Что вызывает пигментацию у растений

Обновлено: 26.04.2024

Таня Ферейра Кестари, Лия Пеньейру Дантас, Джулиана Катуччи Боза,Федеральный университет в Рио-Гранде, Бразилия

ПРИОБРЕТЕННЫЕ ГИПЕРПИГМЕНТАЦИИ

Гиперпигментации представляют собой группу болезней, которые включают в себя как врожденные формы с различными вариантами наследования, так и вторичные приобретенные формы, обусловленные кожными или системными заболеваниями. Подавляющее большинство из них связаны с изменениями пигмента меланина, связанными с увеличением числа меланоцитов или производства меланина.

Пигментные расстройства являются частым источником жалоб, и занимают третье место среди причин обращения в кожные консультации и составляют около 8,5 % обращений в кожные клиники Бразилии. Заболеваемость выше в регионах с южным климатом. Частота обращений за врачебной помощью меняется в зависимости от возраста, являясь второй в возрастной группе 15 - 30 лет и первой у лиц в возрасте 40-54 лет и не зависит от цвета кожи и пола.
Этот обзор будет сосредоточен на основных приобретенных нарушениях гиперпигментации, связанных с повышенным образованием меланина, с учетом случаев, наиболее часто встречающихся в клинической практике. В нем также рассмотрены другие пигментные изменения с основными патогенетическими механизмами, включающими не только гипермеланизацию, но и связанные с ней факторы, такие как гиперкератоз с поверхностным окислением кератина и эпителиальной гиперпролиферацией. Главной особенностью этих дерматозов является увеличение интенсивности цвета. Их актуальность обусловлена их высокой частотой и их ролью в качестве маркеров других заболеваний.

Меланодермия

Слово мелазма происходит от греческого, где «мелас» означает «черный». Мелазма обычно поражает лицо и шею, реже, руки и область грудины, не поражая слизистые оболочки (рис. 1 и 2) . Обычно мелазма имеет три клинических варианта: центрофациальный с пятнами на лобной области, спинке носа, скулах и подбородке, который встречается в 65 % случаев; в области верхней челюсти в 20 % случаев, и нижней челюсти - около 15% случаев.(2) Второй по частоте локализацией мелазмы после лица являются разгибательные поверхности рук и предплечья, шеи, верхней трети области позвоночного столба.

Мелазма описывается во всех расовых и этнических группах, но чаще всего у лиц с более высоким типом кожи, живущих в районах интенсивного ультрафиолетового ( УФ) излучения, особенно Латинской Америки , Азии и Африки.(4, 5) Она более распространена среди молодых женщин, мужчины составляют около 10 % всех случаев , с четко обозначенной географической вариабельностьюs.(6)

Меланодермии способствуют различные факторы, среди которых наиболее значимыми являются воздействие УФ лучей и генетическая предрасположенность. (5 ,7- 11) Ультрафиолетовое излучение ( УФИ ) индуцирует выработку меланокортина – гормона гипофиза, стимулирующего меланогенез в меланоцитах и кератиноцитах. Совсем недавно, было установлено, что высокая интенсивность видимого света также способствует увеличению пигментации при меланодермии, особенно у лиц с фототипом IV -VI, что подтверждено клиническими наблюдениями.(12,13)

Последние гистологические и иммуногистохимические исследования показали, что при мелазме кожи отмечаются признаки хронического повреждения солнцем. Во время пребывания на солнце, происходят физиологические реакции в виде взаимодействий между кератиноцитами, тучными клетками, фибробластами, меланоцитами, что играет важную роль в гиперпигментации и реактивации мелазмы.(12 -15)

Другими факторами, участвующими в патогенезе меланодермии являются: беременность, применение оральных контрацептивов (ОК) , эндокринные нарушения и терапия гормональными препаратами.(16, 17) Результаты большого глобального исследования, в котором оценивали 324 женщин с меланодермией, показали, что сочетание известных триггеров, включая такие, как беременность, гормональная контрацепция, возраст, семейный анамнез и пребывание на солнце, влияют на возникновение и рецидивы мелазмы (11) Кроме того, применение некоторых косметических средств и лекарственных препаратов, таких как противосудорожные препараты и фотосенсибилизирующие вещества, также было описано как возможная причина или отягчающий фактор для гиперпигментации.(18,19)

Меланодермии обычно подразделяются на : эпидермальный тип - характеризуется интенсивностью цветового контраста между мелазмой и нормальной кожей, дермальный тип, при котором пигментация эпидермиса не усиливается под лампой Вуда, а контраст между очагами и непораженной кожей становится менее очевидным( от 10 до 15 % ) и смешанный тип, при котором под лампой Вуда некоторые участки у одного и того же пациента становятся более очевидными, а другие - менее выраженными. ( 20%)(2) Однако, недавние исследования ставят под сомнение этот диагностический метод. Кожная биопсия при меланодермиях показала, что степень отложения пигмента в уровнях кожи не всегда соответствует методу диагностики с лампой Вуда, при этом большинство поражений имели дермальный и эпидермальный компонент.(20) При меланодермии установлена повышенная плотность кожного и эпидермального меланина, а также в очагах обнаружены признаки солнечного эластоза. (9,20) Иммуногистохимически было показано , что количество эпидермальных меланоцитов может быть увеличено или равно нормальному.(10) Однако, эти клетки увеличены в размерах, что указывает на их гиперфункциональное состояние.
Целью лечения мелазмы является снижение образования меланоцитов, подавление образования меланосом и содействовие их деградации.(21)
Фотозащита имеет важное значение для лечения и должна соблюдаться строго, так как поражения усугубляются UVA , UVB излучением, а также видимым светом. Рекомендуются солнцезащитные кремы с фактором защиты от солнца (SPF) больше, чем 30 и содержанием в их составе физических фотозащитных агентов. Очень важно применять их несколько раз в день и носить головные уборы во время активного отдыха, избегая УФ излучения в часы его максимального значения. (21,22)

Классическое лечение меланодермии включает использование местного гидрохинона (ГХ) отдельно или в сочетании с ретиноевой кислотой (РК) или гликолевой кислотой ( ГК) ( двойная комбинация ) или с РК и топическими кортикостероидами ( тройная комбинация) (23) Другими агентами могут быть ГК и РК в виде монотерапии или в сочетании с другими агентами ; азелаиновая кислота, арбутин , койевая кислота и меквинол (табл. 1) .(23-26) Предпочтение отдается комбинированным методам терапии, т.к. в этих случаях наблюдается синергизм препаратов с большей их эффективностью и минимальным количество побочных эффектов. Недавнее исследование показало, что тройная комбинация является экономически более выгодной, чем двойные или одинарные виды терапии и что сочетание 0,05% РК + 4% ГХ + 0,01% фторцинолон ацетонида имеет наилучший эффект и степень доказательности, полученные при исследовании эффективности методов лечения мелазмы. (21-23,25,27) Латиноамериканской академией пигментных расстройств (Pigmentary Disorders Academy-PDA) предложен алгоритм для выбора оптимального лечения меланодермии. В соответствии с ним, у пациентов с легкой степенью меланодермии может использоваться ГХ 4% , или тройная комбинированная терапия с 0,05% РК + 4% ГХ + 0,01% фторцинолон ацетонида или двойная терапия. (21) Для случаев умеренной и тяжелой меланодермии рекомендуется использовать тройную терапию, а при ее невозможности - двойную терапию или 20% может быть использована азелаиновая кислота (AZ), монотерапия которой позволяет достичь результатов, аналогичных монотерапии гидрохиноном, но с меньшим количеством побочных эффектов.(28) В резистентных к топическим препаратам случаях рекомендовано включение к терапевтический комплекс таких процедур как пилинг и дермабразия.(29)

Таблица 1 Механизм действия основных депигментирующих агентов

Высокий уровень промышленного производства приводит к поступлению в окружающую среду поллютантов, которые могут накапливаться в растениях и влиять на их жизнедеятельность. В связи с этим актуальной задачей является анализ фотосинтетической активности растений, произрастающих в городских условиях. Работа посвящена изучению изменения содержания пигментов фотосинтеза у растений из районов техногенного загрязнения г. Тюмени. Исследования проводили на мятлике луговом (Poa pratensis), клевере красном (Trifolium rubens), мышином горошке (Vicia cracca), ромашке (Matricaria chamomilla), мать-и-мачехе (Tussilago farfara) и овсе посевном (Avena sativa). Растения были отобраны в районе автотрассы, а также в районах металлургического, моторостроительного, нефтеперерабатывающего и аккумуляторного заводов. Было обнаружено, что в растениях из районов вблизи промышленных предприятий содержание пигментов снижается до 40% по сравнению с контрольным уровнем, а отношение хлорофилла a/b уменьшается до 30%. Изученные растения обладают различной чувствительностью к загрязнениям в районах исследования: наибольшей - мать-и-мачеха, а наименьшей – ромашка. Предприятиями токсиканты которых оказывают наибольшее пагубное влияние на содержание пигментов фотосинтеза, стали металлургический и нефтеперерабатывающий заводы. Действие выхлопных газов автомобилей на содержание пигментов было слабо выраженным.

1. Еськова Е.Н. Влияние свинца на содержание хлорофилла в листьях ярового ячменя / Е.Н. Еськова // Проблемы современной аграрной науки. - 2015. – С. 21-22

2. Кушнарева О.П., Перекрестова Е.Н. Влияние различных концентраций солей меди и свинца на содержание хлорофилла и содержание углерода в листьях растений / Е.Н. Перекрестова, О.П. Кушнарева // Вестник Оренбургского государственного университета. -2015. - №10. - С. 294-297

3. Петухова Г.А. Механизмы устойчивости организмов к нефтяному загрязнению среды / Г.А. Петухова. – Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2008. – 172 с.

4. Степаньян О.В., Воскобойников Г.М. Влияние нефти и нефтепродуктов на морфофункциональные особенности морских макроводорослей / О.В., Степаньян, Г.М. Воскобойников // Биология моря. - 2006. - №4. - С. 241-248

5. Фазлиева Э.Р., Киселева И.С. Биохимические реакции растений tussilago farfara l. Из природных местообитаний с разным уровнем техногенного загрязнения на избыток меди в среде / Э.Р. Фазлиева, И.С. Киселева // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. - 2011. - №3. – С. 246-256

6. Шульгин И.А., Ничипорович, А.А Расчет содержания пигментов с помощью номограмм / И.А. Шульгин, А.А. Ничипорович // Хлорофилл. – Минск: Наука и техника. - 1974. – С. 127-136.

7. Aggarwal, A., Sharma, I., Tripathi, B.N., Munjal, A.J., Baunthiyal, M., Sharma, V. Metal toxicity and photosynthesis. Photosynthesis: Overviews on Recent Progress & Future Perspective, 2011, pp. 229-236

8. Markovnikova J., Barancikova, G., Dlapa P, Dercova K. 2006. Inorganic contaminants in soil ecosystems. Chemicke listy, 2006, vol. 100, no.6, pp. 424-432

9. Petukhov A., Khritokhin N., Petukhova G, Kudryavtsev, A. Biochemical response of the oat to accumulation of iron and manganese. Pollution research, 2017, vol. 36, no. 1, pp. 1-7.

В настоящее время в связи с бурным развитием промышленного производства возрастает антропогенная нагрузка на окружающую среду. Промышленные предприятия и автотранспорт выбрасывают в атмосферу, воду и почву большое количество различных токсикантов: выхлопные газы, инсектициды и пестициды, соединения тяжелых металлов, нефтепродукты и другие. Накопление загрязнителей в окружающей среде приводит к их поглощению растениями, что, безусловно, сказывается на качестве и безопасности растительного сырья [3, 8].

В связи с этим существует необходимость проводить биоиндикацию городской среды путем анализа произрастающих растений. Одним из показателей жизнедеятельности растений, чувствительным к изменениям экологической обстановки является содержание пигментов фотосинтеза [2]. Из литературы известно о негативном воздействии загрязнителей на процесс фотосинтеза, которое проявляется в снижении содержания фотосинтетических пигментов [1].

Целью работы стала оценка изменения содержания пигментов фотосинтеза в растениях из районов г. Тюмени с различной антропогенной нагрузкой.

Материал и методы исследования

Материал для исследования был отобран в период с 21.07.2017 по 5.08.2017 в районе города Тюмени на следующих участках:

1) Контроль – луг на удалении 5 километров от антропогенных источников;

2) УГМК – г. Тюмень, участок на удалении 200 метров от предприятия «УГМК-Сталь»;

3) УГМК 2 – г. Тюмень, участок на удалении 50 метров от предприятия «УГМК-Сталь»;

4) Моторостроители – г. Тюмень, участок на удалении 200 метров от предприятия «Тюменские Моторостроители»;

5) НПЗ – г. Тюмень, участок на удалении 200 метров от предприятия Антипинского нефтеперерабатывающего завода;

6) Район Аккумуляторного завода, г. Тюмень, участок на удалении 200 метров от предприятия;

7) Автотрасса Тюмень – Омск – район п. Винзили, 30 км от г. Тюмени, удаление от автотрассы не более 30 метров;

8) Автотрасса Ирбитский тракт – район села Каменка, 30 км от г. Тюмени, удаление от автотрассы не более 5 метров;

9) Автотрасса Ирбитский тракт – район села Каменка, 30 км от г. Тюмени, удаление от автотрассы не менее 500 метров.

Была срезана надземная часть растений с 5 площадок на каждом участке. На участках 1-5, 7 были отобраны 5 видов растений: мятлик луговой (Poa pratensis), клевер красный (Trifolium rubens), мышиный горошек (Vicia cracca), ромашка (Matricaria chamomilla), мать-и-мачеха (Tussilago farfara). На участке 6 ромашка не была обнаружена. На участках 8 и 9 был отобран овес посевной (Avena sativa). Выбор растений был обусловлен широким распространением данных видов в районах исследования. Кроме того, из литературы известна чувствительность мать-и-мачехи на биохимическом уровне к экологическим условиям [5]. Растения были высушены, а затем проводился анализ содержания в них пигментов фотосинтеза спектральным анализом спиртовых экстрактов [6].

Результаты исследования и их обсуждение

В районах исследования, где к промышленным предприятиям прилегает автотрассы, было вычислено количество автомобилей, результаты представлены в таблице. Подсчет автотранспорта производился в середине рабочего дня.

Количество автотранспорта в районах исследования

Легковой транспорт, количество/ч

Грузовой транспорт, количество/ч

Автотрасса Ирбитский тракт

Таким образом, загрязнение окружающей среды от предприятия УГМК усиливалось значительным потоком автотранспорта: за час в этом районе проходило более 1000 автомобилей.

Результаты определения содержания пигментов фотосинтеза в растениях из районов из исследования представлены на рис. 1-3. Содержание пигментов фотосинтеза изменялось в пределах от 130 до 400 мг/100 г сухой массы в зависимости от вида растения и района исследования. В первую очередь, необходимо отметить, что практически во всех пробах из исследуемых участков, за исключением нескольких случаев, содержание хлорофилла а, b и каротиноидов оказалось ниже, чем в контрольном варианте. Уменьшение содержания пигментов фотосинтеза и, следовательно, подавление процесса фотосинтеза, безусловно, связано с антропогенной деятельностью и, вероятно, накоплением тяжелых металлов и/или нефтепродуктов в растениях из районов исследования. Известно о негативном воздействии накопления нефтепродуктов на процесс фотосинтеза [4].

Главной причиной снижения содержания хлорофиллов в присутствии тяжелых металлов является подавление их синтеза, связанное в первую очередь с непосредственным действием металлов на активность ферментов биосинтеза. Кроме того, нарушение синтеза хлорофилла в присутствии тяжелых металлов может быть вызвано вытеснением ими ионов Mg2+ из молекулы хлорофилла. Некоторые металлы, например Cu, в больших концентрациях замедляют связывание молекул хлорофиллов с белками в светособирающих комплексах фотосистем. Кроме того, известно, что тяжелые металлы способны изменять функционирование мембран хлоропластов и ингибировать работу белков фотосистемы II [7].

Величина снижения содержания пигментов зависела как от участка исследования, так и от вида растения. Так, самым чувствительным растением к загрязнению окружающей среды в проведенном эксперименте оказалась мать-и-мачеха, снижение содержания пигментов было наибольшим среди всех исследованных видов растений и достигало 30-40%.

Рис. 1. Содержание пигментов фотосинтеза (мг/100 г) в мятлике луговом (а) и мышином горошке (б) из районов исследования

*- статистически достоверные различия между контролем и вариантом опыта (при Р ≤0,05)

Рис. 2. Содержание пигментов фотосинтеза (мг/100 г) в клевере красном (а) и ромашке (б) из районов исследования

Рис. 3. Содержание пигментов фотосинтеза (мг/100 г) в мать-и-мачехе (а) и овсе посевном (б) из районов исследования

Разные виды растений проявляли различную чувствительность к загрязнению на одном и том же участке, что делает обобщение результатов затруднительным. Однако если ориентироваться по мать-и-мачехе, как самому чувствительному растению, то самыми загрязненными участками являются металлургический и нефтеперерабатывающий заводы (УГМК и НПЗ), что указывает на пагубное влияние накопления тяжелых металлов и нефтепродуктов на содержание пигментов фотосинтеза. На ромашку, как самое нечувствительное из изученных растений, также наибольшее влияние оказывало загрязнение в районе НПЗ. Кроме того, было зафиксировано небольшое снижение показателей на участке завода «Моторостроители». Клевер красный и мятлик луговой также были наиболее чувствительными к участку нефтеперерабатывающего завода. Исключением стал мышиный горошек, для которого наиболее загрязненными участками стали «Моторостроители», а также УГМК и аккумуляторный завод. Полученные результаты, вероятно, указывают на существенный вклад тяжелых металлов и нефтепродуктов в подавлении процесса фотосинтеза.

Эффект загрязнения от автотрассы практически не сказался ни на одном из изученных видов. В эксперименте с овсом посевным содержание хлорофилла а и каротиноидов в растениях, росших в непосредственной близости к автодороге, было на уровне контрольных растений, а содержание хлорофилла b было снижено всего на 5%. Наибольшее снижение содержания пигментов (на 6%) в районе автотрассы было выявлено у мать-и-мачехи. Для клевера, ромашки и мышиного горошка содержание пигментов в районе автотрассы было на уровне контроля, а у мятлика лугового содержание хлорофилла а и каротиноидов оказалось на 12% выше, чем в контроле. Также была выявлена некоторая активация процесса фотосинтеза у мятлика лугового в районах аккумуляторного завода (содержание хлорофилла а и каротиноидов было выше на 3%) и завода «Моторостроители» (на 6%). Известно, что в небольших дозах токсиканты способны стимулировать жизнедеятельность растений [2], в том числе фотосинтез, вероятно, этим обусловлены полученные результаты.

Содержание пигментов фотосинтеза на участке УГМК 2, находящегося на удалении 50 метров от предприятия, для мать-и-мачехи и мышиного горошка было на 10-20% ниже, чем на участке УГМК, находящегося на удалении 200 метров от предприятия. Это, вероятно, может указывать на воздушный перенос токсикантов в виде аэрозоля с предприятия металлургического завода.

Изучение содержания пигментов фотосинтеза в растениях из участков с различной антропогенной нагрузкой может указывать на накопление тех или иных металлов. Так, у мятлика лугового, относящегося к семейству злаковых, было зафиксировано повышение содержания пигментов в районе автотрассы. В раннее проведенном модельном эксперименте с использованием овса посевного было показано, что при загрязнении почвы Pb в количестве 260 мг/кг содержание пигментов увеличивается до 1,5 раз. Учитывая родственность данных видов, можно предположить, что в районе автотрассы в тканях мятлика происходит аккумуляция свинца. Кроме того, на участках УГМК и УГМК 2 у мятлика лугового было выявлено снижение содержания пигментов, что также коррелирует с результатами модельного эксперимента с загрязнением почвы Fe [9]. Поэтому можно выдвинуть гипотезу о накоплении Fe в тканях мятлика, выросшего в районе металлургического завода.

Уменьшение отношения содержания хлорофиллов а/b считается показателя стресса растения [2]. В нашем эксперименте это также было зафиксировано на примере мать-и-мачехи: отношение хлорофилла a/b снижалось во всех вариантах эксперимента от 6% (автотрасса) до 30% (УГМК 2), что указывает на то, что мать-и-мачеха в районах исследования находилась под влиянием антропогенного стресса. Аналогичный результат был получен с клевером красным (снижение отношения хлорофилла a/b до 18%) и мышиным горошком (снижение до 12%). В случае мятлика лугового и ромашки, несмотря на снижение содержания пигментов, отношение хлорофилла a/b в большинстве случаев было на уровне контроля, что может быть защитным механизмом растений.

Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1) Антропогенное загрязнение от предприятий г. Тюмени приводит к снижению содержания хлорофилла a, b и каротиноидов до 40% по сравнению с контрольным уровнем.

2) Изученные виды растений проявляют различную чувствительность фотосинтетического аппарата по отношению к загрязнению, чувствительность растения убывает в следующем ряду: мать-и-мачеха > клевер красный > мышиный горошек > мятлик луговой > ромашка. Это указывает на преимущество использования мать-и-мачехи как биоиндикатора.

3) Среди исследованных районов выделяются участки металлургического и нефтеперерабатывающего заводов, содержание пигментов фотосинтеза в растениях из этих районов было наименьшим. Действие только автотрассы без промышленных предприятий было слабо выраженным, максимальное снижение содержания пигментов на 6%.

4) Для мать-и-мачехи, клевера красного и мышиного горошка было зафиксировано снижение соотношения хлорофилла a/b, что является проявлением стресса. У мятлика лугового и ромашки, несмотря на снижение содержание пигментов, соотношение хлорофиллов практически не изменяется, что указывает на защитные механизмы растений в ответ на антропогенный стресс.

В организме есть пигмент, ответственный за цвет кожи, глаз, волос, а также за интенсивность загара. Меланин участвует в некоторых обменных процессах, в том числе спасает клетки от повреждения свободными радикалами.

Материал проверила и прокомментировала Анна Махова, доктор медицинских наук, врач-терапевт, клинический фармаколог, доцент Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова, автор блога о здоровье @dr.makhova.anna

Для чего нужен меланин

Меланин — высокомолекулярный пигмент, который вырабатывается меланоцитами — клетками нижнего слоя кожи [1]. Чаще говорят о меланине как об отдельном пигменте, хотя на самом деле существует три его вида:

Эумеланин (ДОФА-меланин). Ассоциируется с темными тонами кожи, волос и глаз — коричневым и черным.
Феомеланин. Отвечает за красные и желтые оттенки.
Нейромеланин. Существует в мозге, придает пигмент структурам его областей. В отличие от двух предыдущих видов, нейромеланин не обеспечивает пигментацию кожи, глаз и волос.

Естественный уровень меланина определяется генетикой. Несмотря на различия в цветотипах, почти у всех людей примерно одно и то же количество меланоцитов. Однако есть и другие факторы, которые могут влиять на выработку пигмента, например:

воздействие ультрафиолета;
воспаления;
гормоны;
возраст;
нарушения пигментации кожи.

Меланин играет важную биологическую роль, обеспечивая защиту от солнца.

Согласно научным исследованиям, он защищает организм от вредных ультрафиолетовых лучей UVC, UVB и UVA. Меланин поглощает свет до того, как наступают повреждения ДНК клеток кожи [2].
Пигмент обладает антиоксидантной активностью, поглощая радикалы, образованные в результате УФ-повреждений.
По некоторым данным, меланин снижает риск развития рака кожи [3].
Ученые указывают на дополнительные позитивные воздействия меланина, такие как защита печени, кишечника и иммунной системы [4]. Однако исследований этих потенциальных преимуществ мало, поэтому пигментация и фотозащита остаются двумя основными функциями меланина.

Меланин определяет цвет волос. Когда производство этого пигмента замедляется, волосы седеют. На изменение оттенка в течение жизни влияют как генетика, так и внешние факторы: климат, токсины и экология. Большинство людей сталкивается с сединой в возрасте до 50 лет [5].

Нехватка меланина

Есть два диагноза, при которых организму не хватает меланина:

Витилиго. Аутоиммунное заболевание, которое возникает, когда организм не производит достаточного количества меланоцитов. Это вызывает недостаток пигмента, который может проявляться в виде белых пятен на коже или волосах. Витилиго наблюдается у 1–2% людей во всем мире.
Альбинизм. Редкое генетическое заболевание, которое возникает, когда организм не производит достаточного количества меланина. Это может произойти из-за уменьшения числа меланоцитов или снижения выработки меланина из меланосом. Существуют различные типы альбинизма: одни вызывают умеренную, другие — серьезную нехватку пигмента в коже, волосах и глазах.

Замедление выработки меланина — естественная часть старения организма. Синтезирующие его клетки отмирают. Нехватку пигмента также ассоциируют с увеличивающимся количеством пероксида водорода. Это происходит из-за того, что с возрастом перестает активно вырабатываться фермент каталаза, отвечающий за распад перекиси водорода в организме. На синтез меланина влияют гормоны — например, высокий эстроген усиливает его образование. Количество пигмента в организме может снижаться из-за стресса, гормональной терапии, нехватки некоторых аминокислот.

Избыток меланина

Избыточную выработку меланина называют гиперпигментацией. Она приводит к неровному тону кожи, может быть рассеянной и очаговой, когда наибольшее количество темных пятен собраны в районе лица или на тыльных сторонах ладоней. С возрастом распределение меланина становится менее равномерным, и этот процесс усугубляется длительным пребыванием на солнце и гормональными проблемами. Гиперпигментацию могут спровоцировать шрамы: они стимулируют активность меланоцитов на участках, где образуется плотная концентрация клеток кожи. Известны несколько последствий избытка меланина:

Лентиго. Пятна на коже, образовавшиеся под воздействием солнца. Часто появляются у тех, кто долго находится на улице и не использует защитные средства от загара.
Мелазма. Обычно этот термин используют для обозначения пигментации из-за воздействия гормонов. Встречается при повышенной активности гормонов, у женщин при приеме противозачаточных лекарств и во время беременности. Может быть реакцией на косметические средства и лекарственные препараты.
Противовоспалительная гиперпигментация. Появляется из-за шрамов, например от акне и других повреждений кожи.

Как восстановить уровень меланина

Помимо генетической предрасположенности, меланин может снижаться в результате нездорового образа жизни, особенно при отсутствии сбалансированного правильного питания. Организм должен получить достаточное количество минералов, витаминов и аминокислот. Врачи также советуют вести здоровый образ жизни: не курить, чаще бывать на свежем воздухе, заниматься спортом и избегать стрессов.

Уровень меланина можно повысить с помощью определенных продуктов питания. В некоторых случаях показаны лекарственные средства. Однако давать назначения самому себе нельзя, необходимо проконсультировать с врачом.

Продукты с меланином

Существует несколько веществ, которые способствуют выработке пигмента. Все они есть в доступных продуктах:

Тирозин: миндаль, бобовые, арахис, белок яйца, грецкие орехи, авокадо, молочные продукты, твердые сорта сыра, курица.
Триптофан: сушеные финики, йогурт, яйца, кедровые орехи, соя, творог, сыр, грибы.
Витамин Е: фундук, брокколи, болгарский перец, семена подсолнечника, печень трески, манго, лосось, арахисовая паста.
Витамины А: печень, шпинат, батат, масло печени трески, морковь, тыква.
Витамин С: перец, цитрусовые, киви, канталупа, зеленый горох, клубника, капуста.
Витаминоподобное вещество В10 (парааминобензойная кислота): печень, морковь, картофель, цельнозерновые продукты, пивные дрожжи, капуста, семена и орехи.
Магний: рис, фасоль, брокколи, пшеничные отруби, кунжут, тыквенные семечки, миндаль, бананы.
Медь и минеральные соли: печень, какао, бобовые и цельнозерновые продукты, свекла, морепродукты, гречка.

Меланин может понижаться, если часто есть маринованные и соленые продукты, копчености, рафинированные сладости, употреблять алкоголь.

Меланин в таблетках и витаминах

В настоящее время нет доказательств того, что прием какого-либо витамина или питательного вещества повышает уровень меланина, говорит фармаколог Анна Махова. При этом симптомы недостатка меланина часто видны невооруженным глазом, особенно при врожденных заболеваниях, таких как альбинизм и витилиго. Контраст между белыми пятнами и участками нормальной кожи оказывает значимое влияние на качество жизни детей и взрослых. Нередко пациенты с витилиго имеют низкую самооценку из-за отношения окружающих и недостатка информации о заболевании.

Хотя официальной «диеты при витилиго» не существует, врачи дают рекомендации увеличить количество продуктов, богатых антиоксидантами (цветные овощи и фрукты, темная листовая зелень, ягоды), и употреблять достаточное количество воды. Витамин С, В12, фолаты, альфа-липоевая кислота назначаются лишь в комплексной терапии и не имеют серьезной доказательной базы по лечению витилиго. С целью репигментации и улучшения эстетической составляющей назначается фототерапия, местные или пероральные кортикостероиды.

Изменения в пигментации кожи могут быть связаны как с излишней выработкой меланина, так и с его недостатком. Поэтому желательно раз в год проходить диспансеризацию у врача-дерматоонколога, для того чтобы он изучил все невусы (родинки), пигментные пятна, составил их карту. Это способствует ранней диагностике рака кожи.

Единственный проверенный способ предотвратить рак кожи — избегать чрезмерного солнечного света и использовать высококачественный солнцезащитный крем.

Комментарий эксперта

Анна Махова, доктор медицинских наук, врач-терапевт, клинический фармаколог, доцент Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова, автор блога о здоровье @dr.makhova.anna

Не существует анализа на меланин. Это пигмент, и его недостаток нельзя восполнить за счет косметических средств и добавок. Преждевременное поседение волос (потеря меланоцитов) иногда происходит даже в возрасте до 20 лет. К появлению седых волос в раннем возрасте могут приводить некоторые болезни, например фенилкетонурия. К факторам, способствующим преждевременному поседению, относятся: дефицит белка, витамина B12, меди и железа, сниженная функция щитовидной железы (гипотиреозе).

К сожалению, лечения нет, есть только рекомендации: отказаться от курения, перейти на диету с высоким содержанием омега-3 жирных кислот (жирная рыба, грецкие орехи), проводить меньше времени на солнце.

Основным методом решения проблемы остается краска для волос. Эффективность добавления в шампуни антиоксидантов, таких как витамины С и Е, сомнительна.

Отдельные участки кожи более темного цвета — в большинстве случаев здоровое явление. Однако оно может не нравиться вам эстетически. В этом случае можно предпринять ряд безопасных мер.

Автор статьи — Маргарита Гехт, ведущий врач-дерматолог благотворительного фонда «Дети-бабочки», преподаватель онлайн-академии проблем кожи Skill for Skin

Гиперпигментация, или пигментация кожи, — состояние, при котором одни участки кожи темнее других. Гиперпигментация может появляться на небольших участках, покрывать большие площади или, в редких случаях, даже все тело. Это довольно распространенная кожная проблема, которая затрагивает людей со всеми типами кожи.

Механизм возникновения гиперпигментации следующий. Цвет кожи, волос и глаз определяется пигментом меланином, который вырабатывается специальными клетками — меланоцитами. Меланин обычно равномерно распределяется по коже, но у некоторых людей могут быть участки кожного покрова, в которых концентрация меланина больше или меньше нормы. В результате на коже и появляются коричневые или серые пятна.

При этом люди с фототипами 3–6 по шкале фототипов Фитцпатрика [ 1], как правило, больше подвержены гиперпигментации, чем люди с фототипами 1 и 2.

Причины нарушения пигментации

Вызвать увеличение выработки меланина может целый ряд факторов, но к основным относятся воздействие солнца, гормональные изменения, возраст, травмы или воспаления кожи.

Воздействие солнца

Чрезмерное воздействие солнечного света — главная причина гиперпигментации.

Солнечный свет вызывает дополнительную выработку меланина, который действует как естественный солнцезащитный крем, защищая кожу от вредных ультрафиолетовых лучей. Но чрезмерное пребывание на солнце нарушает этот процесс, что ведет к гиперпигментации.

Кроме того, воздействие солнца делает уже имеющиеся очаги гиперпигментации — возрастные или солнечные пятна, мелазму и поствоспалительные гиперпигментационные пятна — еще более выраженными.

Болезни и лекарства

Установлено, что гиперпигментацию могут спровоцировать некоторые заболевания и лекарства. Она также является симптомом некоторых заболеваний, например, аутоиммунных и желудочно-кишечных, нарушения обмена веществ и дефицита витаминов.

Гиперпигментация также может быть вызвана приемом ряда лекарств, в том числе химиотерапевтических, противомалярийных и противосудорожных препаратов, а также антибиотиков.

Гормональные изменения

Гормональные изменения — это основные причины особого вида гиперпигментации, известного как мелазма, или хлоазма. Это явление особенно распространено среди женщин и, как полагают ученые, происходит, когда женские половые гормоны эстроген и прогестерон стимулируют перепроизводство меланина, а солнце воздействует на кожу. Такое кожное состояние характерно для беременных.

Мелазма встречается у 10–15% беременных женщин и у 10–25% женщин, принимающих оральные контрацептивы. У мужчин это состояние встречается реже.

Возраст

Возрастные, или «печеночные», пятна — распространенная форма гиперпигментации.

Пигментные пятна возникают у людей старше 40 лет на руках, лице или других областях, подверженных частому воздействию солнца. Врачи называют такие пятна «солнечными» лентиго.

Возникают они из-за того, что с возрастом количество клеток кожи, продуцирующих меланин, уменьшается, но остальной объем клеток увеличивается и распределение меланина становится менее равномерным.

Повреждения и воспаления кожи

Поствоспалительная гиперпигментация появляется после травмы или воспаления кожи, которые возникают в результате порезов, ожогов, воздействия химических веществ, акне, атопического дерматита или псориаза. Кожа темнеет, а после устранения причины области пигментации обесцвечиваются.

Как предотвратить образование гиперпигментации

Ежедневное использование солнцезащитного крема широкого спектра действия

Защита от солнца — самый важный и главный шаг, который поможет предотвратить гиперпигментацию. Солнечные лучи воздействуют на кожу даже в пасмурные дни, поэтому рекомендуется обеспечить коже ежедневную защиту от солнца вне зависимости от погоды.

Для города спектр действия крема должен составлять 15–25 SPF, для отдыха на море и в горах — 30–50+ SPF.

Ограничение воздействия солнца на кожу также поможет уменьшить гиперпигментацию. Самые жаркие часы лучше переждать в тени и по возможности надевать защитную одежду, солнцезащитную шляпу и очки. Перед выходом на солнце наносите и регулярно обновляйте средство для защиты от солнца с соответствующим уровнем SPF, подходящим для вашего типа и состояния кожи.

Как уменьшить существующие пигментные пятна

Предотвратить пигментные пятна проще, чем их устранить. Но свежие пятна можно сделать менее заметными и предупредить их повторное появление.

Специальные средства от пигментации

Если вас беспокоит гиперпигментация, обратите внимание на средства по уходу за кожей, которые были разработаны для решения этой проблемы и клинически и дерматологически доказали свою эффективность. В частности, заслуживают внимания линейки аптечных средств с пометкой «melascreen», «depiderm», «anti-pigment».

Дерматологические процедуры

Дерматологические процедуры, такие как химический пилинг и лазерная терапия, помогут уменьшить гиперпигментацию.

Химический пилинг — это один из эффективных способов удаления гиперпигментации и стимуляции появления новой и равномерно пигментированной кожи. В ходе процедуры химический раствор наносится на лицо, шею и руки. В процессе такого пилинга происходит отшелушивание кожи и стимуляция роста новых клеток кожи.

Лазерные процедуры оказывают эффект, аналогичный химическому пилингу, но здесь лечение может быть более точечным, поскольку дерматолог имеет больший контроль над его интенсивностью.

Они представляют собой «облучение» пораженных участков светом высокой энергии. Самые мягкие лазерные процедуры воздействуют только на поверхностный слой кожи, в то время как более интенсивные — на самые глубокие кожные слои.

Как бороться с нарушением пигментации кожи

Для начала необходимо устранить основную причину гиперпигментации. Лечение этого состояния на ранней стадии поможет предотвратить дальнейшее потемнение кожи.

Некоторые проявления гиперпигментации, например, мелазма во время беременности, могут исчезнуть сами.

Лекарственные препараты для коррекции гиперпигментации

При гиперпигментации эффективен ряд лекарств. Они могут использоваться по отдельности или в сочетании друг с другом, что усиливает эффект. Некоторые из этих методов лечения требуют несколько месяцев.

Гидрохинон

Одно из наиболее распространенных лекарств от гиперпигментации. Гидрохинон замедляет действие фермента, необходимого для выработки меланина. Препарат выпускается в кремах, лосьонах и гелях, ряд которых можно купить без рецепта.

При этом гидрохинон не действует на солнечные пятна. Кроме того, его можно использовать только в течение ограниченного времени, потому что, как и химический пилинг и лазерное лечение, он может раздражать кожу и вызывать поствоспалительную гиперпигментацию, особенно у людей с фототипами 3–6.

Топические ретиноиды

Это кремы, лосьоны и гели, содержащие лекарства, полученные из витамина А. Их можно использовать отдельно или в сочетании с другими лекарствами для лечения гиперпигментации.

Азелаиновая кислота

Средства с азелаиновой кислотой в виде геля и крема замедляют выработку тирозиназы — фермента, необходимого для выработки меланина, а также подавляют рост аномальных меланоцитов — клеток, вырабатывающих меланин.

Койевая кислота

Эта кислота вырабатывается некоторыми грибами во время ферментации. Она замедляет образование меланина и может использоваться вместе с гидрохиноном и гликолевой кислотой.

Аскорбиновая кислота

Или всем известный витамин С. В дополнение к функции осветления кожи он также обладает противовоспалительным действием и помогает уменьшить молекулярные повреждения, вызванные солнечным светом.

Вне зависимости от выбора терапии перед выходом на улицу необходимо обязательно использовать солнцезащитный крем.

Борьба с пигментацией в домашних условиях

Снижению риска гиперпигментации кожи способствует, во-первых, ежедневное использование солнцезащитного крема.

Люди с гиперпигментацией кожи также должны избегать солнца и носить защитную одежду, головные уборы и солнцезащитные очки. Помните, что один день на открытом солнце может свести на нет месяцы лечения гиперпигментации.

Во-вторых, важно поддерживать в организме баланс свободных радикалов и антиоксидантов. Свободные радикалы повреждают здоровые клетки кожи и клетки других систем организма. Антиоксиданты нейтрализуют свободные радикалы и предотвращают повреждение клеток кожи, помогая ей восстановиться.

Для предотвращения пигментации антиоксиданты можно принимать внутрь или использовать в косметических препаратах. Для этого можно:

Употреблять антиоксиданты с едой

Добавки с витамином С и глутатионом помогают нейтрализовать свободные радикалы и предотвратить окислительный стресс. Укреплению кожи также способствует сбалансированная диета с достаточным количеством богатых «антиоксидантами» продуктов (зелень, зеленые овощи, фрукты, зеленый чай).

Использовать косметику с антиоксидантами

Выбирайте средства по уходу за кожей с антиоксидантными ингредиентами, такими как витамин С, экстракты ягод, арбутин, гликолевая, койевая, азелаиновая и феруловая кислоты, арбутин, ретинол и ниацинамид. Ниацинамид, также известный как витамин В3, является мощным ингредиентом, уменьшающим риск появления гиперпигментации и выравнивающим тон кожи. Его эффективность доказана клинически.

Наружные препараты, содержащие эти компоненты, препятствуют выработке меланина, одновременно увеличивая оборот клеток за счет удаления верхнего слоя омертвевшей кожи и таким образом уменьшая существующую пигментацию. При подборе наружных препаратов с этими ингредиентами необходимо обращать внимание на концентрацию активных веществ, что позволит получить максимальный эффект. Эти средства должны подбираться врачом индивидуально.

Меланин - важнейший пигмент, содержащийся в организме человека. Он обладает защитными свойствами, нейтрализуя воздействие ультрафиолетовых лучей. Меланин синтезируется только в организме человеке из аминокислоты тиразин, которую можно получить из ряда продуктов питания.

Содержание статьи:

Меланин – это пигмент, который содержится в радужной оболочке глаз, волосах, коже. Он защищает организм от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей, отражая и поглощая их. Количество меланина снижается с возрастом, из-за чего появляется седина. Недостаточное количество пигмента повышает риск онкологических заболеваний.

Функции меланина

Вещество вырабатывается благодаря окислению аминокислоты тирозина. Меланин вступает в реакцию с ультрафиолетовыми лучами, нейтрализуя их вредное воздействие. Он защищает ДНК и препятствует развитию онкологических заболеваний. Пигмент снижает риск ожогов, равномерно рассеивая тепло по коже.

Часть переработанных ультрафиолетовых лучей трансформируется в тепло, другая – расходуется на фотохимические реакции в клетках кожи. В результате снижается риск их перерождения в злокачественные и развития опухоли.

Функции меланина в организме многогранны. Пигмент:

нейтрализует свободные радикалы;
повышает иммунитет;
ликвидирует стрессовое воздействие и восстанавливает клеточное равновесие;
благотворно сказывается на работе щитовидной железы;
усиливает биохимические процессы.

Помимо защиты от ультрафиолета, меланин отвечает за пигментацию волос, глаз и кожи. Достаточное количество в организме помогает получить ровный, красивый загар без ожогов и покраснений.

Достаточное количество меланина - гарантия ровного загара.

Недостаточное количество меланина повышает риск солнечных ожогов, болезненных кожных высыпаний, перепадов уровня сахара в крови. Вырастает риск болезни Аддисона, Паркинсона, возможно витилиго.

Если меланина недостаточно в организме, человек легко получит солнечный ожог, кожные высыпания, перепады сахара в крови, а также риск болезни Аддисона, Паркинсона, витилиго. В группу высокой предрасположенности к данным заболеваниям входят альбиносы (у них полностью отсутствует мелатонин в коже).

Таким образом, меланин – это природный пигмент, который защищает клетки кожи от воздействия мутагенных и канцерогенных факторов.

Симптомы недостаточного количества меланина в организме

Определить недостаток меланина в организме можно по внешним факторам. Если кожа легко краснеет при любом контакте с солнечными лучами, получить ровный загар практически невозможно, появляется ранняя седина – значит, в организме не хватает природного пигмента. Его дефицит также вызывает бледность, появление белых пятен на коже, выцветание радужки глаза, морщины в молодом возрасте.

Где содержится меланин

Пигмент вырабатывается исключительно в организме человека, получить его из продуктов питания или лекарственных препаратов невозможно. В синтезе меланина участвует аминокислота тирозин. Достаточное количество ее в рационе – залог ускоренной выработки меланина.

Большое количество меланина находится в продуктах животного происхождения. Их список включает печень, почки и другие субпродукты, морепродукты (особенно устрицы), сыр и молочные продукты содержат медь и эластин, которые необходимы для выработки этого пигмента.

Красное мясо - главный продукт, способствующий выработке меланина.

Повышенное количество меланина содержится в сое. Регулярное ее употребление усиляет синтез пигмента.

Влияет на выработку меланина здоровый образ жизни. Правильное питание, крепкий сон, отказ от вредных привычек, долгие продукты на свежем воздухе нормализуют биохимические реакции, в том числе и синтез меланина. Кроме того, аминокислота содержится в семенах тыквы, кунжуте, фасоли.

Стоит включить в рацион орехи, шоколад, зерновые продукты, бананы. Это поможет организму эффективно вырабатывать меланин.Помогают выработать пигмент виноград, авокадо, миндаль.

Вторая аминокислота, участвующая в синтезе меланина – триптофан. Она встречается реже, но и ее можно найти в распространенных продуктах питания. Ее основные источники – орехи, финики, бурый рис. А бананы и арахис содержат обе аминокислоты, необходимые для синтеза меланина.

Меню должно быть сбалансированным, включать необходимые витамины и минералы. Каждый день на столе должны присутствовать фрукты, овощи, молоко, морепродукты.

Для синтеза меланина также необходимы витамины А, B10, C, E, каротин. Их можно получить из круп, злаков, зелени, бобовых. Персики, морковь, тыква, дыня, апельсин – источники каротина.

Необходимые для образования пигмента ферменты содержатся в печени, устрицах, кунжуте, пшене.

В отдельных случаях могут понадобиться биологически активные добавки. Если меланин вырабатывается плохо, только они помогут восстановить процесс. Но принимать их стоит только по рекомендациям врачей.

Продукты, снижающие выработку меланина

Чтобы пигмент вырабатывался эффективно, пища не должна включать вредные продукты. Категорически не рекомендуется жаренное и копченое. Не стоит злоупотреблять пищей, содержащей красители, ароматизаторы, усилители вкуса и прочие добавки.

Если вы хотите получить ровный и здоровый загар, не рискуя заработать ожог, не включайте в ежедневный рацион:

соленое, жаренное и копченое;
сладости (особенно шоколад);
кофе;
алкоголь;
вареная кукуруза.

Понижает выработку меланина витамин C, но он эффективно борется с действием свободных радикалов, поэтому исключать его из рациона нельзя.

Читайте также: