Derinin pigmentasyonu ve melanine geçmeden önce basitce derinin yapısını hatırlayalım.

Deri epidermis, dermis ve deri altı olarak üç tabakadan oluşmaktadır.

cilt rengi, cildin rengi, deri rengi, derinin rengi, derinin pigmentasyonunu etkileyen faktörler, cildin pigmentasyonunu etkileyen faktörler


Derinin melanin içeriğine göre insanda 2 deri renginden bahsedebiliriz. Bunlar;

• Yapısal deri rengi: Dış etkenlere bağlı olmaksızın genetik olarak belirlenmiş deri rengidir. Bu doğduğumuzda olan deri rengimizdir ve hiç dış etkenlere maruz kalmayan deri bölgelerinde(iç çamaşır, mayo, bikini altında kalan alanlar gibi) devam etmektedir.
• Birikimle gelişen deri rengi: Yapısal deri rengine dış etkenlerin eklenerek zamanla oluşturduğu deri rengidir. Dış etkenler ile artması veya azalarak yapısal deri rengi düzeyine inmesi mümkündür. Birikimle gelişen deri rengini oluşturan başlıca etken ultraviyole (UV)’dir.

Melanin derinin yapısal pigmentasyonunu şu özellikleri ile belirlemektedir. Bunlar; dokuların embriyonal oluşma sürecinde melanobalastların deriye olan göçlerine, melanositlerin oluşumuna ve farklılaşmasına, melanositlerin deride yoğunluğuna, melaninin yapısal enzmatik yapımı ve salınımına, melanin içerisinde feomelanin/ ömelanin oranına, melanosomların dendirtik aktivite ve melanosomların keratinositlere olan transferidir. Örneğin koyu tenlilerde melanositlerde üretilen melenin daha büyüktür, bu melanin keratinositlere tek bir seferde geçmektedir(açık tenlilerde bu geçiş kümeler halinde olmaktadır) ve ömelanin içeriği daha fazladır.

Deride melanin melanosit hücreleri tarafından yapılmaktadır. Melanositler epidermis-dermis sınırında, basal lamina üzerinde, epidermisin basal tabaka hücreleri arasında yer almaktadır. Melanositler epidermiste langenhans hücreleri gibi ahtapotun koları şeklinde uzantılara sahiptir ve bu kolsu yapılar dendrit olarak tanımlanmaktadır. Bazal tabakada her 4-10 keratinosite 1 melanosit düşmektedir. Bu oran vücudun farklı bölgelerinde değişmektedir. Örneğin, bu oran yanakta 1:4, kollarda 1:10′dur. En yoğun olarak  yüzün orta bölgesinde, en seyrek olarak da tırnak yatağının uç kısmında bulunmaktadır. Deride melanositlerin ortalama yoğunlukları 1000/mm2 dir. Deride melanositlerin tümü aktif değildir. Güneş gören yerlerde diğer yerlere göre iki kat daha fazla aktif melanosit bulunmaktadır.

Epidermiste melanosit ve keratinositlerin oluşturduğu kompleks yapıya  ”epidermal melanin ünitesi” denilmektedir. Bir epidermal melanin ünitesi, bir melanosit ile onun ile ilişki içinde olduğu belirli sayıda (36 adet) keratinositten ibarettir. Bu ünit derinin pigmentasyonu sağlamakta ve düzenlemektedir. Bu kompleks yapı dermiste fibroblastlarla ilişkili olarak  güneş gibi çevresel faktörlere, hormonlar gibi içsel faktörlere yada deride kendi otokontrolünde rol alan kimyasallara karşı hızlı cevap vermektedir.

Melanositler melanoblastlardan köken almaktadır. Embriyolojik gelişme esnasında melanoblastlar, nöral tüpün sırt kısmında bulunan nöral yarıktan mezenkim yoluyla deriye göç ederek epidermise gelirler ve melanosit haline geçerler. (nöral yarıktan sadece melanoblast değil ayrıca nöronlar, glial hücreler, böbrek üstü bezin medullası, kalp hücreleri ve baş-yüz hücreleride kaynaklanmaktadır). Bir kısmı, kıl folliküllerinin gelişmesi esnasında dermis içine sürüklenirler. Kıl folliküllerinde 2 farklı melanositler gurubu bulunmaktadır. Melanosit kök hücreleri ve bunlardan farklılaşan melanositler. Melanositler kıl ve saç renginden ve saçların grileşmesinde forumludur. Epidermal ve kıl follikülerindeki melanositler yapı ve fonksiyonel olarak benzerdir. Bununla birlikte her ikisinin farklı özellikleri bulunmaktadır. Yaşam süreleri, çevre hücreler ile ilişkisi ve UV başta olmak üzere çevresel koşullara verdikleri cevaplar farklıdır.

Melanoblastlar embriyonal gelişim sırasında 2. ayda nöral crestte görülmeye başlamaktadır. Sonra bunlar nöral crestten deride dermis ve epidermise, kıl follliküllerine, gözde irise, uveaya, iç kulakta vertibular, endolenfatik yapıya ve stria vaskülarisine ve beyinde leptomeninkslere göç etmektedir. Melanoblastların deriye olan göçleri gebeliğin 10-12. haftasında dermise olmakta ve 2 hafta sonrada epidermise göç gerçekleşmektedir. Melanoblastların melanositlere olan dönüşümü ise 6. ayda başlamaktadır. Epidermiste melanostlerin çoğlaması ise doğumdan önceki 50. günde gözlenmektedir. Doğumla dermisteki melanositlerin sayısı azalmakta ve doğumla kaybolmaktadır. Melanositlerde pigment yani melanin yapımı en erken gebeliğin 4. ayında görülmektedir.

Doğumdan önce kıl folliküllerindeki ve epidermisdeki melanositlerin dışındaki melanositlerde melanin yapımı durmaktadır. Deride melanosit sayısı 30 yaşından sonra, her yıl ortalama % 1-2 azalır. Epidermal melanositlerde, bu azalmaya karşılık, aktivite artışı olmaktadır. Foliküler melanositlerin ise hem sayılarında hem aktivitelerinde azalma söz konusudur. (Gözde retina ve leptomeninkslerde melanositlerin sayısı sabit kalmaktadır.) Aslında diğer organlarda bulunan melaninlerin çeşitli görevleri bulunmaktadır. Örneğin nöromelanin sinirlerde bulunan melanindir. Bu melanin aktif metaller ve toksik metalleri(krom, civa gibi) bağlayarak sinir dokusundan uzaklaştırarak sinir dokusunu korumaktadır.

Melanositlerde pigment yani melanin yapımı melanozom adı verilen hücre içi organellerinde oluşur ve bu sürece melanogenezis denilmektedir. Melanin yapımını kullanılan yapısal proteinler melanosit hücre içerisinde endoplasmik retikulum tarafından yapılmakta ve sonrasındagolgi cisimciğinde melanogeneziste rol oyanayan düzenleyici enzimler olan glikoproteinler ile birlikte vezikül olarak tanmladığımız küçük yapılar içerisinde hücre içerisine geçmektedir.
Melanosomlar melnositler içerisinde 4 evrede yapılmaktadır. Evre I de melanost içerisinde fibriller amorf yapıda ve melanosomlar yuvarlak görünümdedir. Evre I de tirozinaz(TYR) aktivitesi olmadığı için henüz melanin pigmenti yoktur. Bu melanosomlarda daha sonra ağımsı yapı gelişmekte ve Evre II oluşmaktadır. Evre II melanosomlarda TYR başlamakta ve minimalde olsa melanin depolandığı görülmektedir. Melanin yapımı Evre III de melanosomda olgunlaşan fibriller arasında başlamaktadır. Evre IV te devam etmekte ve tamamlanmaktadır. Evre III ve IV de melasosomlar yuvarlaktan daha çok eliptik şekildedir. Koyu tenlilerde 0.5-0.8 mm çapında büyük ve eliptik içleri melaninle dolu( çoğunlula Evre IV de ) melanosom yapıları var iken açık tenlilerde 0.3-0.5 mm çapında daha küçük ve yuvarlar daha az ömelanin içeren(Evre II ve III) melanosomlar bulunmaktadır.

Melanositlerde başlıca iki melanin yapılmaktadır ve melanosomlar içerisinde ömelanin, feomelanin yada her ikisi bulunmaktadır.

Ömelanin; elips şeklindeki melanosomlarda yapılır ve siyah-kahverengi saç ve deri renginden sorumludur.

Feomelanin, küre şeklindeki melanozomlarda yapılır ve sarı-kırmızı saç ve deri renginden sorumludur. Bu iki melanin tipi herkesde değişik oranlarda yada bir arada bulunabilmektedir. Feomelanin ömelanine göre UV ışınımla daha kolay yıkılmaktadır. Bunun anlamı feomelanin olan deride oksidatif stresler daha kolay DNA hasarı yapmaktadır.

Melanozomlarda yapılan feomelanin ve ömelanin her ikiside tirozinden tirozinaz enzimine bağlı olarak melanositlerde dengeli olarak üretilmektedir.

Tirozin kaynakları ve vücutta kullanımı aşağıdaki resimde gösterilmektedir.

Tirozinaz enzimi melaogeneziste sınırlayıcı en önemli enzimdir. Bu üretim sırasında ilk basamak L tirozinin DOPA ya hidroksilasyonudur. DOPA nın oksidasyonu ile DOPA quinone oluşmaktadır. Eğer sistein ve glutathionin var ise bunlar DOPAquinone ile birleşerek feomelannin öncü türevleri olan sistenil-DOPA ve benzothiazine yapılmaktadır. DOPA quinone DOPA chrome tautomeraz (DCT) enzimi ile DOPA chrome çevrilmektedir. DOPA chrome TRP 1 ve 2 etkisi 5,6-dihydroxyindole-2-karboksil asite (DHICA) çevirmektedir. DHICA oksidasyonu ile DHICA-melanin ünitleri oluşmaktadır. DHICA nın oksidasyonu ile ömelanin yapılmakta ve bunda TYRP-1 katalizör olarak rol oynamaktadır. Tirozinaz enzimi melanogenezisin ilk basamağında önemli ve melanogenezisin sınırlamasını sağlayan en önemli enzimdir. Bunun dışında daha sonraki steplerde rol alan tirozinaza bağlı protein(TYRP1) melanosomlarda tirozinaz trafiğini düzenlemektedir. DOPA chrome tautomeraz (DCT) ise melasomlar içerisinde detoksifikasyonu sağlamaktadır.

Çok kompleks bir sistem ve muhteşem bir denge. Karmaşık gelsede burada asıl önemli olan bu dengede enzimatik sistemlerde kusur hastalıkların ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Örneğin tirozinaz enziminin fonksiyon bozukluğu yada yokluğu (sadece bu enzim değil ayrıca P gen(insanda bulunan fare pembe göz geni), TRP1, ve MATP da) Okulokutanöz Albinizme neden olmaktadır. Bu hastalıkta hastalık alanında melanositler var ancak pigment yapmamaktadır.

Melanositlerde melanosomların yapımı, olgunlaşması yanında yapılan melanosomların keratinositlere transferi pigmentasyonda önemlidir. Melanositler melanozomları dendritik uzantıları aracılığı ile keratinositlere iletirler.Melanosomlar kolsu uzantılar-dendritler içerisinde mikrotübüller olan aktin filament ve myosin ile taşınmaktadır. Daha sonra keratinositler melanozom içeren dendritik uçları, aktif fagositozla kendi sitoplazmaları içine alırlar. Derinin pigmentasyonu, ancak keratinositler içinde melanize olmuş melanozom bulunması ile mümkündür. Keratinositlerde melanozom transferinde proteazın aktive etttiği reseptör 2 (PAR2) rol oynamaktadır. Bunun artışı deride pigmentasyon artışına neden olmaktadır. Melanosomların transferi gelişen defekt deride pigmentasyonun azalmasına yada yokluğuna neden olmaktadır. ( Hermansky–Pudlak Sendromu ve Chediak–Higashi Sendromu gibi)

Melanozomlar keratinositler içerisinde enzimatik yıkıma uğrarlar. Bu yolla elimine olmayan bir kısım melanozom ise keratinizasyon sonucu korneositlerle birlikte stratum korneumdan atılır.

Melaninin esas görevi, UV’yi absorbe ederek deriyi UV’nin zararlı etkilerinden korumaktır. Melanin ayrıca, çeşitli inflamatuar olaylar sonucu ortaya çıkan toksik ürünlerin biyoşimik nötralizasyonunda da rol oynamaktadır. Melanozomlar, nükleusların dışa bakan yüzlerini bir perde gibi örterek hücreleri aslında çekirdeği ışınların zararlı etkilerinden korurlar.

Derinin melanin yani pigment üretimi derinin fototipini belirlemektedir. Deri fototipi deri rengine ve güneşte bronzlaşma yeteneğine göre 1-6 arasında cilt tipleri tanımlanmıştır. Deri fototipi deri kanser riskinin ve güneşten koruyucuların seçilmesinde kullanılmaktadır. Bunlardan tip 1 ve 2 bronzlaşamazlar, açık tenli, mavi gözlü, kızıl ve sarı saçlara sahiptirler. Bu tiplerde güneşte kolay yanıklar gelişmektedir. Deri tipi 3 olanlar bronzlaşırlar ve güneş yanıkları nadir gelişmektedir. Cilt tipi 4-6 arasında olan ise iyi ve hızlı bronzlaşırlar ve çok nadir güneş yanığı gelişmektedir. Cilt fototipleri aslında deride kanser gelişme riskinide göstermektedir. Örneğin cilt tipi 1-2 olanlarda daha kolay melanoma ve melanoma dışı cilt kanserleri gelişmektedir. Yani güneşte kolay pigmentasyon-bronzlaşma yeteneği cilt kanseri riskini azaltmaktadır. Açık tenlilerde güneş kaynaklı hücre DNA hasarı kolay gelişmektedir. Kseroderma pigmentozum hastalığında kolay cilt kanserlerinin gelişmesi buna en iyi örnektir.

İnsanda deri, kıllar, saç ve göz rengi genlerin konturolündedir. Genler ile ilgili çalışmalarda bunu sağlayan 150 den fazla gen bölgesi-lokusu saptanmıştır. Bunlardan yaklaşık 25 kadarı melanosomların fonksiyon ve yapımını etkilemektedir. Bunlarda en önemlisi MC1R gen lokusudur. Asip geni MC1R geninin antogonisti yani fonksiyonel etkisinin tersini sağlamaktadır. İnsanlarda MC1R geni saçlarda kızıl saç oluşumundan sorumludur. Bu gene sahip kişilerde deri rengi açık, asla bronzlaşmayan ve deri çilli görülmektedir. Bu genetik değişim Afrika’daki siyah derili insanın kuzey coğrafik bölgelere göçünde D vitamini sentezi için gerekli idi.

Derimizin genel rengi içsel ve dışsal faktörlerin kontrolü altındadır.