Ілюстрація меланоцитів Мікрофотографія меланоцитів в епідермісі
У процесі, який називається меланогенез, меланоцити виробляють меланін — пігмент, який міститься в шкірі, очах, волоссі, носовій порожнині та у внутрішньому вусі. Меланогенез призводить до тривалої пігментації на відміну від пігментації, яка походить від окислення вже існуючого меланіну.
Існують базальний та активований (переважно ультрафіолетовим випромінюванням) рівні меланогенезу; загалом, у людей зі світлою шкірою базальний рівень меланогенезу низький. Метою меланогенезу є захисти гіподерми від пошкодження ультрафіолетовим випромінюванням. Меланін має чорний колір, що дозволяє йому поглинати більшу частину УФ-світла та перешкоджати його проходженню крізь епідерміс.[8]
Передбачається, що утворення сонячних опіків та меланогенез індукуються за одним і тим же механізмом, оскільки спектри дії для обох цих процесів співпадають.[9] Також спектр дії меланогенезу узгоджується зі спектром поглинання ДНК і утворення піримідинових димерів (пряме ушкодження ДНК).
Зазвичай на квадратний міліметр шкіри виявляється від 1000 до 2000 меланоцитів, меланоцити становлять приблизно від 5 до 10 % від клітин базального шару епідермісу. Хоча їх розмір може змінюватися, меланоцити зазвичай мають довжину 7 мкм.
Наявність різних кольорів шкіри обумовлена не різницею в кількості меланоцитів, а рівнем їх активності (кількістю еумеланіну та феомеланіну). Продукція меланіну знаходиться під гормональним контролем, зокрема меланоцит-стимулюючого гормону (МСГ) та адренокортикотропного гормону (АКТГ), які утворюються з попередника проопіомеланокортину.
Роль в імунній системі
Меланоцити також є частиною імунної системи і вважаються імунними клітинами.[10] Повна роль меланоцитів у імунній відповіді ще не до кінця зрозуміла, але меланоцити мають багато спільного з дендритними клітинами: розгалужена морфологія, здатність до фагоцитозу, презентація антигенівТ-клітинам і продукція та вивільнення цитокінів.[11][12] Попри ці подібності, меланоцити та дендритні клітини походять з двох різних клітинних ліній. Дендритні клітини, зокрема клітини Лангерганса, походять від гематопоетичних стовбурових клітин у кістковому мозку, тоді як меланоцити походять з клітин нервового гребеня.
Меланоцити здатні експресувати MHC класу II,[11] тип MHC, що експресується лише антиген презентуючими клітинами імунної системи, коли вони стимулюються взаємодією з антигеном або цитокінами. Тоді як усі клітини хребетних експресують MHC класу I, MHC класу II міститься лише на «професійних» антиген-презентуючих клітинах, таких як дендритні клітини, макрофаги, В-клітини та меланоцити. Стимульовані цитокінами меланоцити також експресують поверхневі білки, такі як CD40 та ICAM1.[10]
Меланоцити експресують багато прозапальних цитокінів, зокрема IL-1, IL-3, IL-6, IL-8, TNF-α та TGF-β.[10][11] Подібно до інших імунних клітин, меланоцити виділяють ці цитокіни у відповідь на активацію рецепторів розпізнавання патернів (PRR), таких як Toll-Like рецептор 4 (TLR4), які розпізнають MAMP. MAMP, також відомі як PAMP, — це пов'язані з патогенами молекулярні структури, малі молекулярні елементи, такі як білки, вуглеводи та ліпіди. Крім того, вироблення цитокінів меланоцитами може стимулюватися цитокінами, що секретуються іншими імунними клітинами.
Меланоцити знаходяться в найнижчому (базальному) шарі епідермісу,[13] і вони використовують свої дендрити для взаємодії з клітинами верхніх шарів[14] та для захоплення патогенних мікроорганізмів, які потрапляють в епідерміс.[11] Меланоцити, ймовірно, працюють узгоджено як з кератиноцитами, так і з клітинами Лангерганса,[10] що також активно фагоцитують.
Стимуляція
Численні подразники здатні впливати на меланогенез культивованих меланоцитів, хоча механізми цього впливу до кінця не вивчені.[10] Ейкозаноїди, ретиноїди, естрогени, меланоцитостимулюючий гормон, ендотеліни, псоралени, гідантоїн, форсколін, холерний токсин, ізобутилметилксантин, аналоги діацилгліцерину та УФ-опромінення стимулюють меланогенез і посилюють пігментацію.[15] Збільшення продукції меланіну спостерігається при підвищенні рівня адренокортикотропного гормону (АКТГ), яке характерне для хвороби Аддісона та Кушинга. Цей ефект, головним чином, обумовлений підвищенням рівня альфа-MSH, який є продуктом розщеплення АКТГ і має однакову з ним спорідненість до рецептора MC1 на меланоцитах.[16]
Також, в ході лабораторних досліджень було показано, що деякі меланокортини впливають на апетит та сексуальну активність у мишей.[10]
Меланосоми — це везикули, які містять меланін і організовані як ковпачок, що захищає ядро кератиноцита від шкідливої дії УФ. Коли ультрафіолетові промені проникають у шкіру і пошкоджують ДНК, фрагменти тимідину динуклеотиду (pTpT) із пошкодженої ДНК активують меланогенез[17] і змушують меланоцити продукувати меланосоми, які потім переносяться дендритами у верхні шари кератиноцитів.
Стовбурові клітини
Попередником меланоцитів є меланобласти. У дорослих стовбурові клітини містяться у випуклій частині зовнішньої оболонки кореня волосяного фолікула. Ці стовбурові клітини перетворюються як на попередників кератиноцитів, так і на меланобласти. Існують також докази того, що стовбурові клітини меланоцитів присутні в шкірних нервах, і що нервові сигнали змушують ці клітини диференціюватися в меланоцити для шкіри.[18]
Клінічне значення
Меланоцитарні пухлини
Меланома — злоякісна пухлина, яка розвивається з меланоцитів і найчастіше локалізується в шкірі, хоча може зустрічатися і в сітківці ока та на слизових оболонках. Меланома — один з найнебезпечніших видів раку; метастази зазвичай з'являються протягом першого року від виникнення пухлини, і поширюються через лімфу і кров у майже всі органи. За даними ВООЗ, щорічно у всьому світі реєструється приблизно 48 000 смертей, пов'язаних з меланомою. Ризик виникнення підвищується наявністю у людини великої кількості родимок (понад 50), їх травмуванням, дією УФ та сонячними опіками.[19] В 50-70 % випадків меланома утворюється при злоякісному переродженні меланоцитарних невусів.[20]
Меланоцитарні невуси — доброякісні новоутворення, які виникають при вадах розвитку епідермальних та дермальних меланоцитів. У більшості випадків є набутими і найбільше їх утворюється у 5-6 років та у 16-18 років. Їх розміри коливаються від кількох міліметрів до декількох сантиметрів, забарвлення варіює від рожево-світлокоричневого до темно-коричневого і чорного, межі чіткі, форма може бути округлою, овальною чи неправильною, а поверхня — плоскою, припіднятою чи папіломатозною.[20]
Меланоцитарні пухлини невизначеного злоякісного потенціалу — це меланоцитарні ураження дерми, які за морфологією не можуть бути класифіковані як доброякісні невуси або злоякісні меланоми, оскільки вони демонструють особливості притаманні як злоякісних, так і доброякісних меланоцитарних пухлин.[21]
Вітиліго
Вітиліго — хронічне захворювання шкіри, за якого спостерігається поява розлогих, часто спотворюючих білявих ділянок депігментації на шкірі хворих (переважно на обличчі, шиї, кистях) людини, у волоссі та сітківці очей. Це захворювання не є вродженим. Хвороба може розпочатися в будь-якому віці, але в 70 % випадків — до 20 років. Вітиліго розвивається внаслідок втрати або зниження функції меланоцитів. Однак остаточно причину захворювання не встановлено.[22] Дослідження вказують на роль імунної системи у розвитку цього стану, вважається, що на розвиток вітиліго впливає генетична сприйнятливість і фактори довкілля.[23]
Альбінізм
Альбінізм — вроджена відсутність пігментації, внаслідок чого волосся, шкіра, луска та пір'я мають білий колір, тоді як очі — рожевий.[24] Альбінізм виникає внаслідок мутацій у генах, що кодують ферменти, необхідні для синтезу пігментів. Залежно від генетичної природи у людей зустрічається альбінізм двох типів:
Очно-шкірний альбінізм має аутосомно-рецесивну природу й спричиняється мутаціями в різних аутосомах. Для найважчих випадків, коли меланін не виробляється взагалі, характерними ознаками є чисто біле волосся та шкіра, блакитна напівпрозора райдужка ока.[25] Всього визнано вже 17 типів очно-шкірного альбінізму.[26]
Очний альбінізм зумовлений рецесивним геном в гомозиготному стані, який локалізований в X-хромосомі, тому зустрічається він здебільшого у чоловіків. Шкіра у людей з цим станом не набагато світліша ніж у родичів, гострота зору знижена.[25]
Люди з альбінізмом більш схильні до сонячних опіків, раку шкіри і розладів зору, оскільки не захищені від УФ.[11]
Альбінізм часто, але не завжди, пов'язаний з геном TYR, що кодує фермент тирозиназу. Тирозиназа необхідна меланоцитам для виробництва меланіну з амінокислотитирозину.[27] Альбінізм може бути спричинений і мутаціями в інших генах, зокрема в OCA2,[28]SLC45A2,[29]TYRP1,[30] та HPS1.[31] Кожен ген пов'язаний з різним білком, який відіграє роль у виробництві пігментів.
Хлоазма та мелазма
Хлоазма — чітко окреслені симетричні темні плями на шкірі, що пов'язані з вагітністю чи прийомом гормональних препаратів. При нормалізації гормонального фону зникають самі. Мелазма ж розвивається під дією сонячного світла у людей, які страждають на різні захворювання шлунково-кишкового тракту.[32] Кількість меланоцитів при цих станах є нормальною, але вироблення меланіну підвищується, що викликає гіперпігментацію.[33]
↑Le, Tao,; Sochat, Matthew,; Kallianos, Kimberly,; Chavda, Yash,; Zureick, Andrew H. (Andrew Harrison), 1991-; Kalani, Mehboob,. First aid for the USMLE step 1 2017. New York. ISBN1-259-83763-7. OCLC948547794. Архів оригіналу за 14 грудня 2019. Процитовано 20 грудня 2020.{{cite book}}: Обслуговування CS1: Сторінки з посиланнями на джерела із зайвою пунктуацією (посилання)
