
影响黑色素合成与代谢的因素有哪些?
白癜风的本质就是表皮黑色素缺失,因此影响黑色素合成的因素,都可以説是白癜风的病因之一。
黑色素代谢包括黑色素的生成、转移与降解三个过程。黑色素在黑色素细胞内合成仅是黑色素代谢的第一个阶段,此外还有生成的黑色素从黑色素细胞转移到邻近的角质形成细胞及在角质形成细胞内降解(融化、消失之意)两个阶段。
黑色素是由黑色素细胞合成的。人类的黑色素细胞存在于皮肤、粘膜、脉络膜、视网膜、软脑膜以及胆囊与卵巢等处。皮肤黑色素细胞主要分布在表皮之基底层,也见于毛根及外毛根鞘。人的表皮约有20亿个黑色素细胞,重约1克,平均每平方毫米1560个对称分布于全身。
黑色素细胞能合成并分泌黑色素,因此是一种腺细胞。然而黑色素的生物合成过程极为复杂,是通过黑素体(未成熟的黑色素)内酪氨酸—酪氨酸酶反应形成的。现已明确,以游离状态存在于黑色素细胞细胞质内的酪氨酸现在核糖体内合成含有酪氨酸酶的蛋白质,再通过粗面内质网在高尔基内质网溶酶体系统(GERL)内缩合成具有活性化的酪氨酸酶,进入高尔基体,形成膜性囊泡。在这一过程中,酪氨酸酶与糖结合成糖蛋白,后者选择性地贮存在此囊泡内。接着,酪氨酸酶开始在囊泡内进行排列:这些不规则聚集着的颗粒通过相互融合或个体膨大的方式,逐渐形成规则的带状、栅状结构,并自高尔基区向细胞树枝状突方向移行,从而奠定了每个黑素体的基本结构,称第Ⅰ、Ⅱ期黑素体。嗣后,在此颗粒内由于酪氨酸—酪氨酸酶反应,开始生成黑色素:酪氨酸在酪氨酸酶作用下,相继生成多巴、多巴醌、多巴色素、5,6一二羟吲哚和5,6—醌式吲哚。黑色素就是5,6—醌式吲哚的规则的聚合体。生成的黑色素又沉着在此颗粒上,形成第Ⅲ期黑素体。随着黑素体的黑素化,具有活性的酪氨酸酶逐渐自生自灭,形成完全成熟的黑素体——第Ⅳ期黑素体。这是一种失去酪氨酸酶活性的电子密度极高的无结构物质。故在黑色素(亦即成熟的黑素体——第Ⅳ期黑素体)的生成过程中有着形态的变化及生物化学上的改变。
黑色素代谢的第二阶段是黑素体在黑色素细胞树枝状突处,以细胞分泌方式游离出细胞,并转移到周围角质形成细胞的过程:黑色素细胞与角质形成细胞在长期接触过程中,前者的树枝状突末端通过明显的波浪状运动,开始触及后者的细胞膜。继之,充满许多黑素体的黑色素细胞树枝状突末端刺破角质形成细胞并陷入其内,成为一个圆形代状物。这个过程是黑色素细胞树枝状突运动与角质形成细胞积极吞噬两者相互作用的结果,约经3小时完成。吞噬的黑素体渐从角质形成细胞的末梢移向核周,逐渐分散成小块,大约吞噬10小时后成崩溃状态。
黑色素代谢的第三阶段是角质形成细胞内黑素体降解过程。黑素体进入角质形成细胞后,随着角质形成细胞的成熟而弥散到表皮各层(由基底层—棘细胞层—颗粒层—角质层),并随角质层的脱落而与表皮分离。这一过程需4周左右。部分黑素体在角质形成细胞内直接受溶酶体作用而降解。在病理情况下,滴落在真皮的黑素体,一部分被巨噬细胞沉着于真皮上层或在细胞内降解,一部分则经淋巴转移。
在黑素体的生成、转移与降解过程中,任何一个环节发生障碍,均可影响黑色素代谢,导致皮肤颜色变化。例如:1.在黑素体的生成与黑素化过程中,酪氨酸—酪氨酸酶反应受到干扰,就会妨碍黑色素代谢。以抗坏血酸(维生素C)为例,如在这一反应中加入抗坏血酸,就会阻止多巴醌进一步氧化为多巴色素,并使已合成的多巴醌被还原为多巴,以致黑色素不能合成。其时抗坏血酸本身则先后氧化为脱氢抗坏血酸和二氧化异构葡萄糖酸。2.人体皮肤颜色主要因黑色素细胞的活性差异而不同,但皮肤颜色却不一定随黑色素细胞内黑素体增加而加深,也即黑色素细胞活性尚包括黑素体从黑色素细胞向邻近角质形成细胞移行的过程中,皮肤才开始变黑。皮肤炎症后色素脱失就是由于表皮细胞受损后,黑素体不能通过表皮细胞通畅排泄而导致黑素体阻滞在黑色素细胞内,使继发黑色素细胞功能减退之故。3.临床上所见到的青色色素异常症如青痣、蒙古班、太田氏痣、伊藤氏痣等,经推测是由于真皮黑色素细胞内黑素体的生成、降解进行得缓慢之故。
需指出的是在黑素体的生成及其黑素化的过程中,酪氨酸酶起着极为重要的作用,而酪氨酸酶活性又受到诸多因素的影响,比较主要的有:1.电磁波能量:一般情况下,紫外线能使黑色素细胞内酪氨酸酶活性化,表现为单位面积内黑色素细胞增多,黑素体生成旺盛、移动加快。因此紫外线是黑色素细胞制造黑色素的动力。然而黑色素细胞对紫外线的反应随紫外线波长而异:290-380nm波长的紫外线激活酪氨酸酶活性的能力最强,如反复照射290-320nm波长的紫外线,则不仅引起黑素体的量变,而且可导致其质变,例如可使白种人皮肤的黑素体变大,其分布也由集合型转化为单一型。而黑素体内酪氨酸酶的活性则又与生成的黑色素的数量有关:黑色素的生成越多,酪氨酸酶活性就降到零。酪氨酸酶活性的差异,使生成的黑色素在量与质上均不同,这也是造成人种肤色深浅不一的一个原因。2.疏基:人体表皮内有一种有机化合物——疏基类化合物,特别是其中的谷胱甘肽,可能通过络合铜离子而抑制酪氨酸酶活性。表皮细胞内存在着酪氨酸和酪氨酸酶,同时也存在着抑制因子疏基,但是在正常情况下此两种因素相互制约,故不易引起肤色改变。一旦加上像日光照射那样的色素增强因素,或因表皮疏基氧化而使疏基显著减少时,可引起与激发酪氨酸—酪氨酸酶反应,导致黑色素生成增多。有人测定皮肤疏基含量,发现白癜风患者受损皮肤中疏基含量高得多,而且血中铜/谷胱甘肽比例较低。3.色氨酸吡咯酶的活性而影响黑色素的合成代谢。研究还表明含锌等金属的组氨酸酶也都能促进体内色素合成,而半胱氨酸能抑制皮肤中组氨酸酶。4.铜离子:酪氨酸酶是以铜离子作为辅基的,其活性与铜离子密切相关。研究表明白癜风患者血液和皮肤中铜或铜蓝蛋白(人体血清铜几乎全部和血浆蛋白结合,并具有氧化酶活性而发挥生物化学作用,这种与蛋白结合的铜称铜蓝蛋白又称血清铜氧化酶)值显著低于健康人对照组。由此推测其结果就必然导致酪氨酸酶活性降低,从而影响黑色素代谢。至于铜、铜蓝蛋白(血清铜氧化酶)值降低的原因可能与营养紊乱,或是铜的体内代谢失调及遗传缺陷等因素有关。
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