Mis on melanogenees?

Inimeste nahavärv on peamiselt tingitud melaniini tootmisest, osidiseeritud türosiini polümeeridest, mis moodustavad nahas tumedaid graanuleid. Melanogenees on melaniini tootmine spetsiaalsete rakkude poolt, mida nimetatakse melanotsüütideks. Sellised rakud asuvad nahas, juustes ja silmades. Ensüüm, mis vahendab selle pigmendi tootmist, on teatud tüüpi polüfenooloksüdaas, mida tuntakse türosinaasina.

Melanotsüüdid, milles toimub melaniini tootmine, asuvad peamiselt epidermise ehk nahakihi basaaltasandil. Umbes 5-10% selle nahakihi rakkudest on melanotsüüdid. Melanogenees kulgeb kogu aeg tausta- ehk basaaltasemel. Seda saab aktiveerida ka päikese ultraviolettkiirgus (UV).

Heledatel inimestel, näiteks Põhja-Euroopa päritolu inimestel, on melanogeneesi basaaltase madal. Nad on melaniini puudumise tõttu altid nahakahjustustele päikese käes. Tumedama nahavärviga inimesed toodavad palju rohkem pigmenti ja neil on palju suurem loomulik kaitse päikese eest. Need erinevused nahavärvis on korrelatsioonis vastuvõtlikkusega nahavähi melanoomile ja arvatakse, et need pärinevad nende esivanemate evolutsioonist piirkondades, kus päikesevalguse ja UV-kiirguse hulk on erinev.

Madal melanogeneesi tase võib olla kasulik. Melaniini kõrge tase häirib UV-kiirte neeldumist, mis on vajalik oluliste ühendite, näiteks D-vitamiini tootmiseks. D-vitamiini madal tase võib põhjustada mitmesuguseid probleeme. Selline melaniini tase kaitseb aga foolhappe lagunemise eest. Selle ühendi madal tase võib põhjustada sünnidefekte.

Melanogeneesi protsess hõlmab ensüümi türosinaas, mis viib hapnikuaatomi aminohappe türosiini fenoolrühma. Selle tulemuseks on hüdroksüülrühma (OH) olemasolu fenoolil. Seejärel viib ensüüm läbi teise reaktsiooni, lisades esimese kõrval veel ühe hüdroksüülrühma. Seejärel oksüdeeritakse need kinoonideks, ebastabiilseteks hapnikuühenditeks, millel puudub vesiniku molekul. Kinoonid jätkavad üksteisega reageerimist, tekitades tumeda pigmendi melaniini, mis seejärel akumuleerub graanuliteks.

Melanogeneesi kontrollivad mitmed mehhanismid. See on hormonaalse kontrolli all, kuna peptiidid aktiveerivad retseptori. Paljud teised molekulid võivad stimuleerida melaniini tootmist, sealhulgas kooleratoksiin, D-vitamiini metaboliidid ja retinoehappe derivaadid. Kui UV-kiirgus kahjustab naha DNA-d, võib selle protsessi käivitada ka üks DNA lagunemissaadustest.