Что отвечает за цвет кожи

Что отвечает за цвет кожи

Цвет кожи у человека определяется, в основном, коричневым пигментом меланином. Доля меланина в коже обусловлена генетически [1] , однако в рамках определённого интервала она зависит и от интенсивности ультрафиолетового излучения, попадающего на кожу. Вторым важным фактором, определяющим цвет кожи, является природа кровеносных сосудов, находящихся под ней. В зависимости от меры их расширения или, наоборот, сужения, наблюдается покраснение или бледность.

Цвет кожи не равномерен по всему телу. Ладони и ступни не содержат меланина и кожа на них поэтому светлее остальной кожи. Губы, как и слизистые оболочки красного цвета, который им придают кровеносные сосуды, располагающиеся относительно близко к тонкому и практически прозрачному слою кожи. Кожа на кончиках пальцев, на ушах и на носу также несколько красноваты, так как кровеносные сосуды так же расположены рядом с поверхностью. У женщин в районе сосков и у мужчин в районе сосков и мошонки кожа темнее вследствие повышенной концентрации меланина.

Сегодня наука исходит из того, что цвет кожи является результатом приспособления определённой популяции к интенсивности солнечного излучения в её географическом ареале. Меланин при этом выполняет функции защиты от ультрафиолетового излучения солнца, без него кожа бы старела значительно быстрее, а также имел бы место повышенный риск заболевания раком кожи. Меланин предотвращает воздействие ультрафиолетового излучения, повреждающее генетический аппарат клетки.

Первые люди были темнокожими, что в условиях центральной и восточной Африки обеспечивало защиту от ультрафиолетового излучения. У части популяций, переселившихся из Африки в более северные широты, закрепилась мутация, которая обеспечивает более светлый оттенок кожи и лучший синтез витамина D. Есть также теория о том, что депигментация произошла вследствие принципиального изменения в рационе питания (ставшего основанным на углеводах с переходом к сельскому хозяйству около 10 тыс. лет назад) [2] [3] .

У женщин кожа в среднем на 3-4 % светлее, чем у мужчин. У альбиносов меланин отсутствует полностью из-за генетической мутации. Вследствие этого у них светлая не только кожа, но и волосы.

В современных мировых популяциях с тёмной кожей ассоциированы варианты SLC24A5 (G) и MFSD12 (T), со светлой кожей — варианты SLC24A5 (А) и MFSD12 (С) [4] .

В геноме человека восемь участков особенно связаны с уровнем пигментации кожи. Семь более бледных вариантов кожи появились по крайней мере 270 тыс. лет назад. Четыре из них возникли более 900 тыс. лет назад [5] . Две мутации, связанные с пониженной активностью гена MFSD12, найденные у африканцев с очень тёмной кожей, появились ок. 500 тыс. лет назад. Ген DDB1 играет важную роль в ремонте ДНК после воздействия ультрафиолета и, соответственно, снижает риск меланомы. В африканских популяциях высока частота защитных аллелей, и, как следствие, меланома практически не встречается. Ученые обнаружили, что ген DDB1 за пределами Африки находится под сильным отбором. Мутации, ассоциированные с тёмной кожей в неафриканских популяциях начали вымываться от 80 до 60 тысяч лет назад. Мутация rs1426654 (A) в гене SLC24A5 на хромосоме 15, связанная со светлой кожей, распространена в Европе, Северной Индии, Пакистане, у некоторых восточноафриканских афроазиатских популяций в Эфиопии и Танзании, имеющих генетический вклад из Южной Азии и с Ближнего Востока, (28—50 %), у южноафриканских банту и бушменов сан в Ботсване (5—11 %). В Евразии популяции с мутацией rs1426654 (A) разделились около 29 тыс. л. н. (от 31 до 28 тыс. л. н.) В Африку аллель rs1426654 (A) попала в результате потока генов во время обратной миграции неафриканцев из Западной Евразии в Восточную Африку > 5 тыс. л. н. (от 9 до 3 тыс. л. н.) [4] . Древние жители Европы эпохи палеолита и мезолита были темнокожими. Впервые гены SLC24A5 и SLC45A2, которые приводят к депигментации и осветлению кожи, были обнаружены в останках древнего человека, жившего на территории современной Швеции около 7700 лет назад [6] [7] . У гена MFSD12 выявлен вариант, который вызывает его повышенную экспрессию и светлый цвет кожи. Он встречается только у индейцев и у жителей Восточной Азии [8] .

Читайте также:  Как долго восстанавливаются волосы после выпадения

Меланин и цвет кожи

Цвет кожи у каждого человека отличается, что уже говорить о расовых отличиях. И все это обеспечивает пигмент меланин, который производят специальные клетки — меланоциты. Меланоциты находятся в нижних слоях эпидермиса. Меланин отвечает не только за окрашивание кожи, но и за цвет глаз и волос. Определяют цвет кожи также кровеносные сосуды: от их расширения/сужения зависит бледность или краснота кожи.

Кожа разных участков кожи содержит разное количество меланина. Ладони и ступни лишены меланина — на этих участках кожа самая светлая. В области сосков и мошонки у мужчин концентрация меланина повышена, поэтому эти участки окрашены темнее, чем остальная кожа. Меланоциты находятся не только в коже, но и во внутреннем ухе, в сетчатке и сосудистом слое глаза.

Когда-то все люди были темнокожими и лишь по мере передвижения на север закреплялась генная мутация, обеспечивавшая все более светлый оттенок кожи для лучшего синтеза витамина Д. Сейчас встречается такой вид мутации, при которой меланин полностью отсутствует — у таких альбиносов очень светлая кожа и волосы.

От чего зависит количество меланина

Количество меланоцитов у всех людей примерно одинаковое, но количество производимого меланина сильно отличается. Это зависит от генетических особенностей, интенсивности УФ-излучения, а также от пола (кожа женщин в среднем на 3-4% светлее, чем у мужчин).

При пребывании на солнце выработка меланина увеличивается. Это необходимо для защиты от ультрафиолета. Чем больше производится меланина, тем темнее становится кожа — появляется загар. Чем бледнее исходная кожа, тем ниже защитные возможности меланина. Вот почему возникают солнечные ожоги при чрезмерном пребывании на солнце. Если на протяжении жизни было слишком много солнечных ожогов, это увеличивает риск появления рака кожи.

Читайте также:  С чем сочетать синие туфли

Синтез меланина стимулируется не только действием ультрафиолетового излучения, но и гормонами (меланостимулирующим гормоном и АКТГ). В старости возникает снижение производства гормонов, вследствие чего продукция меланина снижается, кожа становится светлее — возрастает риск солнечных ожогов и развития рака кожи.

Меланома

Злокачественное перерождение меланоцитов вызывает меланому — один из самых быстротекущих видов рака с очень высокой смертностью (80% смертей от рака кожи приходятся на меланому).

У людей с исходно более темной кожей риск развития рака кожи ниже.

Международный коллектив исследователей в результате генотипирования двух тысяч человек, проживающих в разных регионах Африки, обнаружил основные генетические варианты, ответственные за интенсивность пигментации кожи. Судя по всему, варианты, ответственные за темную кожу, объединяют африканцев с южноазиатской и австрало-меланезийской популяциями, а один из аллелей, связанных со светлокожестью, оказался неафриканского происхождения и был принесен извне. Кроме того, ученым удалось установить функцию одного из генов (MFSD12), полиморфизмы в котором ассоциированы с цветом кожи у людей. Исследование опубликовано в журнале Science.

Цвет кожи является важной адаптацией для проживания на той или иной широте и варьирует в довольно большом диапазоне — к примеру, среди африканцев можно встретить как людей с относительно светлой кожей, так и абсолютно черных. Интенсивность пигментации коррелирует с интенсивностью ультрафиолетового излучения, характерного для данного региона. Максимума оно достигает на экваторе, а минимума — в высоких широтах, где живут самые светлокожие люди. В то время как темная кожа защищает своего обладателя от избытка ультрафиолета, белая кожа является адаптацией к его недостатку, так как некоторое количество ультрафиолета необходимо для синтеза витамина D.

Распределение интенсивности ультрафиолетового излучения, выраженного в количестве доз ультрафиолета, необходимого для "обгорания" кожи (erythemal dose)

Nicholas G Crawford et al / Science, 2017

Цвет кожи является сложным генетическим признаком — разные гены определяют количество, структуру и распределение пигмента. Исследования на животных позволили выделить около 350 генов, которые так или иначе связаны с пигментацией, однако у людей, судя по всему, их гораздо меньше.

Исследователи из нескольких американских университетов в сотрудничестве с коллегами из Ботсваны, Танзании и Эфиопии провели масштабный поиск генетических вариантов, которые определяют разнообразие оттенков кожи. В исследовании приняло участие 2092 человека, у которых по отражению света от кожи количественно определили интенсивность пигментации и взяли анализ крови для генотипирования. Участники представляли разные этносы, проживающие на территории перечисленных выше стран. Кроме того, для сравнения привлекли геномы представителей евразийской и австрало-меланезийской популяций, прочитанные ранее.

Читайте также:  Маленькие салфетки крючком схемы с описанием

Среди испытуемых самой светлой кожей обладали представители народа сан (бушмены), проживающие на юге Африки, а самой темной — представители нило-сахарской языковой макросемьи Восточной Африки. Наиболее значимые ассоциации с цветом кожи были найдены для четырех генетических локусов — полиморфизмы в генах SCL24A5, MSFD12 и в регуляторных участках генов DDB1/TMEM138 и OCA2/HERC2. По расчетам ученых, вариации в этих локусах определяют примерно 30 процентов наблюдаемого разнообразия. Таким образом, у людей цвет кожи хотя и комплексный признак, но не такой сложный как, например, рост.

Примеры распространения аллелей генов SLC24A5 (слева) и MFSD12 (справа) в мировых популяциях. Вариант SLC24A5 (G) ассоциирован с темной кожей, а SLC24A5 (А) — со светлой. Вариант MFSD12 (T) ассоциирован с темной кожей, а MFSD12 (С) — с более светлой

Nicholas G Crawford et al / Science, 2017

Было известно, что две мутации, расположенные в гене MSFD12, встречаются только в африканской популяции, особенно на востоке, и ассоциированы с самой темной кожей. Исследователи обнаружили, что данные полиморфизмы связаны со сниженной экспрессией гена. Когда экспрессию MSFD12 искусственно понизили в меланоцитах, клетки стали накапливать черный пигмент. Таким образом, функция белка MSFD12 оказалась связана с подавлением синтеза меланина.

Сильнее всего с цветом кожи африканцев оказался связан полиморфизм в гене SCL24A5, который также экспрессируется в меланоцитах и кодирует ионный транспортер. Исследователи показали, что аллель этого гена, ассоциированная со светлой кожей, распространена в африканских популяциях с установленным азиатским происхождением (Эфиопия и Танзания), но редко встречается в «коренных» африканских популяциях сан и Ботсваны. По всей видимости, этот вариант появился в Африке в результате потока генов из Евразии в последние 3-9 тысяч лет, а там его присутствие прослеживается в течение 30 тысяч лет.

Ранее было известно, что «светлокожий» вариант этого гена является обычным среди европейцев и закрепился в популяции в результате отбора. Более того, светлокожие аллели были найдены и в неандертальском и денисовском геноме, что подтверждает гипотезу о том, что темный цвет кожи является поздним приобретением, а наши предки после потери волос на теле были скорее умеренно пигментированы.

Ранее мы писали об исследовании немецких ученых, которые предположили, что светлая кожа современных европейцев досталась им в наследство от древних охотников и собирателей, обитавших на этой территории, но не от первых земледельцев, пришедших из Азии.

Ссылка на основную публикацию
Что нужно делать если пахнет изо рта
Согласно статистике, почти половину населения земного шара мучает вопрос, как избавиться от запаха изо рта в домашних условиях. Тема эта...
Что значит стринги
15.12.2016 Стринги (от string – веревка) или танга (от thwong – гибкий ремешок) – нижнее белье в виде мини-трусов, состоящих...
Что значит тигр на груди
Тигры удивительные животные, привлекающие людей своей грацией, силой и характером. На протяжении веков им приписывались удивительные способности, делавшие их уникальными...
Что нужно делать чтобы похудели руки
Современных девушек интересует, как похудеть в руках в домашних условиях. Как правило, у мужчин практически нет проблем с этим участком...
Adblock detector