МЕЛАНИНЫ

Меланины (греч. melas, melanos черный, темный) — аморфные пигменты темно-коричневого и черного цвета, содержащиеся в норме в волосах, коже, перьях и сетчатке глаза позвоночных, у насекомых и некоторых морских беспозвоночных, а также в растениях. Усиление образования и отложения Меланинов в коже происходит под влиянием облучения солнечными и УФ-лучами, что обусловливает появление загара, образование веснушек и т. д. Повышенное содержание Меланинов наблюдается также в некоторых видах бородавок и в некоторых злокачественных опухолях кожи (см. Меланома).

При избыточном накоплении Меланинов в организме развивается так наз. меланоз (см.). Меланины обладают свойствами стабильных радикалов и участвуют в реакциях переноса электронов. С этим связывают их защитные функции в отношении УФ-радиации и ионизирующего излучения. Поэтому для лиц со слабой пигментацией кожи необходима особая осторожность в отношении солнечного облучения.

У животных М. сосредоточиваются в специальных клетках — меланофорах.

В состав молекулы М. входят углерод, азот и водород; некоторые М. содержат также серу. М. нерастворимы в воде, минеральных кислотах и органических растворителях, но некоторые из них легко растворяются в щелочах и выпадают в осадок при подкислении растворов. Это относится, напр., к меланину волос. Таким свойством М. пользуются для их препаративного получения.

Меланины образуются в цитоплазме меланоцитов путем полимеризации продуктов окисления фенилаланина (см.), образующихся под влиянием фермента тирозиназы (монофенол-монооксигеназа КФ 1. 14.18. 1), локализованной в митохондриях меланоцитов. Большинство промежуточных продуктов образования М. так же, как и сами М., легко соединяются с аминокислотами и белками. В тканях М. обычно находятся в комплексе с белками.

Механизм образования М. и их строение окончательно не выяснены. Предполагают, что первые две стадии образования М. являются ферментативными и катализируются о-дифенолоксидазой, а последующие осуществляются неферментативным путем в присутствии кислорода. Т. к. о-дифенолоксидаза является медьсодержащим ферментом, то ее активность, а тем самым и образование М., ингибируется различными комплексообразователями, связывающими медь.

Процесс образования Меланинов у человека и животных связан с деятельностью эндокринных желез. При ряде гормональных расстройств (аддисонова болезнь, гипертиреоидизм, гипопитуитаризм и др.), а также при беременности наблюдаются нарушения пигментации кожи, волос и т. д. Установлено, что образование М. контролируется гормонами гипофиза (альфа- и бета-меланоцитостимулирующими гормонами), а также гормонами щитовидной железы, стероидными и половыми гормонами. Механизм эндокринного контроля синтеза М. пока не выяснен: по-видимому, основная роль в нем принадлежит меланоцитостимулирующим гормонам (см.), активность которых может стимулироваться другими гормонами (напр., прогестероном) или подавляться ими (напр., адреналином и норадреналином).

Образование Меланинов стимулируется также нек-рыми физическими (УФ- и рентгеновы лучи) и химическими (соединения мышьяка, серебра, висмута и др.) агентами. Механизм действия ионизирующей радиации и большинства хим. соединений на синтез М. сводится, по-видимому, к активации о-дифенолоксидазной реакции, благодаря окислению или блокированию SH-групп фермента.

Отсутствие нормальной пигментации кожи, сетчатки глаз и т. д. (см. Альбинизм) у некоторых людей, по-видимому, обусловливается врожденной недостаточностью о-дифенолоксидазы.

Определение меланинов в тканях.

В тканях Меланины следует дифференцировать от липидогенных и гемоглобиногенных пигментов. Необходимо учитывать, что М. нерастворимы в воде, минеральных к-тах и органических растворителях и разрушаются при действии концентрированных щелочей. М. легко «отбеливаются» и переходят в лейкоформу при действии сильных окислителей (лучше всего для этой цели использовать 10% перекись водорода в течение не менее 24 час.).

М. обладают восстанавливающей способностью. Основным гистохим, тестом для идентификации М. является аргентаффинная реакция, т. е. реакция восстановления азотнокислого серебра (его аммиачного р-ра) до металлического серебра. Впервые эта реакция была использована Биццоцеро (E. Bizzozero) в 1908 г. Среди методов, основанных на аргентаффинной реакции, наиболее распространен метод Массона— Фонтаны. Реакция проводится на свежей или фиксированной (в формалине, жидкости Буэна, или жидкости Карнуа) ткани. Освобожденные от парафина срезы тщательно промывают дистиллированной водой в течение 2—3 час. Для приготовления р-ра Фонтаны к 5% р-ру азотнокислого серебра приливают при помешивании аммиак по каплям, пока образующийся при этом осадок не растворится вновь. Затем осторожно прибавляют капля за каплей 5% р-р азотнокислого серебра до появления неисчезающей мути. В р-р Фонтаны помещают хорошо отмытые срезы и хранят 18—24 часа в темноте (в закрытом сосуде), затем тщательно отмывают дистиллированной водой и фиксируют в 5% р-ре тиосульфата натрия 3—5 мин. Ядра докрашивают карбол-сафранином в течение 10 мин. Затем дифференцируют срезы в 70% этаноле, обезвоживают, просветляют в ксилоле и заключают в канадский бальзам.

Меланины восстанавливают феррицианид в ферроцианид (реакция Шморля), образуют комплексы с Fe2+, которые можно выявить при помощи феррицианида калия (реакция с турнбуллевым синим), а также дают реакцию азосочетания в восстановленном состоянии. Для выявления предшественников М. используется ДОФА-реакция (см.).

При облучении УФ-светом М. флюоресцируют желтым светом. В поляризованном свете зерна М. обнаруживают простое лучепреломление, в темном поле они ярко отсвечивают беловатым светом.

Субмикроскопическая идентификация М. осуществляется на основании морфологических критериев. Гранулы М. имеют округлую или палочковидную форму, содержат материал, обладающий высокой электронной плотностью и гомогенно распределяющийся в виде зерен или кристаллоидов. Для идентификации М. в в ультратонких срезах используется также аргентаффинная и ДОФА-реакции.

Выявление Меланинов в тканях глаза или в коже на практике не сопряжено с трудностями. Такие трудности возникают при идентификации коричневых пигментов, напр, в стенке кишки или во вторичных опухолях неизвестного происхождения. Именно в таких тканях те немногие положительные реакции, которые дают М., могут служить источником ошибок, т. к. эти реакции характерны и для других липофусцина (см.).

Библиография: Браунштейн А. Е. Биохимия аминокислотного обмена, с. 284 и др., М., 1949; Ленинджер А. Биохимия, пер. с англ., М., 1976; Fitzpatrick Т. В. a. Lerner А. В. Biochemical basis of human melanin pigmentation, Arch. Derm. Syph. (Chic.), v. 69, p. 133, 1954, bibliogr.; Lerner A. B. Melanin pigmentation, Amer. J. Med., v. 19, p. 902, 1955, bibliogr.; Rothman S. Physiology and biochemistry of the skin, Chicago, 1955.

С. С. Дебов, И. С. Дерижанова (пат. ан.).