ملانین سازی در پوست
در یک پوست سالم، مواجهه در برابر تابش آفتاب با عکس العمل برنزه شدن همراه است که در واقع یک مکانیسم دفاعی پوست است. در افراد حساس، تابش نور شدید آفتاب می تواند سبب بروز سرخی و آسیب دیدن پوست گردد. توان برنزه شدن بستگی به میزان تولید رنگدانه ملانین در ملانوسیت ها دارد. اشعه های نور در محدوده ماورای بنفش و مرئی می توانند سبب تحریک این سلول ها در تولید ملانین شوند.
ملانین سازی در پوست یک فرایند آنزیمی است که در آن اسیدآمینه تایروسین توسط یک سلسله واکنش آنزیمی به رنگدانه های ملانین تبدیل می گردد.

سنتز ملانین از تایروسین
رنگدانه دوم فئوملانین است. پیش ساز ساخت این رنگدانه نیز تایروسین است. در این مسیر بیوسنتز، دوپاکینون در یک مسیر دیگر با سیستئین واکنش داده و سپس در یک فرآیند اکسیدانی (که احتمالاً آنزیماتیک نمی باشد) حد واسط هایی را تولید می کند، که ایجاد رنگدانه زرد مایل به قرمز فئوملانین می کند.
مراحل ملانین سازی
ملانین سازی یک فرایند آنزیمی است که در آن تایروسین به یوملانین (رنگدانه های مشکی قهوه ای) و فائوملانین (رنگدانه های قرمز قهوه ای) تبدیل می گردد. آنزیم هایی چون آنزیم تیروزیناز ، پروتئین تیروزینازی شماره یک (TRP-1) و پروتئین تیروزینازی شماره دو (TRP-2) در این سلسله واکنشها دخیل هستند.
ماده پیش ساز ساخت ملانین اسید آمینه تایروسین می باشد. این ماده تحت تأثیر آنزیم تیروزیناز (tyrosinase) به دوپا (DOPA) تبدیل می شود و مجدداً تحت اثر همان آنزیم تیروزیناز به دوپاکینون تبدیل می شود. ادامه این روند در نهایت منجر به تولید رنگدانه ملانین می گردد. توان بالای این ماده در جذب طول موج های ناحیه ماورای بنفش، سبب اثر محافظتی در برابر نور خورشید می گردد.
سنتز و توزیع ملانین در اپیدرم شامل مراحل زیر می باشد:
1- ساخته شدن ملانین
2- پیدایش ملانوزوم ها
3- انبارش ملانین در ملانوزوم ها
4- مهاجرت ملانوزوم ها به نوکهای دندانه دار ملانوسیت
5- انتقال ملانوزومها به کراتینوسیت
بنابراین تیره شدن پوست نه فقط به تولید ملانین در
ملانوسیت، بلکه به انتقال ملانین به کراتینوسیتهای مجاور و توزیع آن در سطح پوست نیز وابسته است.
مهمترین تنظیم کننده سنتز ملانین
پرتوهای فرابنفش هستند که به طور مستقیم یا غیر مستقیم (از طریق وادار کردن کراتینوسیتها به ترشح پاراکرینی مواد تحریک کننده ای مثل
α-MSH ) ملانوسیتها را تحریک می کند.
مهار ملانین سازی
آنزیم تیروزیناز در دو نقطه اعمال اثر می کند که برای عملکرد خود به مقادیر بسیار جزئی از عنصر مس نیز نیاز دارد.
فلزات دیگری مانند کبالت، نیکل و وانادیم نیز در این عمل نقش دارند ولی اهمیت آن ها به مراتب کمتر از نقش مس می باشد.
•
بسیاری از عوامل می توانند فعالیت تیروزیناز را مهار کنند و به دنبال آن مانع از تشکیل رنگدانه گردند.
•
برخی مواد از طریق رقابت با تایروسین مانع از ساخت ملانین می گردند مانند 3- فلوروتایروسین، ان-استیل تایروسین، ان-فرمیل تایروسین، فنیل الانین و 3- آمینو تایروسین.
•
برخی عوامل از طریق ایجاد کمپلکس با یون مس مسیر بیوسنتز ملانین را مختل می سازند مانند فنیل تیو اوره، دی اتیل دی تیو کاربامات، سیستئین، گلوتاتیون، هیدروژن سولفاید و سیانیدها.
•
دسته ای دیگر از مواد با تغییر پتانسیل اکسیداسیون – احیاء عمل می کنند مانند هیدروکینون و ایندوفنول.
•
برخی دیگر در مراحل بینابینی مؤثر می باشند مانند آنیلین، پاراآمینوبنزوئیک اسید و پارافنیلن دی آمین.
ملانین سازی در مو
معمولاً در طی روند زندگی رنگ مو تغییراتی را نشان می دهد. پس از دوره کودکی معمولاً رنگ مو تیره تر می گردد. با گذشت زمان و سپری شدن سن، خاکستری شدن رنگ مو آغاز می گردد، زمان بروز این حالت در افراد یکسان نیست. در یک موی خاکستری بخشی از رنگدانه ها وجود دارد و کاهش حضور بخشی دیگر، سبب می شود تا مو خاکستری رنگ به نظر برسد. در صورتی که تمامی مو عاری از رنگدانه شود، مو سفیدرنگ خواهد شد.
برخی افراد به طور ارثی فاقد آنزیم تیروزیناز می باشند، که همین امر سبب می گردد تا علی رغم وجود ملانوسیت ها، رنگدانه ای تشکیل نشود که به این عارضه زال تنی (albinism) گفته می شود.
پس از حدود سی سالگی، میزان ملانوسیت ها حدود 20-10% کاهش می یابد که این امر همراه با آغاز تغییر ویژگی های پوست و شروع پیری پوست است. این کاهش ملانوسیت ها سبب آغاز خاکستری شدن و سفید شدن مو می باشد.