Melanines

Onder Melanines de geneeskunde begrijpt de lichaamseigen pigmenten die de huid, het haar en de ogen hun kleur geven. De melanines worden aangemaakt in de zogenaamde melanocyten en afgegeven aan de omliggende cellen. Bij gepigmenteerde mensen neemt het pigment de rol aan van een UV-filter.

Wat zijn melanines?

Melanines zijn roodachtige, zwarte en bruine pigmenten. Bij mensen kleuren ze de ogen, huid en haar. Melanines komen ook voor bij dieren. In het dierenrijk bepalen ze de kleur van vacht en veren. In inktvissen vormen ze ook de kleurstof in de inkt. Er vindt een enzymatische oxidatie plaats om melanines te vormen. Het uitgangsmateriaal voor deze reactie is wat bekend staat als tyrosine.

Bij gewervelde dieren vindt de biosynthese voor de productie van melanines plaats in de basale cellaag van de epidermis en in het netvlies van de ogen. De producerende cellen worden ook wel melanocyten genoemd en transporteren de pigmenten via hun dendrieten naar de omliggende keratinocyten. Bij mensen komt melanine in twee verschillende varianten voor. Terwijl het feomelanine een bruinrode kleur heeft, is het eumelanine bruinzwart. Verschillende gekleurde varianten worden ook wel allomelanines genoemd en komen voor in bacteriën, schimmels en planten.

Anatomie en structuur

In de menselijke huid en in mensenhaar zijn melanines aanwezig als gemengde vormen van eumelanines en phaeomelanines. De verhoudingen van de twee subgroepen samen met andere factoren bepalen het huidtype van de persoon. Mensen met felrood haar, een lichte huid en sproeten hebben bijvoorbeeld een bijzonder hoog gehalte aan feomelanines. Daarentegen overheersen eumelanines in zwart haar en een donkere huid. Eumelanine wordt geproduceerd door oxidatie van het aminozuur tyrosine.

Deze melanines zijn daarom derivaten van dezelfde synthetische route waar de dopamine-precursor L-Dopa doorheen gaat. Phaeomelanine bevat daarentegen zwavel. Allomelanines zoals aangetroffen in planten en micro-organismen worden verkregen uit hydroxylbenzenen. In de meeste gevallen zijn melanines eiwitgebonden of op zijn minst gekoppeld aan lipiden.

Functie en taken

Volgens de huidige geneeskunde dienen melanines vooral ter bescherming tegen UV-straling. Deze aanname is gebaseerd op de observatie dat mensen met een donkere huid significant minder kans hebben op het ontwikkelen van kwaadaardig melanoom en dus zwarte huidkanker. Naast het stimulerende hormoon stimuleert zonnestraling ook de aanmaak van melanine in de melanocyten. Het is bewezen dat melanine kan werken als een uv-filter.

De stralingsenergie wordt bij een interne transformatie omgezet in louter warmte. De elektronisch aangeslagen toestand van moleculen wordt tijdens de interne transformatie omgezet in vibratietoestanden. Zo kan ongeveer 99 procent van de stralingsenergie onschadelijk worden gemaakt. De levensduur van het molecuul in aangeslagen toestand wordt verkort en er kunnen op deze manier geen vrije radicalen ontstaan. Omdat roodharigen met een bleke huid een veel hoger risico op huidkanker lopen dan gepigmenteerde mensen, is bescherming tegen de zon waarschijnlijk minder effectief vanwege hun melaninetype.

De pigmenten worden geproduceerd in het ruwe endoplasmatisch reticulum van de melanocyten. Het aminozuur tyrosinase wordt opgeslagen in het Golgi-apparaat van de melanocyten en vernauwd in blaasjes. Tyrosine migreert in deze blaasjes en een rijpingsproces begint. Met behulp van een eiwit wordt tyrosinase DOPA en uiteindelijk melanine. Een volwassen melanosoom migreert in de dendrieten van de melanocyten en wordt afgegeven aan de vijf tot acht omringende cellen. Dit proces wordt geactiveerd door UV-straling of het hormoon MSH.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten

Hyperpigmentatie is overpigmentatie van de huid. Bij deze ziekte hopen zich overmatige hoeveelheden pigment op in de epidermis. Ofwel worden alleen delen van de huid aangetast of het hele lichaam. De opgeslagen kleurstoffen kunnen lichaamseigen kleurstoffen of exogene pigmenten zijn. Exogene afzettingen komen bijvoorbeeld voor bij de koolstofafzettingen van tatoeages. Een bijzondere vorm van hyperpigmentatie is de postinflammatoire vorm.

De melanocyten worden niet geactiveerd door zonlicht, maar door enzymen als onderdeel van lokale ontstekingen. Het tegenovergestelde van hyperpigmentatie wordt hypopigmentatie genoemd. De vorming van het pigment melanine wordt verstoord in de context van veel hypopigmentaties. Bij albinisme treden bijvoorbeeld verstoringen op in de biosynthese van melanine. Een tussenproduct van de biosynthese van melanine verliest zijn functionaliteit en de omzetting naar melanine wordt verstoord. Congenitale hyperpigmentatie daarentegen staat bekend als een moedervlek. Moedervlekken kunnen goed gedefinieerd of onregelmatig lijken. Met duidelijk gedefinieerde moedervlekken is er meestal geen risico op degeneratie. Diffuse moedervlekken of moedervlekken met een extreem donkere kleur hebben daarentegen de neiging te degenereren.

Ze kunnen zich na verloop van tijd ontwikkelen tot melanoom, wat zwarte huidkanker is. Zwarte huidkanker is een kwaadaardige tumor van de melanocyten die uitzaaiingen verspreidt door het lymfestelsel en het bloedsysteem. In meer dan de helft van alle gevallen ontstaat een melanoom uit een onregelmatige naevuscel naevus. Kwaadaardige melanomen komen niet alleen voor op de huid. Dergelijke structuren kunnen zich ook ontwikkelen in de slijmvliezen van de inwendige organen of op het bindvlies.

Deze mucosale melanomen komen echter veel minder vaak voor dan huidmelanomen. Mensen met een lichte huid lopen een veel groter risico op het ontwikkelen van melanoom op hun huid omdat ze geen UV-filter hebben. Daarentegen ontwikkelen gepigmenteerde mensen vaak mucosale melanomen omdat hun slijmvliezen en conjunctiva niet gepigmenteerd zijn en daarom niet UV-beschermd.