მელანინი არის ბიოლოგიური პიგმენტის სახელი, რომელიც განსაზღვრავს კანისა და თმის ზოგად ფერს ადამიანებში. მელანინის ფორმები პასუხისმგებელია ცხოველთა სამყაროში შეღებვაზე; მაგალითად, ფრინველებში ფრთების შეფერილობა წარმოიქმნება მელანინის მიერ. გარდა ამისა, უჯრედებს, რომლებიც წარმოქმნიან მელანინს, რომელსაც მელანოციტებს უწოდებენ, შეუძლიათ გაზარდონ ან შეამცირონ მელანინის დონე წარმოება გარე გარემოში ცვლილებების საპასუხოდ (მაგალითად, მზის ზრდა ან შემცირება) კონტაქტი დაინფიცირების წყაროსთან).
მიუხედავად იმისა, რომ მელანინი ჯერ კიდევ ცნობილია ძირითადად ფიზიოლოგიაში თავისი როლით, მკვლევარებმა დაიწყეს კვლევა ნივთიერება და მისი წარმოებულები იმის დასადგენად, აქვს თუ არა მელანინს სხვადასხვა გამოყენება ინდუსტრიები.
მელანინის სინთეზი
მელანინს აწარმოებენ მელანოციტების უჯრედები ეპიდერმისში, ანუ კანის ყველაზე შორეულ შრეში (მის ქვეშ სქელი, უფრო მკაცრი ფენა დერმს ეწოდება). ეს მელანოციტები ეპიდერმისის ქვედა ფენაშია, რომელსაც ეწოდება ბაზალური ფენა ან "ბაზალური ფენა". მელანინი გამოდის რამდენიმე ქვეტიპით, მათ შორის ყველაზე გავრცელებულია ეუმელანინი და მეორადი ტიპი, რომელსაც ეწოდება ფეომელანინი.
მელანინი არის საკმაოდ დაბალი მოლეკულური მასის ქიმიური ნივთიერება (318,3 გ / მოლი, გლუკოზაზე ორჯერ ნაკლები). მისი მოლეკულური ფორმულაა C18ჰ10ნ2ო4. მუქი კანის მქონე ადამიანებს სინამდვილეში მეტი მელანოციტი არ აქვთ, ვიდრე მსუბუქი კანის ადამიანებს; ამის ნაცვლად, მუქი ფერის კანის მქონე ადამიანებში ჩართულია მელანოციტების გენების უფრო მეტი ნაწილი, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან მელანინის გამომუშავებაზე. ეს ნიშნავს, რომ მუქი კანის ადამიანებში ბევრად მეტი მელანინი წარმოიქმნება თითო უჯრედში, არა ის, რომ მუქი ფერის კანის მქონე ადამიანებს აქვთ მეტი უჯრედები, რომლებიც გამოყოფენ იმავე დონეს. ეს მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ევოლუციურ ანთროპოლოგიაში, რადგან ეს მიგვანიშნებს, რომ მსუბუქი კანის ევროპელი ხალხი დღეს ღრმა წინაპრები აქვთ აფრიკის ხალხს, რომელთა კანი დღეს უფრო მუქი რჩება სხვადასხვა გარემოს წყალობით პირობები ბევრმა ჩრდილო-დასავლეთ ევროპიდან დაკარგა სუნის განვითარების შესაძლებლობა, რადგან მათ აქვთ დნმ-ის ის ჯგუფი, რომელიც დამატებითი მელანინის კოდებს შეიცავს, მაგრამ მათი გააქტიურება აღარ შეიძლება. ზოგადად, ულტრაიისფერი (UV) სინათლის შემწყნარებლობის უნარი მკვეთრად შემცირებულია.
მიკროსკოპული გამოკვლევის შემდეგ, ეუმელანინი ჩანს ყავისფერი, წვრილმარცვლოვანი გარეგნობით. ნივთიერება მნიშვნელოვნად არ აფანტავს სინათლეს, რადგან ელის მას, რაც მუქად გამოიყურება. ინდივიდუალური მელანინის გრანულები მაქსიმალური დიამეტრია დაახლოებით 800 ნანომეტრი, ან მეტრის მემილიონედის ოდნავ ნაკლები (ექვივალენტურად, ერთი მეათედი მილიმეტრი). ეს განასხვავებს მელანინს სისხლში პიგმენტების ზოგიერთი საერთო მეტაბოლიტისგან, რომლებიც უფრო დიდია და აფანტავს სინათლეს უფრო და აქვს მწვანე, ყვითელი ან წითელი ყავისფერი ფერი, სადა ყავისფერიდან განსხვავებით მელანინი.
მელანინის ფუნქცია
მელანინის მიზანს არაფერი აქვს საერთო ადამიანის ამაოებასთან და არც ორგანიზმის დაცვასთან. მზის ულტრაიისფერი გამოსხივება კარგად არის ცნობილი კანცეროგენი, ხოლო საკმარისად მაღალმა ზემოქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს მრავალი სახის დაკავშირებული მელანომა, რაც არის კანის ავთვისებიანი სიმსივნეები. მელანომები შეიძლება ფატალური აღმოჩნდეს; ყოველწლიურად მელანომის დიაგნოზირებული დაახლოებით 54000 ამერიკელიდან დაახლოებით 8000 ადამიანი იღუპება მისგან. ევროპული წარმოშობის ადამიანებში ავთვისებიანი მელანომის რისკი 10-ჯერ აღემატება აფრო-ამერიკელებს.
ზოგ ადამიანს და ცხოველს სხეულში ძალიან ცოტა მელანინი აქვს. ეს მდგომარეობა ალბინიზმის სახელითაა ცნობილი და შედეგად დაზარალებულები უფრო მგრძნობიარენი არიან ულტრაიისფერი მზის დაზიანებისგან.
მელანინი და კანის პიგმენტაცია
როდესაც მელანინი წარმოიქმნება მელანოციტებში, ეს პიგმენტი შეფუთულია გრანულებში, არ განსხვავდება მწვანე პიგმენტის ქლოროფილის შეფუთვაში მცენარეთა სპეციალურ უჯრედშიდა "კონტეინერებში". UV სხივით სტიმულირებისას, რომლის საერთო დონე იზრდება მსოფლიოს უმეტეს ნაწილში წლის გარკვეულ პერიოდში, ხოლო მცირდება სხვები, მელანოციტები ქმნიან უფრო და უფრო მეტ გრანულებს, რაც საშუალებას აძლევს ხალხს კანი მოირგოს ზაფხულის განმავლობაში და გახდეს "გარუჯული". როგორც აღნიშნა, თუმცა ზოგიერთ ადამიანში ეს უნარი გენეტიკურად შეზღუდულია და ზოგ შემთხვევაში თითქმის არ არსებობს, ხოლო სხვა ადამიანებში ეს არსებითად ზედმეტი. თქვენ ეჭვი არ გეპარებათ, ვინც ცნობილია მზის დამწვრობისადმი მიდრეკილება და ალბათ თვითონაც არის ასეთი: ადამიანები, რომლებსაც "სამართლიან კანს" უწოდებენ და ხშირად თმის წითელი ჩრდილით აქვთ freckled. ასეთ პირებს, როგორც ჯგუფს, აქვთ ყველაზე ნაკლებად ეფექტური დაცვა ულტრაიისფერი გამოსხივებისგან და მათ ურჩევენ სპეციალურს დაჟინებით მოითხოვს მზისგან დამცავი საშუალებების გარეშე გამოსვლას, რამაც შეიძლება მავნე ულტრაიისფერი გამოსხივება მნიშვნელოვნად გაფილტროს იმდენად, რამდენადაც.
კანის პიგმენტაცია და ადამიანის ევოლუცია
მიუხედავად იმისა, რომ კანში ძალიან მცირე მელანინმა შეიძლება გამოიწვიოს პირები მზის დამწვრობისა და კანის უფრო მაღალი რისკის წინაშე ავთვისებიანი სიმსივნეები, სხეულში მელანინის უჩვეულოდ მაღალი დონის მქონე ადამიანები შეიძლება იყვნენ მიდრეკილნი D ვიტამინის მიმართ დეფიციტი ეს იმიტომ ხდება, რომ ორგანიზმში ამ ვიტამინის ძირითადი წყარო სინამდვილეში D ვიტამინის ბუნებრივი წინამორბედია, რომელიც მზის მოქმედებით გარდაიქმნება ვიტამინის აქტიურ ფორმად. მას შემდეგ, რაც მუქი ზედაპირები უფრო მეტად ირეკლავენ, ვიდრე შთანთქავენ UV გამოსხივებას, მუქი კანის მქონე ადამიანები შთანთქავენ ულტრაიისფერი გამოსხივების მცირე ნაწილს, ვიდრე ისინი სხვებს. გარკვეული გაგებით, ეს წარმოადგენს ერთ – ერთ უამრავ ევოლუციურ ვაჭრობას, რომელიც ცოცხალი არსებების სამყაროში გამოიფინა.
როდესაც თანამედროვე ადამიანის შთამომავლები პირველად გადავიდნენ ღია სივრცეებში ხეების საფარის ქვემოდან სანადიროდ და წყლის მოსაძებნად, ისინი უფრო მზის სხივების ქვეშ აღმოჩნდნენ. ამ პროცესში მათ აშკარად უნდა შეეძლოთ არა მხოლოდ მეტი სინათლის, არამედ დამატებითი სითბოს მოტანა. იმისათვის, რომ სიგრილე შევინარჩუნოთ მზეზე მეტი ზემოქმედების ფონზე, ეს ნიშნავს რომ უფრო ღრმად და ეფექტურად ოფლიანობა შეგეძლოს. ოფლის ჯირკვლების უფრო მაღალი სიმკვრივით კანი რომ მოაწყოთ წიწაკა, რაღაც სხვა უნდა წასულიყო და ეს "რაღაც" თმა იყო. აშკარად ადამიანებს კვლავ აქვთ ხელები, ფეხები და ჩემოდნები (ზოგი მნიშვნელოვნად აღემატება სხვას), მაგრამ სხვა მაიმუნებთან შედარებით, ადამიანებმა დაკარგეს სხეულის პრაქტიკულად მთელი თმის თმა. შედეგად, ადრეული ადამიანის ახლად ოფლიანმა კანი უფრო მგრძნობიარე აღმოჩნდა მზისგან. ამან გამოიწვია მელანინის გრანულის დეპოზიტების გაზრდა, რაც ახლა ტროპიკულ განედებზე შეიმჩნევა.
D ვიტამინის დეფიციტი აღინიშნა, როგორც არასასურველი შედეგი კანის ძალიან ბევრი მელანინისა. ვიტამინი D საჭიროა ნაწლავებისთვის, რომ კალციუმის და ფოსფორის ელემენტები მაქსიმალურად ეფექტურად აღიქვას. ორივე ეს საჭიროა ძვლების სწორი ზრდისა და შენარჩუნებისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი ვიტამინი D შეიძლება მიღებულ იქნეს დიეტური წყაროებიდან, როგორიცაა კვერცხის გულები და გარკვეული თევზები, 90 პროცენტი სინთეზირდება კანში ქოლესტერინის წარმოებულებისგან. ამიტომ D ვიტამინი მხოლოდ ჩონჩხის მთლიანობისთვის არის საჭირო, ის შეიძლება სასარგებლო იყოს კიბოს ზოგიერთი ფორმის პრევენციისთვის.
მელანინის სხვა გამოყენება
2017 წელს სან დიეგოს კალიფორნიის უნივერსიტეტის მეცნიერთა ჯგუფმა მიიღო 7,5 მილიონი აშშ დოლარი გრანტი მელანინის პოტენციური გამოყენების შესასწავლად, რომლის შესახებ თეორიებიც შეიტანეს, მაგრამ ოფიციალურად არასდროს იძებნება. პროექტში მონაწილე მეცნიერები იმედოვნებდნენ, რომ მელანინის სინთეზში ჩართული რეაქციების თანმიმდევრობა უფრო ღრმა დონეზე შეისწავლეს, ვიდრე ადრე იყო მესმის მეტი სხვადასხვა სახის მელანინის შესახებ იმ იმედით, რომ გაეცნობა დაკავშირებული ქიმიკატების სინთეზს ზოგიერთი ცნობილი დამცავი შესაძლებლობით მელანინს აქვს. არაბიოლოგიური მასალების შეთავაზების შესაძლებლობა მზის დაზიანებისგან იგივე ძირითადი დაცვა, რასაც მელანინი აძლევს ცოცხალ არსებებს აშკარად წარმოადგენს აქტივს სხვადასხვა ტიპის ინდუსტრიებში, რადგან მზის დაზიანება საღებავსა და სხვადასხვა სერვისებზე თითქმის უნივერსალურია შეშფოთება