Melanina

Melanin; nga greqishtja: μέλας melas, "e zezë, e errët") është një term i gjerë për një grup të pigmenteve natyrore që gjenden në shumicën e organizmave. Melanina prodhohet përmes një procesi kimik shumë-fazor të njohur si melanogenesis, ku oksidimi i tirozinës aminoacide pasohet nga polimerizimi. Pigmentet e melaninës prodhohen në një grup të specializuar qelizash të njohura si melanocite.

Ekzistojnë tre lloje themelore të melaninës: eumelanin, feomelanin dhe neuromelanin. Lloji më i zakonshëm është eumelanin, nga të cilët ekzistojnë dy lloje: eumelanin kafe dhe eumelanin me ngjyrë kafe të errët. Feomelanin është një derivat cisteine që përmban pjesë polibenzotiazine të cilat janë kryesisht përgjegjëse për ngjyrën e flokëve të kuq, ndër të tjera pigmentim. Neuromelanina gjendet në tru. Hulumtimet janë ndërmarrë për të hetuar efikasitetin e tij në trajtimin e çrregullimeve neurodegjenerative siç janë Parkinsonet. [1]

Në lëkurën e njeriut, melanogjeneza fillohet nga ekspozimi ndaj rrezatimit UV, duke bërë që lëkura të errësohet. Melanina është një absorbues efektiv i dritës; pigmenti është në gjendje të shpërndajë mbi 99.9% të rrezatimit UV të zhytur. [2] Për shkak të kësaj pronë, melanina mendohet se mbron qelizat e lëkurës nga dëmtimi i rrezatimit UVB, duke zvogëluar rrezikun e varfërimit të folateve dhe degradimit të lëkurës, dhe konsiderohet se ekspozimi ndaj rrezatimit UV shoqërohet me rritjen e rrezikut të melanomës malinje, një kancer të melanociteve ( qelizat e melaninës). Studimet kanë treguar një incidencë më të ulët për kancerin e lëkurës te individët me melaninë më të përqendruar, d.m.th ton të errët të lëkurës. Sidoqoftë, marrëdhënia midis pigmentimit të lëkurës dhe fotoprotekimit është akoma e pasigurt. [3]

Njerëzit

Tek njerëzit, melanina është përcaktuesi kryesor i ngjyrës së lëkurës. Gjendet gjithashtu te flokët, indi i pigmentuar që qëndron në themel të irisit të syrit dhe vaskulat stria e veshit të brendshëm. Në tru, indet me melaninë përfshijnë medulen dhe neuronet që mbajnë pigment brenda zonave të sistemit të trurit, të tilla si locus coeruleus dhe substanca nigra. Ndodhet edhe në zona retikulis të gjëndrës mbiveshkore.

Melanina në lëkurë prodhohet nga melanocitet, të cilat gjenden në shtresën bazale të epidermës. Megjithëse, në përgjithësi, qeniet njerëzore posedojnë një përqendrim të ngjashëm të melanociteve në lëkurën e tyre, melanocitet në disa individë dhe grupe etnike prodhojnë sasi të ndryshueshme të melaninës. Disa njerëz kanë shumë pak ose aspak sintezë të melaninës në trupin e tyre, gjendje e njohur si albinizëm.

Për shkak se melanina është një agregat i molekulave të përbërësve më të vegjël, ekzistojnë shumë lloje të ndryshme të melaninës me përmasa të ndryshme dhe modele lidhjesh të këtyre molekulave përbërëse. Të dy feomelanina dhe eumelanina gjenden në lëkurën dhe flokët e njeriut, por eumelanin është melanina më e bollshme tek njerëzit, si dhe forma që ka shumë të ngjarë të jetë e mangët në albinizëm.

Organizmat e tjerë

Melaninat kanë role dhe funksione shumë të ndryshme në organizma të ndryshëm. Një formë e melaninës përbën bojën e përdorur nga shumë cefalopodë si një mekanizëm mbrojtës kundër grabitqarëve. Melaninat mbrojnë gjithashtu mikroorganizmat, siç janë bakteret dhe kërpudhat, kundër streseve që përfshijnë dëmtimin e qelizave siç është rrezatimi UV nga dielli dhe speciet reaktive të oksigjenit. Melanin gjithashtu mbron nga dëmtimet nga temperaturat e larta, streset kimike (të tilla si metale të rënda dhe agjentë oksidues), dhe kërcënimet biokimike (siç janë mbrojtja pritëse kundër mikrobeve pushtuese). Prandaj, në shumë mikrobe patogjene (për shembull, në Cryptococcus neoformans, një kërpudhë) melanina duket se luan role të rëndësishme në virulencën dhe patogjenitetin, duke mbrojtur mikrobin kundër patogjenë të tjerë.Tek jovertebrorët, një aspekt kryesor i sistemit të lindur të mbrojtjes imune kundër patogjenëve pushtues përfshin melaninën. Brenda disa minutave pas infektimit, mikrobi përfshihet brenda melaninës (melanizimi), dhe gjenerimi i nënprodukteve të radikalit të lirë gjatë formimit të kësaj kapsulë mendohet se ndihmon në vrasjen e tyre. Disa lloje të kërpudhave, të quajtura kërpudhat radiotrofike, duket se janë në gjendje të përdorin melaninën si një pigment fotosintetik që u lejon atyre të kapin rrezet gama dhe ta shfrytëzojnë këtë energji për rritje.Pendët më të errëta të zogjve i detyrohen ngjyrës së tyre ndaj melaninës dhe janë më pak të degjeneruar nga bakteret sesa ato që përmbajnë pigmente karotenoidësh. Pendët që përmbajnë melaninë janë gjithashtu 39% më rezistente ndaj gërryerjes sesa ato që nuk bëjnë sepse kokrrizat e melaninës ndihmojnë në mbushjen e hapësirës midis fillesave të keratinës që formojnë pendë.

Shtigjet biosintetike

Hapi i parë i shtegut biosintetik si për eumelanins ashtu edhe për feomelanins katalizohet nga tirosinaza. [31]

Tyrozina → DOPA → dopaquinone Dopaquinone mund të kombinohet me cisteinë përmes dy rrugëve drejt benzotiazines dhe feomelanins

Dopaquinone cisteinë → 5-S-cisteinyldopa → benzotiazine e ndërmjetme → feomelanina Dopaquinone cisteinë → 2-S-cстеeinyldopa → benzotiazine e ndërmjetme → feomelanina Gjithashtu, dopaquinone mund të shndërrohet në leucodopachrome dhe të ndjekë dy rrugë të tjera për në eumelanins

Dopaquinone → leucodopachrome → dopachrome → 5,6-dihydroxyindole-2-acid karboksilik → quinone → eumelanin Dopaquinone → leucodopachrome → dopachrome → 5,6-dihydroxyindole → quinone → eumelanin Rrugët e detajuara metabolike mund të gjenden në bazën e të dhënave KEGG.