メラニンは、人間の肌や髪の一般的な色を決定する生物学的色素の名前です。 メラニンの形態は、動物界全体の着色に関与しています。 たとえば、鳥の羽の色はメラニンによって生成されます。 さらに、メラノサイトと呼ばれるメラニンを生成する細胞は、メラニンのレベルを増減させることができます 外部環境の変化（例えば、太陽の増減）に応じた生産 曝露）。
メラニンは依然として主に生理学におけるその役割で知られていますが、研究者は メラニンがさまざまな異なる用途に使用できるかどうかを判断するための物質とその誘導体 産業。
メラニン合成
メラニンは、表皮または皮膚の最外層（真皮の下のより厚くて丈夫な層と呼ばれます）のメラノサイト細胞によって生成されます。 これらのメラノサイトは、基底層または「基底層」と呼ばれる表皮の最下層にあります。 メラニンにはいくつかのサブタイプがあり、最も一般的なのはユーメラニンであり、次のように知られている二次タイプです。 フェオメラニン。
メラニンはかなり低分子量の化学物質です（318.3 g / mol、グルコースの2倍未満）。 その分子式はCです18H10N2O4. 肌の色が濃い人は、肌の色が薄い人よりもメラノサイトが多くありません。 代わりに、肌の色が濃い人では、メラニン生成に関与するメラノサイトの遺伝子のより高い割合がオンになります。 これは、肌の色が濃い人の細胞あたりのメラニン生成量がはるかに多いことを意味します。肌の色が濃い人は、同じレベルの出力を生み出す細胞が多いわけではありません。 これは、進化論的人類学において重要な意味を持っています。 今日、さまざまな環境のおかげで肌が暗いままであるアフリカの人々と深い祖先を共有しています 条件。 北西ヨーロッパからの多くの人々は、追加のメラニンをコードするDNAの鎖が存在するが、もはや活性化できないため、日焼けを開発する能力を失っています。 一般に、そのような人々の紫外線（UV）光に耐える能力は急激に低下します。
顕微鏡検査では、ユーメラニンは茶色に見え、きめの細かい外観になっています。 暗く見えるものが予想されるため、この物質は光を感知できるほど散乱しません。 個々のメラニン顆粒の最大直径は約800ナノメートル、つまり100万分の1メートル弱（1000分の1ミリメートルに相当）です。 これは、メラニンを血中の色素のいくつかの一般的な代謝物と区別します。 と光をより散乱し、の無地の茶色とは対照的に、色は緑、黄色、または赤茶色です メラニン。
メラニンの機能
メラニンの目的は人間の虚栄心とは何の関係もなく、生物の保護とは何の関係もありません。 太陽からの紫外線はよく知られている発がん物質であり、十分に高い曝露では、皮膚の悪性腫瘍である多くの関連するタイプの黒色腫を引き起こす可能性があります。 黒色腫は致命的となる可能性があります。 毎年黒色腫と診断された約54,000人のアメリカ人のうち、約8,000人が黒色腫で死亡しています。 ヨーロッパ系の人々の悪性黒色腫のリスクは、アフリカ系アメリカ人の10倍です。
一部の人や動物は、体内にメラニンがほとんど含まれていません。 この状態は白皮症として知られており、苦しんでいる人は紫外線による太陽のダメージを受けやすくなります。
メラニンと皮膚の色素沈着
メラニンがメラノサイトで生成されると、この色素は顆粒にパッケージされます。これは、緑色の色素クロロフィルが植物の特殊な細胞内「コンテナ」にパッケージされる方法とは異なります。 紫外線によって刺激されると、その総レベルは世界のほとんどの地域で一年の特定の時期に増加し、 他の人は、メラノサイトがますます大きな顆粒を生成し、人々の皮膚が夏の間に適応して「日焼け」することを可能にします。 なので ただし、この能力は遺伝的に制限されている人もいれば、ほとんど存在しない人もいれば、本質的に制限されている人もいます。 余計な。 日焼けしやすいことで有名な人、おそらくあなた自身の人を見たことは間違いありません。「色白」と表現され、赤い髪の色に悩まされることが多い人です。 グループのような個人は、紫外線に対して最も効果の低い防御を持っており、特別なアドバイスを受けています 日焼け止めなしで太陽の下で外出することを避けるように主張します。これにより、有害な紫外線を大幅に除去することができます。 エクステント。
皮膚の色素沈着と人類の進化
皮膚のメラニンが少なすぎると、日焼けや皮膚のリスクが高くなる可能性があります 悪性腫瘍、体内のメラニンレベルが異常に高い人は、ビタミンDの素因がある可能性があります 欠乏。 これは、体内のこのビタミンの主な供給源が、実際には、日光の作用下で活性型のビタミンに変換される天然のビタミンD前駆体であるためです。 暗い表面は紫外線を吸収するのではなく反射する傾向があるため、肌が暗い人は、他の人よりも受ける紫外線の割合が少なくなります。 ある意味で、これは生物の世界で展示されている無数の進化のトレードオフの1つを表しています。
現代人の子孫が最初に木々に覆われた場所からオープンスペースに移動して水を探したり探したりしたとき、彼らはより多くの日光にさらされました。 その過程で、彼らは明らかに、より多くの光だけでなく、それに伴う追加の熱にも耐えることができなければなりませんでした。 太陽への露出が多い状況で涼しさを保つために、これはより大量かつ効果的に汗をかくことができることを意味しました。 汗腺の密度を高めて皮膚をこすり合わせるには、何か他のことをしなければならず、その「何か」は髪の毛でした。 人間は明らかにまだ腕、脚、体幹に髪の毛がありますが（他の類人猿よりもかなり多いものもあります）、他の類人猿と比較して、人間は実質的にすべての体毛を失っています。 その結果、初期の人間の新たに汗をかくことができる皮膚は、太陽からの損傷を受けやすくなりました。 これは、熱帯の緯度で現在観察されているメラニン顆粒堆積物の増加に拍車をかけています。
ビタミンD欠乏症は、皮膚のメラニンが多すぎることによる望ましくない結果として言及されています。 ビタミンDは、腸がカルシウムとリンの元素を最も効率的に吸収するために必要です。 これらは両方とも、骨の適切な成長と維持に必要です。 一部のビタミンDは、卵黄や特定の魚などの食事源に由来する可能性がありますが、90％はコレステロール誘導体から皮膚で合成されます。 したがって、ビタミンDは骨格の完全性に必要であるだけでなく、ある種の癌の予防にも役立つ可能性があります。
メラニンの他の用途
2017年、カリフォルニア大学サンディエゴ校の科学者グループは、理論化されているが正式には追求されていないメラニンの潜在的な使用法を研究するために、750万ドルの助成金を受け取りました。 プロジェクトに関与した科学者たちは、メラニン合成に関与する一連の反応を、これまで追求されていたよりも深いレベルで学び、 既知の保護機能のいくつかを備えた関連化学物質の合成を追求することを期待して、さまざまなタイプのメラニン自体についてもっと理解する メラニンがあります。 メラニンが生物に与える太陽の損傷からの同じ基本的な保護のいくつかを非生物学的材料に提供する能力 塗料やさまざまなサービスへの太陽の損傷はほぼ普遍的であるため、明らかにさまざまな種類の産業の資産になります 懸念。