Mélanine
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2008-06-18T03:49:16Z
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Les '''mélanines''' sont parmi les [[pigment]]s principaux responsables de la coloration des [[tégument]]s dans le règne animal. On parle abusivement de "la mélanine" au singulier. La [[couleur de la peau]], des [[cheveu]]x et des [[iris (anatomie)|yeux]] chez l’homme dépendent principalement de son type et de sa concentration. Les plantes, les oiseaux pour leurs [[plume]]s, les [[protozoaire]]s en produisent aussi.
Les mélanines biologiques sont des [[macromolécule]]s produites pour la plupart par les [[mélanocyte]]s, par addition ou condensation de [[monomère]]s formés à partir de la [[tyrosine]] ([[eumélanine]]) ou de la tyrosine et de la [[cystéine]] ([[phéomélanine]]), avec le concours de l'[[enzyme]] [[tyrosinase]]. Une faible proportion, comme la [[neuromélanine]] de la [[substantia nigra]] du cerveau humain, n'est pas fabriquée dans les mélanocytes mais provient probablement du métabolisme d’une [[Amine (chimie)|amine]] simple comme la [[dopamine]].
Il existe également des mélanines artificielles : [[acétylène|polyacétylène]]s, [[aniline|polyaniline]]s, et [[pyrrole|polypyrrole]]s de couleur noire ou brune, et leurs [[copolymère]]s ; elles ont une application industrielle ou biotechnologique.
Le rôle principal de la mélanine est la protection pigmentaire contre les radiations [[Ultraviolet|UV]]. Chez certains animaux, les mélanophores, [[chromatophore]]s porteurs de mélanine, contribuent au camouflage ou signalent par leurs transformations l’émotion, le stress ou un changement de l’environnement (température etc.). Chez certains invertébrés, les agents pathogènes sont encapsulés dans de la mélanine, qui contribuerait donc chez eux à la défense contre les infections. Il semble aussi que ses groupes carboxylate et hydroxyl-phénol puissent isoler du milieu certains éléments dommageables lorsqu’ils sont en excès, comme les métaux lourds. <ref>J.D. Simon ''et al.''Pigment Cell Research'', 2004, 17: 262-269</ref>
Par l’intermédiaire de la [[psychologie]], la mélanine peut exercer une grande influence sur la société humaine ([[attirance sexuelle|choix d’un partenaire]], [[discrimination]]).
==Types==
On connaît deux principaux types de mélanine comportant chacun deux sous-groupes, et un type mineur moins connu :
* l'[[eumélanine]] noire ou brune
* la [[phaéomélanine]] rouge ou jaune
* la [[neuromélanine]]
==Synthèse==
Le mécanisme de formation de la mélanine est très complexe et les mécanismes précis pour toutes les variétés ne sont pas encore totalement élucidés. La mélanine est produite à partir de tyrosine grâce à l’enzyme tyrosinase. La tyrosine est tout d’abord convertie en [[DOPA]], puis en DOPAquinone. En l’absence de cystéine, de l'indole 5-6 quinone est formé, donnant l'eumélanine. En présence de cystéine, du cystéinyl-DOPA est formé, donnant de la phaeomélanine. Ces deux pigments polymérisent à un degré variable selon leur nature.
*Étape de base commune :
**Tyrosine (tyrosine oxydase) → DOPA (3,4-dihydroxyphénylalanine) (dopa exydase)→ dopaquinone
*Deux chemins possibles vers l’eumélanine :
**Dopaquinone → leucodopachrome → dopachrome → DHI (5,6-dihydroxyindole ou DHI ) → indole 5,6 quinone
**Dopaquinone → leucodopachrome → dopachrome →DHICA (acide 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylique)
En général les deux voies existent simultanément. Si le mélange est riche en DHI, la mélanine est noire, s’il est riche en DHICA, elle est brune.
*Deux chemins possibles vers la phéomélanine :
**Dopaquinone + cysteine → 5-S-cysteinyldopa → benzothiazine → phéomelanine
**Dopaquinone + cysteine → 2-S-cysteinyldopa → précurseur de benzothiazine → phéomelanine
Chez l'homme, sous l’effet des UV, les [[kératinocyte]]s secrètent l’hormone alpha-MSH par scission de la pro-opiomélanocortine (POMC), grâce à l'action d’une protéine appelée p53. L’alpha MSH s’attache aux mélanocytes et stimule la production de mélanine. P53 étant également une protéine produite en cas de stress, cela pourrait expliquer l’hyperpigmentation qui apparait parfois, particulièrement chez les personnes âgées, en cas d’irritation prolongée de la peau.<ref>David E. Fisher ''et al.'' ''Cell'' 9 mars 2007 ; [http://www.sciencedaily.com/releases/2007/03/070308122006.htm lire en ligne dans ''Science daily du 11 mars 2007]</ref>
C'est au niveau de la régulation de l'activité de la tyrosinase qu'interviennent les produits dépigmentants comme l’[[hydroquinone]] et l'[[acide Kojique]]. D’autres comme les [[antioxydant]]s ([[acide ascorbique]] par ex.) interviennent au niveau des quinones formées. Toute mutation génétique rendant la tyrosinase moins active ou absente est à l'origine de l'[[albinisme]], trouble qui se traduit sous sa forme extrême par l'absence totale de mélanine.
Il a été proposé que la capacité de la mélanine à se comporter comme un anti-oxydant serait d’autant plus forte que son [[poids moléculaire]] est élevé.<ref>Ophthalmic research, 2005, 37: 136-141 ''Melanin aggregation and polymerization: possible implications in âge related macular degeneration''</ref>. Des conditions défavorables à la polymérisation (certains [[Potentiel hydrogène|ph]], présence de toxiques...) libéreraient des radicaux et rendraient la mélanine cancérigène ou destructrice, favorisant la formation des [[mélanome]]s ou de la [[dégénérescence maculaire]] <ref>Clinical Cancer Res. 2004; 10: 2581-2583 ''Etiologic pathogenesis of melanoma: a unifying hypothesis for the missing attributable risk'' ; Pigment cell Res. 2001; volume 14: pages 148-154. ''Redox regulation in human melanocytes and melanoma''</ref>.
==Aspect au microscope==
Au microscope, la mélanine doit être distinguée des pigments produits par la destruction des [[hématie]]s ([[hémosidérine]]). Elle apparait sous forme de granules bruns non-réfractiles de moins de 800 nm alors que les granules de pigments sanguins sont plus gros, réfractiles et verts, jaunes ou brun-rouge Une solution diluée de [[permanganate de potassium]] fait disparaitre la mélanine.
==Chez l'homme==
On trouve la mélanine dans la [[peau]], les [[cheveu]]x et poils, l’[[épithélium]] pigmentaire de l’iris, la [[surrénale]], la strie vasculaire de l’[[oreille interne]], le cerveau ([[corps strié]] et [[substantia nigra|substance noire]]). À l’exception du cerveau, elle est contenue dans des [[organelle]]s intracellulaires de forme ronde où allongée appelés [[mélanosome]]s, produits par les mélanocytes.
C'est la mélanine qui nous fait bronzer, protègeant ainsi l'[[Acide ribonucléique|ARN]] des cellules de la peau des rayons [[ultraviolet]]s (surtout UVB) du soleil. Lors d'une exposition prolongée au soleil, on bronze car le corps fabrique plus de mélanine, on est donc mieux protégé contre les UV. La mélanine agit en les absorbant et en restituant sous forme de chaleur l'énergie reçue. L'eumélanine est beaucoup plus efficace dans ce rôle que la phéomélanine qui protège très peu, et se décompose facilement sous l'effet des UV, libérant des radicaux libres cancérigènes ; c'est pour cette raison que les personnes [[rousseur|rousses]] sont plus fragiles que les brunes. Les [[blond (couleur)|blonds]], et ''a fortiori'' les [[albinos]], sont également très fragiles face au soleil. Mais même pour les peaux mates ou foncées, la protection offerte par la mélanine est loin d'être totale, et des dégradations trop importantes de l'[[Acide désoxyribonucléique|ADN]] peuvent entrainer la [[cancer de la peau|cancérisation]] des cellules de la peau.
À noter que les crèmes [[autobronzant]]es n'ont rien à voir avec la mélanine et ne protègent absolument pas du soleil.
La mélanine est présente en quantité proportionnelle à l'intensité de la couleur. Ainsi, une personne à la peau noire en fabrique beaucoup plus qu'une personne à la peau blanche, un iris brun en contient plus qu'un iris bleu, une chevelure brune plus qu’une chevelure blonde. Les albinos peuvent ne pas en produire du tout. La quantité de mélanine produite par une personne détermine son [[phototype]].
Ce sont les gènes qui gouvernent sa production, dont les proportions respectives d'eumélanine et de phéomélanine. Sous l’effet des UV, les kératinocytes secrètent l’hormone alpha-MSH par scission de la pro-opiomélanocortine (POMC), grâce à l'action d’une protéine appelée p53. L’alpha MSH s’attache aux mélanocytes et stimule la production de mélanine. P53 étant également une protéine produite en cas de stress, cela pourrait expliquer l’hyperpigmentation qui apparait parfois, particulièrement chez les personnes âgées, en cas d’irritation prolongée de la peau. La [[mélatonine]] joue aussi un rôle dans le bronzage en augmentant la concentration en mélanine des mélanosomes.
Par ailleurs, la formation d’alpha-MSH à partir de POMC produisant de l’endorphines b supposée contribuer à un sentiment de bien-être, David E Fisher, directeur de la recherche ayant mis en évidence le rôle de p53 dans le bronzage, propose que la libération d’endorphine lors de ce processus pourrait encourager les gens à s’exposer au soleil. L’ensemble des processus favoriserait la protection contre les cancers cutanés. En effet, si une exposition au soleil trop longue ou trop brutale est dangereuse, une exposition modérée et régulière peut au contraire constituer une protection, sauf chez les personnes dépourvues de la capacité de bronzer.
L'apparition de cheveux blancs ([[canitie]]) provient d'un arrêt de production de mélanine au niveau de leur bulbe dont on ne connaît pas encore très bien le mécanisme ; on sait du moins qu’il est héréditaire (si les parents ont eu les cheveux blancs tôt, alors les enfants auront aussi des cheveux blancs tôt) et lié à l'âge (plus on est vieux, plus on a de cheveux blancs).
Les [[taches de rousseur]] et de vieillesse contiennent des mélanocytes élargis qui produisent localement plus de mélanosomes que la peau avoisinante, d'où leur teinte plus foncée. Les [[naevus|grains de beauté]] sont des concentrations locales de mélanocytes.
C'est la mélanine présente dans les poils qui permet de réaliser des [[épilation laser|épilations définitives au laser]].
==Références==
<references/>
==Voir aussi==
* [[Couleur de la peau]]
* [[Bronzage]]
* [[Mélanocyte]] | [[Mélanosome]]
* [[Rousseur]] | [[blond (couleur)|Blondeur]]
* [[Racisme]]
[[Catégorie:Physiologie]]
[[Catégorie:Biologie moléculaire]]
[[bg:Меланин]]
[[bs:Melanin]]
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