Пигментация — окрашивание тканей пигментами¶
Пигментация — процесс образования и накопления пигментов в клетках, тканях и органах живых организмов, а также результат этого процесса — характерная окраска кожных покровов, волос, перьев, чешуи, растительных листьев и других структур. Пигменты — это природные органические соединения, способные поглощать свет определённых длин волн и отражать остальные, что и создаёт воспринимаемый цвет. В биологии и медицине термин «пигментация» применяется в широком смысле (окрашивание любых тканей) и в узком — преимущественно к окраске кожи человека и животных.
¶Биохимия пигментов
Основные группы природных пигментов:
| Группа | Примеры | Локализация | Цвет |
|---|---|---|---|
| Меланины | эумеланин, феомеланин | кожа, волосы, глаза, некоторые внутренние органы | от тёмно-коричневого до жёлто-рыжего |
| Каротиноиды | β-каротин, ликопин, лютеин | плоды, листья, жировая ткань, кожа | жёлтый, оранжевый, красный |
| Гемовые | гемоглобин, миоглобин, цитохромы | кровь, мышцы, все клетки | красный |
| Птеридины | ксантурины | кожа амфибий, насекомых | жёлтый, оранжевый |
| Гуанины | кристаллы гуанина | чешуя рыб, перья птиц | серебристый, голубой |
| Меланиноиды | липофусцин | нейроны, сердце, печень | коричневый |
Меланины синтезируются в меланоцитах — специализированных клетках базального слоя эпидермиса — из аминокислоты тирозина посредством фермента тирозиназы. Эумеланин придаёт тёмную окраску, феомеланин — рыжую и светлую. Соотношение и количество этих двух форм определяет естественный цвет кожи, волос и радужной оболочки глаза.
¶Пигментация кожи человека
Цвет кожи человека формируется под действием трёх факторов: содержания меланина в эпидермисе, плотности меланосом (гранул, содержащих меланин), а также глубины их залегания в клетках кератиноцитов. Дополнительно на воспринимаемый оттенок влияют каротиноиды (придают желтизну) и гемоглобин в кожных капиллярах (красноватый тон).
¶Фототипы кожи
Дерматологическая классификация Фицпатрика (1975) выделяет шесть фототипов кожи по реакции на ультрафиолетовое облучение:
- Всегда загорает, никогда не обгорает, кожа очень светлая, часто с веснушками.
- Обгорает, загорает слабо.
- Иногда обгорает, загорает умеренно.
- Практически не обгорает, хорошо загорает.
- Тёмная кожа, не обгорает.
- Очень тёмная кожа, не обгорает.
Фототип определяется генетически и коррелирует с распределением меланина.
¶Меланин как защитный механизм
Меланин поглощает ультрафиолетовые лучи и нейтрализует свободные радикалы, защищая ДНК клеток эпидермиса от повреждений. Именно поэтому у жителей экваториальных регионов, испытывающих инсоляцию в течение всего года, эволюционно сформировалась более тёмная пигментация. У потомков выходцев из высоких широт пигментация светлее — это компенсация дефицита ультрафиолета, необходимого для синтеза витамина D.
¶Нарушения пигментации
¶Гиперпигментации
- Веснушки (эфелиды) — мелкие пятна диаметром 1–2 мм, обусловленные локальным избыточным накоплением меланина; наследуются по аутосомно-доминантному типу.
- Родинки (невусы) — ограниченные скопления меланоцитов; большинство доброкачественные, но некоторые подвержены озлокачествлению.
- Мелазма (хлоазма) — симметричные тёмные пятна на лице, часто связанные с гормональными изменениями (беременность, приём оральных контрацептивов).
- Постакне — тёмные пятна, остающиеся после воспалительных элементов угревой сыпи.
- Болезнь Аддисона — надпочечниковая недостаточность, приводящая к диффузной гиперпигментации кожи и слизистых оболочек из-за избыточной продукции адренокортикотропного гормона.
¶Гипопигментации
- Витилиго — аутоиммунное заболевание, при котором иммунная система разрушает меланоциты, что приводит к появлению депигментированных пятен.
- Альбинизм — генетически обусловленное отсутствие или резкое снижение синтеза меланина; проявляется светлой кожей, волосами и глазами, повышенной чувствительностью к свету.
- Питириаз (отрубевидный лишай) — грибковое поражение кожи, нарушающее пигментацию в очагах.
- Поствоспалительная гипопигментация — временное осветление кожи после воспалений, ожогов, инфекций.
¶Пигментация в растениях
В растениях основную роль играют хлорофиллы (зелёные пигменты фотосинтеза), каротиноиды (жёлтые, оранжевые, красные) и антоцианы (красные, синие, фиолетовые). Осенняя смена окраски листьев связана с разрушением хлорофилла и обнажением каротиноидов, а также с новым синтезом антоцианов. Пигментация плодов служит сигналом для животных-расселителей.
¶Пигментация животных
У животных пигментация выполняет маскировочные, сигнальные и терморегуляторные функции. Тёмные пигменты поглощают солнечное излучение и помогают поддерживать температуру тела. Камуфляжная окраска формируется естественным отбором. У рыб и рептилий возможно быстрое изменение интенсивности пигментации за счёт перераспределения меланина внутри хроматофоров — клеток, содержащих пигментные гранулы.
¶Применение понятия
Термин «пигментация» используется в дерматологии, косметологии, сельском хозяйстве (оценка окраски плодов и зерна), пищевой промышленности (цветовая оценка продуктов), криминалистике (идентификация по пигментным пятнам) и палеонтологии (восстановление окраски ископаемых организмов по меланосомам).
¶Источники
- Фицпатрик Т. Б. «Дерматология: атлас-справочник»
- Мekkesh М. «Melanin and Skin Pigmentation»
- Романенко С. А., Ушакова Н. В. «Биохимия пигментов»
- Биологический энциклопедический словарь (главный редактор М. С. Гиляров)
- Медицинская энциклопедия, раздел «Нарушения пигментации кожи»