Melanina é o nome do pigmento biológico que determina a cor geral da pele e do cabelo em humanos. Formas de melanina são responsáveis pela coloração em todo o mundo animal; por exemplo, a coloração das asas dos pássaros é produzida pela melanina. Além disso, as células que produzem melanina, chamadas melanócitos, podem aumentar ou diminuir seus níveis de melanina produção em respostas a mudanças no ambiente externo (por exemplo, um aumento ou diminuição do sol exposição).
Embora a melanina ainda seja conhecida principalmente por seu papel na fisiologia, os pesquisadores começaram a investigar o substância e seus derivados para determinar se a melanina pode ter aplicações em uma variedade de diferentes indústrias.
Síntese de melanina
A melanina é produzida pelas células dos melanócitos na epiderme, ou camada mais externa da pele (a camada mais espessa e resistente abaixo é chamada de derme). Esses melanócitos ficam na camada mais inferior da epiderme, chamada de estrato basal ou "camada basal". A melanina vem em vários subtipos, sendo o mais comum a eumelanina e um tipo secundário conhecido como feomelanina.
A melanina é uma substância química de massa molecular razoavelmente baixa (318,3 g / mol, menos que o dobro da glicose). Sua fórmula molecular é C18H10N2O4. Pessoas com pele mais escura, na verdade, não têm mais melanócitos do que pessoas com pele mais clara; em vez disso, em pessoas com pele mais escura, uma fração maior dos genes nos melanócitos que são responsáveis pela produção de melanina é ativada. Isso significa que muito mais melanina é produzida por célula em pessoas de pele mais escura, não que pessoas de pele mais escura tenham mais células produzindo o mesmo nível de produção. Isso tem implicações importantes na antropologia evolutiva, porque sugere que os europeus de pele mais clara de hoje compartilham uma ancestralidade profunda com pessoas da África, cuja pele permanece mais escura hoje, graças a diferentes ambientes condições. Muitas pessoas do noroeste da Europa perderam a capacidade de desenvolver bronzeadores porque a fita de DNA que possuem, que codifica para a melanina adicional, existe, mas não pode mais ser ativada. A capacidade dessas pessoas de tolerar a luz ultravioleta (UV) em geral é drasticamente reduzida.
Ao exame microscópico, a eumelanina parece marrom, com uma aparência de grãos finos. A substância não espalha a luz de forma apreciável, como se espera de algo que parece escuro. Os grânulos de melanina individuais têm um diâmetro máximo de cerca de 800 nanômetros, ou um pouco menos de um milionésimo de um metro (equivalentemente, um milésimo de um milímetro). Isso distingue a melanina de alguns metabólitos comuns de pigmentos no sangue, que tendem a ser maiores e espalham a luz mais, e são verdes, amarelos ou marrom-avermelhados em oposição ao marrom claro de melanina.
A função da melanina
O propósito da Melanina não tem nada a ver com a vaidade humana e tudo a ver com a proteção do organismo. A radiação ultravioleta do sol é um carcinógeno bem conhecido e, em exposições altas o suficiente, pode levar a vários tipos de melanoma relacionados, que são doenças malignas da pele. Os melanomas podem ser fatais; dos cerca de 54.000 americanos diagnosticados com melanoma a cada ano, cerca de 8.000 morrem por causa dele. O risco de melanoma maligno entre pessoas de ascendência europeia é 10 vezes maior que entre os afro-americanos.
Algumas pessoas e animais têm muito pouca melanina em seus corpos. Essa condição é conhecida como albinismo e faz com que as pessoas afetadas fiquem mais vulneráveis aos raios ultravioleta.
Melanina e pigmentação da pele
Quando a melanina é produzida nos melanócitos, esse pigmento é empacotado em grânulos, não muito diferente da forma como o pigmento verde clorofila é empacotado em "recipientes" intracelulares especializados nas plantas. Quando estimulado pela luz ultravioleta, o nível total aumenta na maioria das partes do mundo em certas épocas do ano, enquanto diminui em outros, os melanócitos produzem mais grânulos e maiores, permitindo que a pele das pessoas se adapte ao longo do verão e fique "bronzeada". Como notado, no entanto, em algumas pessoas essa capacidade é geneticamente limitada e, em alguns casos, quase ausente, enquanto em outras pessoas é essencialmente supérfluo. Você, sem dúvida, já viu pessoas que são famosas por sofrerem queimaduras solares, e talvez você também seja uma delas: Pessoas descritas como "de pele clara" e que costumam ser sardentas com um tom de cabelo ruivo. Esses indivíduos, como um grupo, têm as defesas menos eficazes contra a radiação UV e são aconselhados com especial insistência em evitar sair ao sol sem protetor solar, que pode filtrar a radiação ultravioleta prejudicial a um significativo extensão.
Pigmentação da pele e evolução humana
Embora muito pouca melanina na pele possa expor os indivíduos a um maior risco de queimaduras solares e pele malignidades, pessoas com níveis anormalmente elevados de melanina no corpo podem ser predispostas à vitamina D deficiência. Isso ocorre porque a principal fonte dessa vitamina no corpo é, na verdade, um precursor natural da vitamina D, que é convertido na forma ativa da vitamina sob a ação da luz solar. Como as superfícies mais escuras tendem a refletir em vez de absorver a radiação ultravioleta, as pessoas com pele mais escura absorvem uma fração menor da radiação ultravioleta à qual estão expostas do que outras. Em certo sentido, isso representa uma das inúmeras trocas evolutivas em exibição no mundo dos seres vivos.
Quando os descendentes dos humanos modernos se mudaram pela primeira vez para espaços abertos sob a cobertura de árvores para caçar e buscar água, eles se expuseram a mais luz solar. No processo, eles obviamente tinham que ser capazes de tolerar não apenas mais luz, mas o calor adicional que vinha com ela. Para se refrescar em um contexto de maior exposição ao sol, isso significava ser capaz de suar de forma mais profusa e eficaz. Para salpicar a pele com uma densidade maior de glândulas sudoríparas, algo mais tinha que desaparecer, e esse "algo" era o cabelo. Os humanos claramente ainda têm pelos nos braços, pernas e troncos (alguns consideravelmente mais do que outros), mas em comparação com outros macacos, os humanos perderam virtualmente todos os pelos do corpo. Como resultado, a pele recém-capaz de suor dos primeiros humanos ficou mais suscetível aos danos do sol. Isso, por sua vez, estimulou o aumento nos depósitos de grânulos de melanina agora observados em latitudes tropicais.
A deficiência de vitamina D foi mencionada como uma consequência indesejada do excesso de melanina na pele. A vitamina D é necessária para que os intestinos absorvam de forma mais eficiente os elementos cálcio e fósforo. Ambos são necessários para o crescimento e manutenção adequados dos ossos. Embora alguma vitamina D possa ser derivada de fontes dietéticas, como gemas de ovo e certos peixes, 90 por cento é sintetizada na pele a partir de derivados do colesterol. Portanto, a vitamina D não é apenas necessária para a integridade do esqueleto, mas também pode ser útil na prevenção de algumas formas de câncer.
Outros usos da melanina
Em 2017, um grupo de cientistas da Universidade da Califórnia em San Diego recebeu uma bolsa de US $ 7,5 milhões para estudar os usos potenciais da melanina que foram teorizados, mas nunca formalmente buscados. Os cientistas envolvidos no projeto esperavam aprender a sequência de reações envolvidas na síntese de melanina em um nível mais profundo do que havia sido investigado anteriormente, e entender mais sobre os diferentes tipos de melanina na esperança de buscar a síntese de produtos químicos relacionados com algumas das conhecidas capacidades de proteção a melanina tem. A capacidade de oferecer a materiais não biológicos algumas das mesmas proteções básicas contra os danos do sol que a melanina dá aos seres vivos seria claramente um trunfo em vários tipos de indústrias, já que os danos solares em tintas e vários serviços são quase universais interesse.
