paparan sinar matahari yang lebih besar, ini berarti bisa berkeringat lebih deras dan efektif. Untuk membumbui kulit dengan kepadatan kelenjar keringat yang lebih tinggi, sesuatu yang lain harus pergi, dan "sesuatu" itu adalah rambut. Manusia jelas masih memiliki rambut di lengan, kaki, dan belalai (beberapa jauh lebih banyak daripada yang lain) tetapi dibandingkan dengan kera lain, manusia hampir kehilangan semua rambut tubuh mereka. Akibatnya, kulit manusia purba yang baru mampu berkeringat menjadi lebih rentan terhadap kerusakan akibat sinar matahari. Hal ini mendorong peningkatan deposit granul melanin yang sekarang diamati di garis lintang tropis.

Kekurangan vitamin D telah disebutkan sebagai konsekuensi yang tidak diinginkan dari terlalu banyak melanin di kulit. Vitamin D diperlukan agar usus dapat menyerap unsur kalsium dan fosfor dengan paling efisien. Kedua hal ini diperlukan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan tulang yang tepat. Meskipun beberapa vitamin D dapat diperoleh dari sumber makanan seperti kuning telur dan ikan tertentu, 90 persen disintesis di kulit dari turunan kolesterol. Oleh karena itu, tidak hanya vitamin D yang dibutuhkan untuk integritas kerangka, vitamin D juga dapat membantu dalam mencegah beberapa bentuk kanker.

Pada tahun 2017, sekelompok ilmuwan di University of California di San Diego menerima hibah $7,5 juta untuk mempelajari potensi penggunaan melanin yang telah diteorikan tetapi tidak pernah dikejar secara formal. Para ilmuwan yang terlibat dalam proyek berharap untuk mempelajari urutan reaksi yang terlibat dalam sintesis melanin pada tingkat yang lebih dalam daripada yang telah dilakukan sebelumnya, dan untuk memahami lebih banyak tentang berbagai jenis melanin itu sendiri dengan harapan mengejar sintesis bahan kimia terkait dengan beberapa kemampuan pelindung yang diketahui melanin memiliki. Kemampuan untuk menawarkan bahan non-biologis beberapa perlindungan dasar yang sama dari kerusakan akibat sinar matahari yang diberikan melanin pada makhluk hidup jelas akan menjadi aset di berbagai jenis industri, karena kerusakan akibat sinar matahari pada cat dan berbagai layanan hampir universal perhatian.