Melanina para niños
La melanina (del griego antiguo mélas, que significa 'negro' u 'oscuro') es un grupo de biomoléculas que actúan como pigmentos en muchos organismos. Estos pigmentos de melanina se producen en células especiales llamadas melanocitos.
Existen cinco tipos principales de melanina: eumelanina, feomelanina, neuromelanina, alomelanina y piomelanina. La eumelanina es la más común y se forma a través de un proceso químico. La feomelanina es responsable de los tonos rojizos o amarillentos en la piel y el cabello. La neuromelanina se encuentra en el cerebro y se investiga su uso en el tratamiento de algunas enfermedades. La alomelanina y la piomelanina son tipos de melanina que no contienen nitrógeno.
En la piel humana, la melanina se produce cuando nos exponemos a la radiación ultravioleta (UV) del sol, lo que hace que la piel se oscurezca. La eumelanina es muy buena absorbiendo la luz, ya que puede disipar más del 99.9% de la radiación UV. Por esta razón, se cree que la eumelanina protege las células de la piel del daño causado por los rayos UV, lo que ayuda a reducir el riesgo de ciertos problemas de salud en la piel. Las personas con más melanina, es decir, con un tono de piel más oscuro, suelen tener una menor incidencia de problemas de piel relacionados con el sol.
Contenido
- Tipos de melanina y sus funciones
- ¿Qué es la eumelanina y dónde se encuentra?
- ¿Cómo funciona la feomelanina en el color del cabello y la piel?
- ¿Qué es la neuromelanina y su papel en el cerebro?
- Otras formas de melaninas
- Péptidomelanina: una melanina soluble
- Selenomelanina: protección contra la radiación
- Tricocromos: pigmentos en el cabello rojo
- La melanina en los seres humanos
- La melanina en otros seres vivos
- Cómo se forma la melanina
- ¿Cómo se ve la melanina al microscopio?
- Condiciones genéticas y de salud relacionadas con la melanina
- Adaptaciones humanas y la melanina
- Propiedades y usos tecnológicos
- Véase también
Tipos de melanina y sus funciones
¿Qué es la eumelanina y dónde se encuentra?
La eumelanina tiene dos formas que dan colores que van del marrón oscuro al negro. Es insoluble y se produce en unas estructuras especiales llamadas melanosomas. Esta reacción es posible gracias a una enzima llamada tirosinasa.
En la naturaleza, estas dos formas de eumelanina suelen mezclarse, creando una variedad de colores en la piel y el cabello. Por ejemplo, el cabello rubio tiene poca eumelanina, mientras que el cabello canoso tiene una pequeña cantidad de eumelanina negra sin otros pigmentos. La eumelanina se encuentra en la piel, el cabello y otras partes del cuerpo.
¿Cómo funciona la feomelanina en el color del cabello y la piel?
Las feomelaninas dan colores que van del amarillento al rojizo. Se encuentran en lugares como los labios y los pezones. Cuando una pequeña cantidad de eumelanina se mezcla con feomelanina, el resultado es el cabello anaranjado, conocido como «pelirrojo». Las personas pelirrojas también suelen tener un tono de piel más rosado debido a la feomelanina.
A diferencia de la eumelanina, la feomelanina en el cabello y la piel refleja la luz amarilla y roja, lo que puede aumentar el daño causado por la exposición a la radiación UV. La producción de feomelanina depende de la cisteína, un aminoácido.
¿Qué es la neuromelanina y su papel en el cerebro?
La neuromelanina (NM) es un pigmento que se encuentra en ciertas neuronas del cerebro. Los humanos tienen la mayor cantidad de neuromelanina, mientras que otros primates tienen menos y muchas otras especies no la tienen. Aunque su función biológica no se conoce del todo, se ha visto que la neuromelanina humana puede unirse a metales y otras moléculas que podrían ser dañinas. Por ello, podría ser importante en enfermedades como el Parkinson.
Otras formas de melaninas
Además de la eumelanina y la feomelanina, se han descubierto otras formas de melanina. En 1955 se encontró la neuromelanina, asociada a las células nerviosas. En 1972 se descubrió la piomelanina, que es soluble en agua. Y en 1976 se encontró la alomelanina en la naturaleza.
Péptidomelanina: una melanina soluble
La péptidomelanina es otra forma de melanina soluble en agua. Las esporas de un hongo llamado Aspergillus niger la liberan. Se forma como una mezcla de eumelanina y péptidos cortos, que son los que le dan su capacidad de disolverse.
Selenomelanina: protección contra la radiación
Es posible crear melanina que contenga selenio en lugar de azufre. Esta selenomelanina se ha creado en laboratorios y se espera que ofrezca una mejor protección contra la radiación ionizante que otras formas de melanina. Esto podría ser útil, por ejemplo, en los viajes espaciales.
Tricocromos: pigmentos en el cabello rojo
Los tricocromos son pigmentos que se producen de forma similar a las eumelaninas y feomelaninas, pero son moléculas más pequeñas. Se encuentran en algunos cabellos rojos humanos.
La melanina en los seres humanos
En los seres humanos, la melanina es lo que principalmente determina el color de la piel. También se encuentra en el cabello, el iris de los ojos y en una parte del oído interno. En el cerebro, hay melanina en algunas neuronas.
La melanina de la piel es producida por los melanocitos, que están en la capa más baja de la piel. Aunque la mayoría de las personas tienen una cantidad similar de melanocitos, estos producen diferentes cantidades de melanina, lo que explica la variedad de tonos de piel. Algunas personas tienen muy poca o ninguna melanina en su cuerpo, una condición llamada albinismo.
Como la melanina es una mezcla de moléculas más pequeñas, hay muchos tipos diferentes. Tanto la feomelanina como la eumelanina están en la piel y el cabello humanos, pero la eumelanina es la más abundante.
La melanina en otros seres vivos
Las melaninas tienen muchas funciones en diferentes organismos. Por ejemplo, la tinta que usan muchos cefalópodos (como los calamares) para defenderse de los depredadores está hecha de melanina. También protege a microorganismos como bacterias y hongos del daño celular causado por la radiación UV y otras sustancias dañinas.
En muchos microbios que causan enfermedades, la melanina parece ser importante para protegerlos de las defensas del sistema inmunitario de su huésped. En los invertebrados, la melanina es una parte importante de su sistema de defensa contra los microbios. Algunos tipos de hongos, llamados hongos radiotróficos, pueden usar la melanina para captar rayos gamma y crecer con esa energía.
En los peces, la melanina no solo está en la piel, sino también en órganos internos como los ojos.
Las plumas más oscuras de las aves deben su color a la melanina y son más resistentes a las bacterias. También son más fuertes y resistentes al desgaste.
La melanina también es importante en la coloración de los mamíferos. El patrón del pelaje de los mamíferos está controlado por un gen que regula la distribución de la melanina.
Se ha visto que la melanina en los artrópodos se deposita en capas, lo que crea un efecto que produce colores iridiscentes en algunas especies.
Los arácnidos son uno de los pocos grupos donde la melanina no se ha detectado fácilmente, aunque hay indicios de que las arañas la producen.
Algunas especies de polillas, como la polilla tigre de la madera, usan la melanina para regular su temperatura corporal. Las poblaciones de polillas que viven en lugares más fríos tienen más melanina.
La melanina protege a las moscas Drosophila y a los ratones del daño en el ADN causado por la radiación no UV.
Melanina en las plantas
Las melaninas que producen las plantas a veces se llaman «melaninas de catecol». Se pueden ver en el oscurecimiento enzimático de frutas como el plátano. La melanina de la cáscara del castaño se puede usar como antioxidante y colorante.
Cómo se forma la melanina
Datos para niños
3,8-Dimethyl-2,7-dihydrobenzo[1,2,3-cd:4,5,6-c′d′]diindole-4,5,9,10-tetrone |
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 3,8-Dimethyl-2,7-dihydrobenzo[1,2,3-cd:4,5,6-c′d′]diindole-4,5,9,10-tetrone
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 3,8-Dimethyl-2,7-dihydrobenzo[1,2,3-cd:4,5,6-c′d′]diindole-4,5,9,10-tetrone, modelo de esferas y barras
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| Nombre IUPAC | ||
| 3,8-Dimethyl-2,7-dihydrobenzo[1,2,3-cd:4,5,6-c′d′]diindole-4,5,9,10-tetrone | ||
| General | ||
| Fórmula molecular | C18H10N2O4 | |
| Identificadores | ||
| Número CAS | 8049-97-6 | |
| ChEBI | 25179 | |
| ChemSpider | 4884931 | |
| PubChem | 6325610 | |
| KEGG | C01693 | |
| Propiedades físicas | ||
| Densidad | 1600 kg/m³; 1,6 g/cm³ | |
| Masa molar | 318 288 g/mol | |
| Punto de fusión | −20 °C (253 K) | |
| Punto de ebullición | 450 °C (723 K) a 550 °C (823 K) | |
| Valores en el SI y en condiciones estándar (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. |
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El primer paso para crear eumelaninas y feomelaninas es una reacción que la enzima tirosinasa ayuda a que ocurra.
La dopaquinona puede combinarse con la cisteína para formar feomelaninas.
- dopaquinona + cisteína → 5-S-cisteinildopa → feomelanina.
- dopaquinona + cisteína → 2-S-cisteinildopa → feomelanina.
Además, la dopaquinona puede transformarse y seguir otros caminos para formar eumelaninas.
- dopaquinona → leucodopacromo → dopacromo → ácido 5,6-dihidroxiindol-2-carboxílico → eumelanina
- dopaquinona → leucodopacromo → dopacromo → 5,6-dihidroxiindol → eumelanina.
Puedes encontrar más detalles sobre estas rutas en la base de datos KEGG.
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L-tirosina
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L-DOPA
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L-dopaquinona
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L-leucodopacromo
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L-dopacromo
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¿Cómo se ve la melanina al microscopio?
La melanina es de color marrón, no refracta la luz y está formada por pequeños gránulos, cada uno de menos de 800 nanómetros de diámetro. Esto la diferencia de otros pigmentos comunes que se forman por la descomposición de la sangre, que son más grandes y varían de color. En áreas con mucha melanina, puede ser difícil ver los detalles de los tejidos. Una solución diluida de permanganato potásico puede blanquear la melanina.
Condiciones genéticas y de salud relacionadas con la melanina
¿Qué es el albinismo y cómo afecta la melanina?
Existen varios tipos de albinismo oculocutáneo, que es una condición genética. Las personas con albinismo tienen poca o ninguna melanina en la piel, el cabello y los ojos desde que nacen. Esto hace que su piel sea muy clara, su cabello rubio o castaño claro y sus ojos a menudo azules.
El albinismo ocular no solo afecta el color de los ojos, sino también la vista. Las personas con albinismo suelen tener una visión más baja.
La relación entre el albinismo y la sordera es conocida. Por ejemplo, Charles Darwin notó que los gatos blancos con ojos azules suelen ser sordos. En humanos, la falta de pigmentación y la sordera pueden presentarse juntas en el raro síndrome de Waardenburg. Sin embargo, la falta de melanina por sí misma no parece ser la causa directa de la sordera, sino la ausencia de melanocitos en una parte del oído interno.
¿Cómo se relaciona la melanina con la enfermedad de Parkinson?
En la enfermedad de Parkinson, que afecta el movimiento, hay una disminución de neuromelanina en ciertas áreas del cerebro. Esto lleva a una menor producción de sustancias importantes para el cerebro. Se ha sugerido que la melanina de la piel podría proteger la neuromelanina del cerebro de sustancias dañinas.
Además de la falta de melanina, el tamaño de las moléculas de melanina puede disminuir por factores como el estrés o la exposición a la luz. Se ha propuesto que cuando la melanina ocular se vuelve más pequeña, puede pasar de ser un protector a causar daño. Se sugiere que esto podría estar relacionado con la degeneración macular y el melanoma.
Sin embargo, tener altos niveles de eumelanina también puede tener desventajas, como una mayor predisposición a la deficiencia de vitamina D. La piel oscura puede dificultar algunos tratamientos con láser, ya que la melanina absorbe la luz del láser, impidiendo que llegue al tejido deseado.
Las pecas y los lunares se forman donde hay una concentración localizada de melanina en la piel.
La nicotina tiene una afinidad por los tejidos que contienen melanina. Se ha sugerido que esto podría influir en cómo el cuerpo reacciona a la nicotina en personas con piel más oscura.
Adaptaciones humanas y la melanina
¿Cómo nos protege la melanina?
Los melanocitos colocan gránulos de melanina en unas pequeñas bolsas llamadas melanosomas. Estas bolsas se mueven a las células de la piel, donde se agrupan sobre el núcleo celular. Allí, protegen el ADN del núcleo de los daños causados por la radiación ultravioleta del sol. Las personas cuyos antepasados vivieron mucho tiempo cerca del ecuador suelen tener más eumelanina en la piel. Esto les da una piel más oscura y las protege de la alta exposición al sol.
No todos los efectos de la pigmentación son beneficiosos. La piel oscura absorbe más calor del sol en climas cálidos, aunque esto puede compensarse con una mayor sudoración. En climas fríos, la piel oscura puede perder más calor. La pigmentación también dificulta la producción de vitamina D en el cuerpo.
¿Cómo evolucionó el color de nuestra piel?
Los primeros humanos desarrollaron una piel oscura como una forma de adaptarse cuando perdieron el vello corporal, lo que los hacía más sensibles a la radiación UV. Antes de esto, podrían haber tenido piel clara bajo el pelaje, como otros primates. Los humanos modernos evolucionaron en África y luego se extendieron por el mundo. Cuando se asentaron en Asia y Europa, donde la radiación solar era menos intensa, la necesidad de una piel oscura protectora disminuyó. Esto llevó a la variedad de colores de piel que vemos hoy.
Otros efectos de la melanina
Las personas de piel clara que se mudan a zonas con mucho sol se adaptan a la radiación solar. La piel de la mayoría de las personas se oscurece cuando se exponen a la luz ultravioleta, lo que les da más protección cuando la necesitan. Este es el propósito del bronceado. Las personas con piel oscura, que producen más eumelanina, tienen mayor protección contra las quemaduras solares y otros problemas de salud relacionados con la exposición intensa al sol.
La melanina en los ojos, en el iris y la coroides, ayuda a proteger de la luz ultravioleta y la luz visible de alta energía. Las personas con ojos azules, verdes y grises tienen más riesgo de problemas oculares relacionados con el sol.
Investigaciones recientes sugieren que la melanina puede tener una función protectora más allá de la protección solar. La melanina puede unirse a iones metálicos, lo que podría ayudar a eliminar iones metálicos que podrían ser dañinos, protegiendo así las células. Esta idea se apoya en el hecho de que la pérdida de neuromelanina en la enfermedad de Parkinson se acompaña de un aumento de los niveles de hierro en el cerebro.
Propiedades y usos tecnológicos
Se ha propuesto que la capacidad de la melanina para actuar como antioxidante está directamente relacionada con su tamaño. Si las condiciones no son óptimas para que las moléculas de melanina se unan bien, pueden formarse melaninas más pequeñas que, en lugar de proteger, pueden causar daño.
La melanina y el melanoma
Las células de melanoma con mucha pigmentación son más rígidas que las que no tienen pigmentación. La elasticidad de las células de melanoma es importante para su crecimiento. Los tumores sin pigmentación eran más grandes y se extendían con más facilidad. Tanto las células pigmentadas como las no pigmentadas pueden estar presentes en los tumores de melanoma.
Véase también
En inglés: Melanin Facts for Kids
- Albinismo
- Síndrome de Griscelli
- Color de la piel humana
- Cromatóforo
- Melanismo
- Melanogénesis
- Vitamina D
- Piel oscura
- Piel clara
