Меланин — это пигмент, который придает волосам цвет. Он вырабатывается клетками, называемыми меланоцитами, которые находятся в волосяном фолликуле. Количество и тип меланина определяют цвет волос человека. У людей с темными волосами больше эумеланина, а у людей со светлыми волосами больше феомеланина. Понимание меланина в волосяном фолликуле важно для понимания цвета и здоровья волос.
Меланоциты — это клетки, вырабатывающие пигмент, расположенные в базальном слое эпидермиса. Они вырабатывают меланин в органеллах, называемых меланосомами. Меланоциты также находятся в волосяных фолликулах, где они впрыскивают меланин в кортикальные клетки, составляющие стержень волоса.
Во время фазы анагена (роста) цикла роста волоса стволовые клетки меланоцитов у основания фолликула размножаются и дифференцируются в зрелые меланоциты. Эти меланоциты вырабатывают меланин и переносят меланосомы, содержащие пигменты меланина, в кортикальные кератиноциты стержня волоса.
Меланоциты остаются активными на протяжении всей фазы анагена, непрерывно доставляя меланин к волосам по мере их роста. Это приводит к непрерывной пигментации волос. Когда фолликул входит в фазу регрессии катагена, меланоциты прекращают вырабатывать пигмент и начинают подвергаться апоптозу (запрограммированной гибели клеток).
Существует два основных типа меланина, вырабатываемого меланоцитами:
Соотношение и концентрация эумеланина и феомеланина определяют естественный цвет волос человека. Люди с преобладанием эумеланина будут иметь очень темно-коричневые или черные волосы. У тех, у кого больше феомеланина, волосы будут более светло-каштановыми, светлыми или рыжими.
Выработка меланина происходит в 4 основных этапа:
Тип вырабатываемого меланина зависит от местной среды. Более высокие уровни цистеина стимулируют выработку феомеланина, в то время как эумеланин благоприятствует его отсутствию. Другие факторы, такие как pH, также играют свою роль.
В волосах меланин распределен в кортексе волосяного стержня. Кортекс содержит длинные тонкие клетки, полные кератиновых пучков, которые обеспечивают прочность. Меланосомы, выделяемые меланоцитами, поглощаются кортикальными клетками во время роста волоса.
Меланин неравномерно распределен по длине пряди волоса. Волосы также не имеют одинаковой концентрации или типа меланина в разных областях. Это приводит к вариациям и моделям пигментации, которые выглядят как более светлые или более темные оттенки.
Некоторые ключевые факты о распределении меланина в волосах:
Активность меланоцитов и синтез меланина контролируются несколькими эндогенными и экзогенными факторами:
Генетика играет важную роль в выработке меланина. Варианты генов влияют на структуру и регуляцию меланогенных ферментов, таких как тирозиназа. Они также влияют на формирование и транспортировку меланосом.
Некоторые ключевые гены, участвующие в пигментации человеческих волос, включают:
Воздействие УФ-излучения стимулирует выработку меланина. Меланоциты имеют рецепторы, которые обнаруживают и реагируют на ультрафиолетовое излучение солнца. Это запускает усиленный меланогенез и перенос меланосом в кератиноциты.
Этот естественный защитный механизм защищает кожу и волосы от повреждения, вызванного УФ-излучением, поглощая фотоны и нейтрализуя свободные радикалы.
Такие гормоны, как эстроген, прогестерон и меланокортины, связывают рецепторы на меланоцитах и влияют на синтез меланина:
Такие медиаторы воспаления, как простагландины и цитокины, модулируют функцию меланоцитов и меланогенез. Они изменяют экспрессию и активность ферментов в меланогенных путях.
Гормоны стресса, такие как кортизол и CRH, могут снижать синтез меланина. Стресс связан с ускоренным поседением и может усугубить условия потери волос.
Активность меланоцитов естественным образом снижается с возрастом. Системы антиоксидантной защиты, которые защищают меланоциты, также ослабевают. Это вызывает постепенное снижение содержания меланина с течением времени.
Изменения содержания и состава меланина в волосяных фолликулах приводят к естественным изменениям цвета в течение жизни человека:
У новорожденных часто очень светлые волосы, что не обязательно свидетельствует об их естественном цвете волос. В течение первых 2 лет жизни меланоциты созревают, и пигментация волос приобретает естественный оттенок.
Выработка меланина максимальна, что приводит к самому темному естественному цвету волос в это время. Цвет волос зависит от наследственной генетики в этот период.
Содержание меланина в этом возрасте остается относительно стабильным, поэтому происходят минимальные изменения цвета. Перманентный цвет волос наиболее эффективен на этом этапе жизни.
Постепенное снижение функции меланоцитов приводит к некоторому поседению волос. Скорость снижения содержания пигмента определяет степень поседения с возрастом. Преждевременное поседение связано с генетикой, дефицитом витаминов и аутоиммунными заболеваниями.
Несколько заболеваний приводят к изменениям содержания меланина и его распределения в волосяных фолликулах. К ним относятся:
Аутоиммунное заболевание, вызывающее разрушение меланоцитов и появление депигментированных пятен на коже и волосах.
Генетическое заболевание, характеризующееся неспособностью вырабатывать меланин, что приводит к появлению белых волос, кожи и глаз.
Редкое врожденное заболевание, вызывающее появление белых пятен на коже и волосах из-за локального отсутствия меланоцитов.
Генетическое состояние, связанное с аномальной миграцией и развитием меланоцитов, что приводит к пигментным нарушениям.
Иммунодефицитное заболевание, вызывающее дефектный транспорт меланосом, что приводит к преждевременному поседению.
Дефицит меди, витамина B12, селена, железа или белка может нарушить меланогенез и вызвать депигментацию волос.
| Состояние | Причина | Изменения волос |
|---|---|---|
| Витилиго | Аутоиммунное разрушение меланоцитов | Белые пятна на волосах |
| Альбинизм | Неспособность вырабатывать меланин | Седые волосы |
| Пигальтизм | Отсутствие меланоцитов на пятнах | Белая челка и пятна |
| Синдром Ваарденбурга | Аномальное развитие меланоцитов | Белая челка |
| Синдром Чедиака-Хигаси | Нарушение транспорта меланосом | Преждевременное поседение |
| Дефицит питательных веществ | Нарушение меланогенеза | Депигментация и поседение |
Подводя итог, можно сказать, что меланин, вырабатываемый меланоцитами в волосяном фолликуле, контролирует цвет волос. Тип, количество и распределение пигментов меланина эумеланина и феомеланина определяют естественный оттенок волос человека. Многие генетические, гормональные и экологические факторы регулируют синтез меланина и влияют на пигментацию волос на протяжении всей жизни. Понимание меланоцитов и меланина в волосяном фолликуле дает представление о биологии цвета человеческих волос.