Melanogenesi
La melanogenesi è l’insieme dei processi che portano alla produzione della melanina. Come avviene? Ne parliamo in questo articolo.
Cos'è la melanina
Con il termine “melanina” si fa riferimento ad un gruppo di pigmenti endogeni, naturalmente prodotti nel corpo umano. A livello cutaneo si trovano eumelanina e feomelanina, tipi di melanina che differiscono per colore e sintesi.
L’eumelanina è un pigmento marrone-scuro ed insolubile ed è la forma di melanina più comune e diffusa, per questo spesso viene spesso chiamata semplicemente “melanina”. La presenza abbondante di eumelanina è associata alle carnagioni più scure.
La feomelanina è un pigmento giallo-rossastro, tipico dei capelli rossi naturali, che si associa ai fototipi più chiari. Rispetto all’eumelanina la feomelanina è meno efficace nella fotoprotezione.
La melanina ha un alto indice di rifrazione ed è in grado di assorbire la luce UV. Inoltre ha proprietà dissipative sulla luce (light scattering). Grazie a queste proprietà, è proprio la melanina la molecola chiave nella protezione della pelle dai danni solari. I raggi UV sono anche uno stimolo che attiva la melanogenesi e porta alla produzione di melanina.
I melanociti
La melanogenesi avviene all’interno dei melanociti, delle cellule specializzate che si trovano a livello dello strato basale dell’epidermide. La proporzione numerica tra i melanociti e le altre cellule basali è circa 1:10, ma ogni melanocita riesce a raggiungere 30-40 cheratinociti grazie a dei prolungamenti cellulari che danno ai melanociti un aspetto caratteristico.
La sede vera e propria della melanogenesi sono degli organelli del melanocita detti melanosomi. Dai melanosomi la melanina prodotta deve essere trasferita ai cheratinociti per esercitare la sua funzione protettiva in queste cellule.
Fasi della melanogenesi
La melanogenesi è un processo complesso che si può suddividere in 3 fasi:
– sintesi della melanina
– trasferimento dei melanosomi
– rilascio di melanina
1) SINTESI CHIMICA DELLA MELANINA
La melanina è prodotta nei melanosomi a partire dalla tirosina. La tirosina è un amminoacido che viene convertito in dopachinone dalla tirosinasi, una monossigenasi che si attiva quando colpita dai raggi UV. Senza entrare nel dettagli della sintesi chimica, a seconda delle reazioni che avverranno successivamente si possono poi originare eumelanina o feomelanina. La feomelanina si forma in presenza di abbondante cisteina (un altro amminoacido), una caratteristica geneticamente determinata.
2) TRASFERIMENTO AI CHERATINOCITI
Dal melanocita, che si trova nella membrana basale, il melanosoma maturo contenente melanina viene trasferito ai cheratinociti vicini grazie ai prolungamenti cellulari caratteristici del melanocita.
Le modalità con cui avviene il trasferimento sono ancora controverse e non del tutto chiarite. Fino ad ora sono stati proposti 4 possibili meccanismi. Non è da escludere che possano coesistere o che a seconda della specie possa essere preferita una modalità anzichè un’altra.
Le 4 ipotesi formulate sono: citofagocitosi, fusione delle membrane, trasferimento di vescicole, esocitosi.
- CITOFAGOCITOSI
Questa ipotesi prevede la fagocitosi della parte dendritica terminale dei melanociti (che contiene i melanosomi) da parte dei cheratinociti. Il prolungamento cellulare entra in contatto con la membrana dei cheratinociti, che ne “pinza” l’estremità e successivamente si fonde con la vescicola formata. E’ il primo meccanismo storicamente proposto.
- FUSIONE DI MEMBRANA
Secondo questa teoria le membrane dei prolungamenti melanocitici e quelle dei cheratinociti si fondono formando un condotto che permette il passaggio diretto dei melanosomi da melanocita a cheratinocita.
- TRASFERIMENTO DI GLOBULI
Prevede il distacco della parte terminale del prolungamento del melanocita a formare dei globuli carichi di melanosomi che verranno fagocitati dai cheratinociti.
- ESOCITOSI
Questa ipotesi suggerisce la fuoriuscita per esocitosi di agglomerati di melanina nello spazio extracellulare che vengono successivamente internalizzati nei cheratinociti.
3) IMMAGAZZINAMENTO E ORGANIZZAZIONE NEI CHERATINOCITI
I meccanismi con che regolano l’internalizzazione della melanina nei cheratinociti ad oggi non sono chiariti. L’organizzazione della melanina nei cheratinociti cambia a seconda del fototipo: nei fototipi chiari la melanina è presente in cluster, mentre in quelli scuri è presente in singoli granuli.
Quando il cheratinocita viene colpito dai raggi UV la la melanina si posiziona a protezione del nucleo, proteggendo così il DNA della cellula.
Leggi anche:
– raggi UV
– struttura e funzione della cute
– beauty routine estiva: domande e risposte
Risorse:
– Manuale del cosmetologo, autori vari II edizione
– Mostert AB. Melanin, the What, the Why and the How: An Introductory Review for Materials Scientists Interested in Flexible and Versatile Polymers. Polymers (Basel). 2021 May 20;13(10):1670. doi: 10.3390/polym13101670. PMID: 34065580; PMCID: PMC8161012.
– Liliana D’Alba and Matthew D. Shawkey – Melanosomes: Biogenesis, Properties, and Evolution of an Ancient Organelle (2018) – Bento-Lopes, L.; Cabaço, L.C.; Charneca, J.; Neto, M.V.; Seabra, M.C.; Barral, D.C. Melanin’s Journey from Melanocytes to Keratinocytes: Uncovering the Molecular Mechanisms of Melanin Transfer and Processing. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 11289.
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