Opalenizna. Dlaczego i jak powstaje?

Opalanie, opalenizna, to temat przewodni wakacji dla wielu osób. Nie wiem, czy zastanawialiście się, czym właściwie jest opalenizna i w jakim procesie powstaje. Poniżej, w dzisiejszym artykule znajdziecie kluczowe informacje w tym temacie 👇

Na początek kilka przydatnych definicji:

• eumelaniny czarnobrązowe pigmenty
• feomelaniny żołtoczerwone pigmenty
• allomelaniny pigmenty występujące w roślinach

__________

Ciekawostka: Istnieje hipoteza,
która głosi że melaniny powstały
jako efekt uboczny pojawienia się
tlenu w atmosferze.

_________

 Melanocyty znajdziemy w różnych częściach ciała:

Rys.2. Melanocyty w ciele ludzkim. Opracowanie własne. Materiały informacyjne: 'Melanocyty - komórki barwnikowe o wielu obliczach' D. Marczyńska, M. Przybyło.

Funkcje melaniny:

• barwę skóry
• tęczówki
• włosów

 

Im więcej eumelaniny, tym włos lub skóra są brązowe lub czarne. Jeśli przeważa ilość feomelaniny to przeważającym kolorem będzie rudy.

 

 

____________

Ważne: w ciągu życia, ilość
melanocytyów nie ulega zmianie.

__________

 

 

Główną funkcją melaniny jest przede wszystkim ochrona komórek przed szkodliwym wpływem promieniowania UV, a także eliminacja wolnych rodników (ROS lub RFT).

 

Oba powyższe czynniki działają destrukcyjnie na kwasy nukleinowe: DNA, RNA, a także białek i lipidów. W konsekwencji dochodzi do dysfunkcji działania tych molekuł, a także do wszelakich zaburzeń na poziomie komórkowym.

 

Najbardziej szkodliwym skutkiem promieniowania UV są zmiany w strukturze DNA, które w efekcie mogą prowadzić do nowotworzenia, czyli powstawania zmian nowotworowych skóry takich jak: czerniak, rak podstawnokomórkowy, czy płaskokomórkowy.

 

Rola melaniny wynika ze zdolności do rozpraszania i absorpcji promieniowania ultrafioletowego, a także do zamieniania pochłoniętej energii w ciepło.

 

 

 

Uwzględniając pigmentację skóry można wyróżnić trzy główne rasy:

• Celtycką o bardzo jasnej karnacji. Bardzo mała ilość melanocytów, które syntetyzują głównie feomelaninę.
• Negroidalna (czarna) odznacza się dużą liczebnością melanocytów wypełnionych tylko eumalaniną.
• Kaukaska o znacznej ilości melanosomów, przy czym eumelanina syntezowana jest w niewielkich ilościach.

Na zabarwienie skóry wpływa szereg czynników takich jak:

• przysadka mózgowa
• nadnercza
• tarczyca
• gruczoły płciowe
• dieta
• metabolizm białek

Istotną kwestią jest fakt, że gęstość melanocytów w skórze osób różnych ras jest porównywalna, ale kluczowe jest tutaj ich rozmieszczenie.

Na odcień skóry mają wpływ proporcje eumelaniny do feomelaniny. W skórze jasnej melanosomy są nieliczne, tworzą skupiska, a ilość barwnika jest uboga. U ludzi z ciemną karnacją dominują eumelanosomy, które rozmieszczone są pojedynczo.

JAK POWSTAJE MELANINA?

Melaniny powstają w wieloetapowym procesie utleniania związków fenolowych przy udziale aminokwasu tyrozyny. Biosynteza zachodzi w melanocytach i nabłonku barwnikowym siatkówki.

 

Możemy wyróżnić 4. stadia rozwoju melanosomów (struktur, w których produkowany jest barwnik): stadium I - tzw. premalanosomy, nie zawierają tyrozynazy stadium II - obecna tyrozynaza oraz widoczna jest różnica pomiędzy dwoma rodzajami barwnika, czyli eumalaniną i feomelaniną stadium III - melanosomy, w których produkowana jest feo- i eumelanina stadium IV - gotowe melanosomy wypełnione pigmentem melaninowym.

Rys.3. Melanocyt. Opracowanie własne. Smart Servier Medical Art. Dostęp online: https://smart.servier.com/smart_image/epidermis-3/

 

 

Melanosomy zapewniają właściwe warunki do syntezowania oraz przechowywania melaniny, a także chronią pozostałe elementy komórki przed reaktywnymi formami tlenu (ROS)

PROCES OPALANIA

Opalanie to proces odwracalny, który indukowany jest przez promieniowanie ultrafioletowe.

 

Opalenizna pojawia się w dwóch etapach:

 

Rys.4. “Chemistry of tanning”. Dostęp online: https://www.scientificanimations.com/chemistry-of-skin-tanning/

I etap, czyli natychmiastowa pigmentacja (IPD - immediate pigment darkening). Następuje fotooksydacja istniejącej już w skórze melaniny. Na tym etapie nie jest syntezowany nowy pigment. II etap, czyli pigmentacja opóźniona (DPD - delayed pigment darkening). Po ok. 2-3 dniach powstaje opalenizna. W tym etapie syntezowane są nowe ilości melaniny oraz wzrasta aktywność tyrozynazy. Wzrasta także liczba i aktywność melanocytów.

 

Faza II swoje maksimum osiąga ok. 10 dnia od ekspozycji na słońce i może trwać nawet do kilku miesięcy, aż do momentu powrotu skóry do swojego pierwotnego koloru.

Jednostka melanocytarna = 1 melanocyt otoczony 30-40 keratynocytami.

 

Rys. 5. “Skóra - budowa i funkcje”, dr n. med. Bogusław Nedoszytko. Dostęp online: http://nedo.gumed.edu.pl/wszpziu/histologia/

Rysunek 5. przedstawia uwalnianie melaniny z melanosomów oraz jej przemieszczanie w kierunku keratynocytów. W keratynocytach melanosomy układają się tak, aby chronić jądro komórkowe. Tworzą tzw. parasol ochraniający materiał genetyczny przed uszkodzeniem przez promieniowanie UV.

 

Ważnym aspektem, który należy poruszyć jest zdolność melaniny do tworzenia kompleksów (nowych związków) z wieloma substancjami chemicznymi, w tym lekami! Wiązanie substancji leczniczej z pigmentem może spowodować osłabienie reakcji toksycznych, a tym samym obniżenie zdolności leczniczej. Może nastąpić skumulowanie leku w komórkach, a w związku z tym zachodzi ryzyko uszkodzeń komórki oraz działań niepożądanych.

Dlatego tak ważne jest, abyście czytali ulotki oraz stosowali się do zaleceń lekarza. Badania modelowe oddziaływania leków z melaniną, wywołujące reakcje fototoksyczne wykazały zdolność tworzenia kompleksów m.in z antybiotykami, czy środkami miejscowo znieczulającymi.

PODSUMOWANIE

Natura została tak skonstruowana, aby zapewnić wszelkim organizmom, nie tylko ludzkiemu czynniki obronne. Takim czynnikiem są melaniny. Związki te odgrywają niezwykle ważną rolę m.in w ochronie przed destrukcyjnym wpływem promieniowania UV oraz powstającymi równolegle reaktywnymi formami tlenu. Odpowiedzialne są za pigmentację skóry i włosów, a także biorą udział w procesach prawidłowego widzenia i słyszenia.