Основная функция меланоцитов – защитная. Они защищают кожный покров и весь организм от воздействия ультрафиолетового облучения. При нормальной работе организма и умеренном пребывании под открытыми солнечными лучами, на теле человека возникает загар. Он играет решающую роль в фотозащите благодаря своей способности поглощать ультрафиолетовое излучение (UVR). Шкала Фитцпатрика является наиболее часто используемой системой для определения фенотипов кожи. В ней выделяют шесть фототипов (I-VI) по степени эритемы и приобретенной пигментации после воздействия ультрафиолетового излучения. Естественный цвет кожных покровов отражает генетически определенный уровень меланина и может изменяться в зависимости от различных факторов. Эти факторы могут быть внутренними (высвобождаются кератиноцитами и фибробластами, эндокринными, воспалительными и нейрональными клетками) или внешними (УФИ и лекарственные средства обладающие фототоксичностью).
Наука о пигментации кожи
Меланоциты – это клетки человеческого организма, отвечающие за выработку пигмента – меланина. Меланин является основным фактором, определяющим цвет кожи, волос и глаз.
Один меланоцит контактирует с ≈ 40 кератиноцитами и составляет «эпидермальную меланиновую единицу».
Конститутивная пигментация отражает генетически детерминированный уровень меланина и может быть изменена несколькими регуляторными факторами. Эти факторы могут быть эндогенными (кератиноциты, фибробласты, эндокринные нарушения и поствоспалительные изменения) или экзогенными (ультрафиолетовое излучение и лекарственные средства).
Существует несколько дерматозов, связанных с дефектами пигментации, которые могут быть врожденными или приобретенными, постоянными или временными, системными или ограниченными только кожными покровами. Поскольку дисхромии кожи оказывают важное влияние на качество жизни пациентов, и их лечение может быть нерезультативным, фармацевтическая и косметическая отрасли непрерывно ищут новые решения проблемы пигментации. Выявление и понимание механизма меланогенеза облегчают понимание патогенеза нарушений пигментации и разработку потенциальных терапевтических средств.
Меланогенез — это сложный физико-химический процесс, который является частью защитной системы кожного барьера.
Абсорбция света меланином приводит к активации фоторецепторов, терморегуляции и фотозащите. Меланины также являются активными катионными хелатирующими агентами и могут выступать в качестве свободных радикалов. Экспрессия генов контролируется сложным комплексом, включающим транскрипционные факторы и другие внутриклеточные сигнальные пути.
Генетические, биохимические и фармакологические исследования доказали, что передача сигнала идет от пептида ПОМК (POMC) к α-МСГ(α-MSH) и АКТГ(ACTH) через путь цАМФ и играет определяющую роль в дифференциации меланоцитов и регуляции меланогенеза.
Этот путь начинается с POMC, производимого гипофизом и эпидермальными кератиноцитами, в результате, расщепления которого образуется α-MSH.
α-MSH функционирует так же, как и все гормоны, благодаря наличию специфического трансмембранного связанного с белком рецептора — MC1R. Он инициирует сложный сигнальный каскад, который приводит к выработке чёрного или коричневого эумеланина.
Связываясь с MC1R, α-MSH стимулирует α-субъединицу стимулирующего G-белка. Последний активирует аденилатциклазу, повышая внутриклеточный уровень цАМФ. Повышенный уровень цАМФ действует как второй мессенджер для активации протеинкиназы A (PKA), которая проникает в ядро меланоцита и активирует транскрипционный фактор цАМФ-ответный элемент активирующего белка (CREB), который в конечном итоге инициирует проявление микрофтальмия-ассоциированного транскрипционного фактора (MITF).
MITF является «основным регулятором» меланоцитов и процесса меланогенеза. Он регулирует экспрессию большого количества генов, участвующих в сохранении, дифференциации, подвижности и выработке меланина, включая тирозиназу (TYP) и другие родственные меланогенные ферменты DOPA-хром таутомеразу (DCT) и тирозиназа-зависимые белки 1 и 2 (TYRP1, TYRP2).
Чтобы стать функциональными белками, эти меланогенные ферменты подвергаются в вначале процессу созревания в аппарате Гольджи и проходят секреторный путь. Оттуда они доставляются в предварительно сформированные меланосомы на II стадии, где инициируется синтез пигмента и дальнейшее его созревание.
Внутри меланосомы пигментные гранулы меланина синтезируются из аминокислоты тирозина, который превращается в L-ДОФА и ДОФА-хинон под действием фермента тирозиназы. Допахромтаутомера и связанный с тирозиназой белок 1, превращают ДОФА-хинон в другие промежуточные продукты. В результате дальнейшего окисления различных соединений образуются эумеланиновые пигменты, которые отличаются по цвету и растворимости. Альтернативный путь при наличии цистеина или глутатиона заставляет ДОФА-хинон превращаться в феомеланин. Отношение компонентов двух пигментов, эумеланина и феомеланина, определяет конечный цвет кожи.
Зрелая меланосома (стадия IV), заполненная меланиновыми пигментами в дальнейшем транспортируется в дендрит. Молекулярные механизмы внутриклеточного переноса меланосом из центра клетки в дендриты представляет собой транспортную систему на основе микротрубочек в сочетании с двигательным белком кинезином и динеином, что зависит от внутриклеточной концентрации цАМФ. Захват на кончике дендрита сопровождается переносом в соседние кератиноциты, но этот механизм еще окончательно не понятен.
Изучение и расширение научных знаний о меланогенезе с определением ключевых биологических маркеров предоставляет Лаборатории nunii и дает возможность оказать воздействие не только на тирозиназу, но и весь биохимический каскад за счет эффективной комбинации депигментирующих ингредиентов для получения более безопасного и более эффективного лечения для борьбы с гиперпигментацией кожи.