Melanogenese: Alles über die Physiologie des Pigmentsystems wissen.

Die Melanogenese beschreibt den komplexen und essentiellen Prozess, durch den Melanin produziert und durch die Melanosomen in der Epidermis oder den Haarfollikeln verteilt wird. Dieses Pigment, normalerweise schwarz oder braun, bestimmt die Farbe der Haut, der Haare, der Kopfhaare und der Iris des Auges.

Die Melanine werden in speziellen Organellen, den Melanosomen, synthetisiert, die selbst in Melanozyten enthalten sind, die kugelförmige Zellen mit vielen zellulären Erweiterungen (melanozytäre Dendriten) sind , die es ihnen ermöglichen, mit mehreren Keratinozyten in Kontakt zu treten, indem sie bis zur stacheligen Schicht (eine der Schichten der Epidermis) aufsteigen. Sie sind an der dermo-epidermalen Verbindung etabliert, die auf der basalen Membran der Epidermis ruht. Die Anzahl der Melanozyten variiert je nach Körperregion: wir zählen etwa 1.000 bis 1.500 pro mm2 am Körper und 2.000 oder mehr pro mm2 im Gesicht.

Das Melanin wird als Ergebnis einer Kaskade von Reaktionen erzeugt:

1. Synthese von für diesen Mechanismus notwendigen Enzymen : Zu den Enzymen, die an diesem Prozess beteiligt sind, gehören die Tyrosinase, die Tyrosinase-verwandten Proteine-1 (TRP-1) und die Tyrosinase-verwandten Proteine-2 (TRP-2). Dies sind Proteine, die in der Lage sind, verschiedene chemische Reaktionen auszulösen, zu aktivieren und zu regulieren, die zur Synthese von Melaninpigmenten führen. Sie werden im rauen endoplasmatischen Retikulum (RER) synthetisiert und dann durch Vesikel zum Golgi-Apparat transportiert;

2. Bildung von Melanosomen : Melanosomen sind zytoplasmatische Organellen in denen die in der vorherigen Phase gebildeten Enzyme enthalten sind. Sie entstehen durch die Fusion von Mikrovesikeln. In diesem Stadium sind die Melanosomen noch nicht pigmentiert (unreif) und die Tyrosinasen inaktiv;

3. Synthese von Melaninen : Melanin entsteht durch die enzymatische Umwandlung von Tyrosin, einer durch den Blutkreislauf bereitgestellten Aminosäure, unter dem Einfluss von Tyrosinase. Aufgrund kleiner Abweichungen im Syntheseweg können zwei Arten von Melaninpigmenten produziert werden: die Eumelanine (oder körnigen Pigmente) vom Typ schwarz bis braun und die Phäomelanine (oder diffuse Pigmente) vom Typ gelb bis rötlich-braun mit Beteiligung von schwefelhaltigen Verbindungen (entweder in Form einer Aminosäure, Cystein, oder in Form eines Tripeptids, Glutathion);

   Hinweis : Bei heller Haut sind die Melanosomen selten und oft unvollständig ausgereift, zusätzlich werden sie schnell abgebaut, was die Haut weniger lichtgeschützt und daher anfälliger für Sonnenschäden (Verbrennungen, Sonnenbrand...) macht, während sie bei dunkler Haut zahlreich und ausgereift sind.

4. Transfer von Melanosomen vom Melanozyten zu den Keratinozyten: Viele Melanosomen wandern vom Zellkörper, wo sie produziert werden, zur Spitze der Dendriten der Melanozyten, wo sie sich ansammeln, bevor sie in die umliegenden Keratinozyten der oberen Schichten der Epidermis übertragen werden, um die Pigmentierung der Epidermis und ihren Photoprotektion gegen UV-Strahlen zu gewährleisten. Jeder Melanozyt steht in Kontakt mit etwa 36 Keratinozyten, zu denen die Melanosomen wandern;

5. Abbau von Melanosomen in Keratinozyten: Nach der Übertragung auf benachbarte epidermale Zellen werden die Melanosomen dann schrittweise zusammen mit den Keratinozyten während ihres Aufstiegs zur Hautoberfläche eliminiert.

Hinweis : Die Unterschiede in der Hautpigmentierung sind auf das Verhältnis jeder Art von synthetisierter Melanin und die Größe der Melanosomen (also die Menge an Melanin) zurückzuführen, nicht auf die Anzahl der Melanozyten, die für die verschiedenen Hauttöne im Wesentlichen gleich bleiben.

Neben der Färbung von Haaren, Augen und Haut ist die Hauptphysiologische Rolle von Melanin, ein Schutzsystem für die Epidermis und die tieferen Schichten gegen äußere Angriffe, insbesondere UV-Strahlung. Tatsächlich stellt die Produktion von Melanin eine adaptive Reaktion des Körpers auf längere Sonneneinstrahlung dar. Sie spielt daher eine fotoprotektive Rolle.

So ist das Bräunen nichts anderes als der natürliche Schutzmechanismus der Haut gegen UV-Strahlen.

Tatsächlich führt die Sonneneinstrahlung dazu, dass die epidermalen Zellen den Angriffen von UVA und UVB ausgesetzt sind, was zu metabolischen Fehlern (Alterung), Zelltod und der Entwicklung von Hautkrebs führen kann. Um sich vor den durch UV verursachten Schäden zu schützen, wird der Melanogenese-Mechanismus ausgelöst. Das produzierte Melanin sammelt sich um den Kern der Keratinozyten, um einen "Filter" (Capping-Phänomen) zu bilden, mit dem Ziel, die DNA (genetisches Material) vor den mutagenen und karzinogenen Effekten der UV-Strahlen zu schützen.

Sie wird bis zu 90% der UV-Strahlen mit langen Wellenlängen absorbieren, die bis in den sichtbaren Bereich vordringen und die Hornhautschicht durchdrungen haben, und verhindert, dass sie die Epidermis durchqueren. Obwohl UVA-Strahlen für die schnelle, aber nicht anhaltende Pigmentierung der Haut durch Oxidation des vorhandenen Melanins verantwortlich sind, sind es die UVB-Strahlen, die für die länger anhaltende Bräune verantwortlich sind. Trotz dieses Photoprotektionssystems, gelangen immer noch etwa 15% der UVB-Strahlen bis zur Basalschicht und 50% der UVA-Strahlen bis in die Dermis.

Die Melanin hat auch die Fähigkeit, die durch UV-Strahlung in den Melanozyten und Keratinozyten erzeugten freien Radikale einzufangen , wodurch die vorzeitige Hautalterung begrenzt wird.

Andererseits neigt die Melaninproduktion dazu, mit dem Alter abzunehmen. Dennoch ist der schützende Effekt von Melanin nur dann gegeben, wenn es in ausreichender Menge vorhanden ist. Daher kann ein Melaninmangel manchmal Pigmentstörungen im Alter verursachen, wie zum Beispiel Vitiligo, eine Hautkrankheit, die sich durch das Auftreten von weißen Flecken oder auch von senilen Lentigines äußert. Dieser Rückgang der Melaninsynthese ist tatsächlich auf einen Rückgang in der Anzahl der Melanozyten zurückzuführen, die nicht mehr erneuert werden und in ihrer Aktivität. Tatsächlich nimmt die Aktivität und die Anzahl der Melanozyten um 10 bis 20% pro Jahrzehnt ab dem 30. Lebensjahr ab.

Hinweis : Die Aktivität der epidermalen Melanozyten ist kontinuierlich, während die der Haarfollikel dem Rhythmus des Haarzyklus folgen.

Eine Reihe von intrinsischen und extrinsischen Faktoren können den Melaninproduktionsprozess auslösen, einschließlich:

• UV-Bestrahlung: UV-Strahlen sind dafür bekannt, die Melanogenese durch Steigerung der Melaninsynthese und Beschleunigung ihrer Übertragung auf die Epidermiszellen zu stimulieren. Sie äußern sich insbesondere durch das Auftreten von kleinen, dunklen, runden oder ovalen Flecken auf häufig exponierten Körperstellen (Gesicht, Hals, Rücken der Hände...), dies sind die sogenannten Sonnenlentigines;

• Hormonelle Schwankungen : Die Pigmentierung kann durch Hormone moduliert werden, die durch die Blutzufuhr transportiert werden, wie dasÖstrogen, das eine stimulierende Rolle spielt und eine Hyperaktivität der Melanozyten induziert. Dieses Phänomen äußert sich in der Bildung von unregelmäßigen beige bis braunen Bereichen auf dem Körper, die als Melasma bezeichnet werden. Es neigt dazu, hauptsächlich bei erwachsenen Frauen während der Schwangerschaft oder bei der Einnahme oraler Kontrazeptiva aufzutreten ;

• Entzündung : Bestimmte entzündungsfördernde Moleküle (Prostaglandine, Leukotriene, Thromboxane) steigern die Aktivität der Tyrosinase, einem Schlüsselenzym der Melanogenese, und sind somit verantwortlich für die postinflammatorische Hyperpigmentierung (übermäßig pigmentierte Flecken, die nach der Heilung einer Hauterkrankung wie Akne bestehen bleiben).

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