멜라닌의 화학

멜라닌은 어둡고 자연적으로 발생하는 색소로 여러 형태로 제공되며 인간 피부색의 대부분을 담당합니다. 그것은 다음과 같은 세포에 의해 생성됩니다. 멜라닌 세포피부의 가장 바깥 쪽 층의 가장 깊은 부분에 위치합니다. 이 멜라닌의 대부분은 각질 세포멜라닌 세포보다 훨씬 더 많습니다.

멜라닌이 합성 된 후에는 멜라닌 세포 내의 체내에 저장됩니다. 멜라노 좀. 다양한 종류의 멜라닌 중 가장 흔한 것은 유 멜라닌"좋은 멜라닌"을 의미합니다. 많은 양의 유 멜라닌이 더 많이 존재하면 피부색이 더 어둡고 갈색이되는 반면, 피부가 밝은 사람에게는이 색소의 밀도가 낮습니다.

사람들이 주로 피부 멜라닌 함량의 차이로 인해 피부색의 차이를 보이는 것은 사람들이 피부 멜라닌 함량이 크게 다르기 때문이 아닙니다. 번호 그들이 가지고있는 멜라닌 세포의. 대신 일부 사람들의 개인 멜라닌 세포는 다른 것보다 훨씬 더 활동적입니다.

신체의 많은 물질과 마찬가지로 멜라닌의 화학적 구성은 탄소, 수소, 산소 및 질소의 혼합물을 포함합니다. 그만큼 멜라닌 화학식 C입니다₁₈H₁₀엔₂영형₄, 멜라닌에 318g / mol (g / mol)의 분자량 또는 몰 질량을 제공합니다.

(역사적인 이유로 몰 6 x 10을 포함하는 물질의 양 (그램 단위) ²³ 분자 크기의 기본 측정 값입니다.)

멜라닌은 3 개의 6 원 고리 (중심점 주위에 배열 된 6 개의 원자)로 구성되어 있으며, 각 고리는 5 원 고리가 자신과 이웃 사이의 각도 중 하나에 자리 잡고 있습니다. 이 5 원 고리는 각각 멜라닌에있는 두 개의 질소 원자 중 하나를 포함하며 분자의 반대쪽에 있습니다.

멜라닌에있는 4 개의 산소 원자는 각 끝에있는 6 개 원자 고리의 탄소에 결합되어 있습니다. 이들은 이중 결합이며 C = O 배열은 5 원 고리가 부착 된 고리의 반대쪽에 있습니다.

멜라닌에 대한 공식을 그림에 의존하지 않고보다 명확한 형태로 표현하고 싶다면 SMILES (Simplified Molecular-Input Line-Entry System)에서 사용되는 형식으로 작성할 수 있습니다.

CC1 = C2C3 = C (C4 = CNC5 = C (C (= O) C (= O) C (= C45) C3 = CN2) C) C (= O) C1 = O

여기서 숫자는 첨자가 아니라 개별 고리 내 원자의 숫자 위치를 나타냅니다. 수소 멜라닌에 포함 된 원자는 포함되지 않지만 각 탄소가 4 개의 결합을 형성한다는 점을 염두에두고 위의 구조에 "틈"을 채워서 그 수와 위치를 결정할 수 있습니다.

인간 피부 표피, 진피 및 피하 조직 층의 가장 바깥 쪽에서 가장 안쪽까지 세 개의 층이 있습니다. 표피는 그 자체로 수많은 층으로 나뉘며, 가장 깊은 층은 지층 germinativum (때로는 기저층이라고도 함). 표피와 진피를 분리하는 기저막에 인접한이 층은 멜라닌 세포가 생성되는 곳입니다.

현미경 검사에서 멜라닌 세포는 특징적인 불규칙한 모양을 가지고 있습니다. 멜라닌 세포가 멜라닌을 생성하는 정도는 유전자 멜라닌은 표현, 또는 켜져 있습니다. "유전자 발현"은 특정 제품, 이 경우 단백질을 만들기 위해 공장에서 스위치를 켜는 것으로 생각하십시오.

거의 모든 인간은 멜라닌 "팩토리"(멜라닌 세포), 그러나 사람들이 이러한 "팩토리"를 사용하는 정도는 개인과 민족 인구에 따라 크게 다릅니다.

햇빛은 대부분의 사람들에게 어느 정도 멜라닌 생성을 유발합니다. 이것은 "황갈색"으로 알려진 단기 피부 어두워지는 과정입니다. 빛의 자극에 의해 생성 된 멜라닌은 신체의 나머지 부분을 보호하는 역할을합니다. 유해한 자외선 (UV) 복사 햇빛에.

가을과 겨울에 발생하는 것처럼 신체가 더 이상 환경의 풍부한 자외선을 감지하지 못할 때, 멜라닌 생성에 대한인지 된 필요도 감소하고 피부가이 과정에서 밝아지는 경향이 있습니다. 계절.

또한 멜라닌 세포는 멜라닌을 생산하고 저장하고 방출하지만 훨씬 더 널리 퍼진 표피 세포는 각질 세포 안료를 가장 많이받는 사람이됩니다. 멜라닌 세포에서 각질 세포로의 멜라닌 이동은 각 멜라닌 세포에서 바깥쪽으로 확장되는 많은 촉수 (최대 40 개 정도)에 의해 촉진됩니다.

멜라닌 세포에서 형성된 멜라노 좀은 각질 세포로 이동하여 세포막과 핵 사이에 위치하여 DNA (데 옥시 리보 핵산, 인간의 "유전 물질"및 모든 알려진 생명체)은 그 핵 내에서 UV 방사선 손상으로 인한 것입니다.

유 멜라닌은 인간이 생산하는 가장 풍부한 유형의 멜라닌이지만 유일한 일반적인 유형과는 거리가 멀다. 두 가지 다른 주요 형태로 존재합니다. 페오 멜라닌 과 신경 멜라닌. 유 멜라닌과 페오 멜라닌은 기능적으로나 화학적으로 많은 공통점을 가지고있는 반면, 뉴로 멜라닌은 악성입니다.

유 멜라닌과 페오 멜라닌은 모두 표피의 가장 낮은 층 (층)에있는 멜라닌 세포에 의해 만들어집니다. 이 세포는 다음과 같이 시작합니다. 흑색 모세포 인간 배아 발달 동안 신경관에서 파생 된 조직에서. 이들 각각의 합성은 아미노산 페닐알라닌과 밀접하게 관련된 분자 인 티로신에서 시작됩니다. 티로신은 곧 도파 퀴논으로 전환되며, 이는 궁극적으로 멜라닌 생성을 초래하는 여러 가지 화학적 경로를 따를 수 있습니다.

뉴로 멜라닌은 신경 전달 물질 분해의 일부로 뇌에서 생성됩니다. 도파민, 페닐알라닌과 티로신의 또 다른 가까운 화학 친척. 이것은 뇌의 일부에서 발생합니다. 흑질. 다른 두 가지 형태의 인간 멜라닌과 달리 뉴로 멜라닌은 피부색 결정에 참여하지 않습니다.

멜라닌의 생물학적 명성에 대한 주장은 피부색에 대한 기여이지만 관련이 있거나 관련이없는 여러 생리적 기능도 수행합니다. 멜라닌은 모발 색깔에 영향을 미치며 태양 및 기타 전자기 방사원으로 인한 빛 손상으로부터 피부와 눈을 보호합니다.

유 멜라닌은 더 갈색을 띤 검은 색인 반면 페오 멜라닌은 더 황적색입니다. 사람 피부의 과색은이 두 가지 유형의 멜라닌 비율과 개별 세포 내 멜라노 좀의 전체 밀도의 조합에 의해 결정됩니다.

또한 동일한 개인의 다른 신체 부위에서 다른 유형의 멜라닌이 우세합니다. 예를 들어, 더 분홍색 인 입술은 페오 멜라닌이 더 높습니다.

더 밝은 색의 피부는 일반적으로 멜라닌 세포 내에서 클러스터 당 2 ~ 3 개의 멜라노 좀 밀도를 갖는 반면, 더 어두운 피부는 더 많은 "이동성"멜라닌 세포를 특징으로합니다. 각질 형성 세포.

인간 진화의 어느 시점에서, 다양한 개체군이 서로 멀리 떨어져 정착했습니다. 일부는 적도에 더 가깝게 남아 있고 다른 일부는 주로 유럽에서 북위로 향하고 있습니다. 먼저. 더 맑고 더운 환경에 있기 때문에 적도에 더 가까운 사람들은 북쪽에있는 사람들과 비교하여 체모의 대부분을 잃었습니다.

전 세계 여러 인구에서 멜라닌 생성의 차별적 인 발달을 촉진 한 것으로 여겨지는 것은 상대적인 모발 분포의 이러한 변화입니다. 적도에 더 가까이 사는 사람들은 이제 더 높은 유 멜라닌 대 페오 멜라닌 비율을 보여 주어 피부가 더 어두워 질뿐만 아니라 자외선을 흡수하는 능력도 더 커졌습니다. 반면에 햇빛이 적은 서늘한 지역에 사는 사람들은 유 멜라닌과 페오 멜라닌의 비율이 낮아 암을 비롯한 자외선 피부 손상에 더 취약합니다.

2015 년에 예일 대학의 연구원들은 다음과 같은 방법을 찾았다 고보고했습니다. 자외선은 생쥐의 멜라닌에서 반응합니다 몇 시간 만에 암 형성을 촉진하는 방식으로. 이것은 멜라닌의 절묘한 "양날"특성을 강조하는 것 같았습니다. 그것이 건강 자산으로 작용할 수있는 모든 영역에 대해 다른 곳에서 건강 책임을 제기하는 것처럼 보입니다.

비타민 미네랄 칼슘을 인체가 처리하는 데 중요한 역할을하는 D는 섭취 후 활성 형태로 전환되기 위해 자외선을 받아야합니다. 이것은 북부 위도에 사는 사람들이 일반적으로 비타민 D 결핍에 더 취약하다는 것을 의미합니다. 그들의 몸은 평균적으로 적도에 가까운 사람들보다 연중 햇빛을 덜 받기 때문입니다. 하다.

그러나 자외선과 멜라닌의 관계에 대한 또 다른 의미는 피부색이 어두운 사람들이 어디에 있든 살아있는 경우 (특히 매우 북부 또는 남부 지역에있는 경우) 비타민 D 수치 문제가 있는지 모니터링해야합니다. 그들의 고밀도 멜라노 좀은 자외선의 위험에 대한 보호를 제공하는 동시에 몇 가지 유익한 효과.

자외선, 멜라닌 및 피부의 행동 사이의 많은 관계는 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 예를 들어 피부에 자외선을 투여하면 단기간에 면역 기능을 억제 할 수있는 것으로 알려져있다. 이는 건선과 같은 면역 성분으로 염증성 피부 상태의 재발을 제어하려고 할 때 바람직 할 수 있습니다.

멜라닌이 신체에서 어떤 면역 역할을 할 수 있는지는 아직 밝혀지지 않았습니다.

멜라닌 합성 및 수송의 이상을 수반하는 여러 임상 상태가 잘 알려져 있습니다. 이는 멜라닌 형성 및 멜라닌 분포 과정의 모든 단계에 영향을 미칠 수 있습니다.

여기에는 다음이 포함됩니다.

흑색 모세포의 장애. 기억 하시겠지만, 이 세포들은 멜라닌 세포의 전구체입니다. 그들은 배아 및 태아 발달의 형성 부위에서 궁극적으로 할당 된 역할을 수행 할 장소로 이동해야합니다.

그러나 때때로 멜라노 모세포는 그들이 가야 할 곳에 도달하지 못합니다. 하나의 결과는 Waardenburg 증후군, 영향을받은 사람들은 생애 초기에 멜라노 모세포가이 부위에 거주하지 못해 매우 밝은 피부와 조기 백발이있는 부위를 가지고 있습니다.

멜라닌 세포의 장애. 이들 중 더 악명 높은 것 중에는 백반증, 이는 피부 전체에 걸쳐 균일하지 않은 방식으로 멜라닌 세포의자가 면역 매개 파괴를 포함합니다.

신체가 자신의 세포를 공격하는 비대칭 방식으로 인해 피부는 피부의 영향을받지 않는 영역과 섞인 밝은 피부의 뚜렷한 패치를 보여줍니다.

멜라노 좀 장애. 멜라닌 저장 부위와 관련된 두 가지 일반적인 장애는 다음과 같습니다. 체디 악-히가시 증후군 과 그리 셀리 증후군, 둘 다 눈에 띄는 피부 색소 침착 문제를 수반하지만 다른 신체 시스템에도 영향을 미칩니다.

체디 악-히가시 증후군에서 백색증 (피부와 눈에 거의 전체적인 색소 침착이 부족함), 유전자 돌연변이 장애의 멜라닌 성분을 담당하는 것은 또한 중요한 면역계 화학 물질의 합성을 방지합니다.

티로시나 아제와 관련된 장애. Tyrosinase는 멜라닌 및 페오 멜라닌 합성에서 중간 화합물 인 dihydroxyphenylalanine을 도파 퀴논으로 전환시키는 효소 또는 생물학적 촉매 단백질입니다. 이 효소가 제대로 작동하지 않거나 부재하면 멜라닌 합성 경로가 중단 될 수 있습니다.

예를 들어, 유전병에서 페닐 케톤뇨증 (PKU), 다른 효소의 실패는 티로시나제에 대한 이차적 인 억제 효과를 갖는 페닐알라닌의 상당한 축적을 초래합니다. 이것은 멜라닌 합성의 "하류"감소로 인해 피부가 고르지 않게합니다.