Hauttypen, Hautpigmentierung und Melaninsynthese: wichtige Instrumente der menschlichen Haut zur Anpassung an die UV-Strahlung

Zusammenfassung

Verschiedene Evolutionstheorien befassen sich mit der Entwicklung der Hautfarben, einem der wichtigsten individuellen Merkmale des Menschen. Die am besten etablierte Theorie geht von einer Anpassung an die jeweilige solare UV-Strahlung in einem bestimmten geografischen Gebiet über natürliche Selektionsmechanismen aus. Demnach muss die Haut einerseits ausreichend pigmentiert sein, um einen wirksamen Schutz vor den schädlichen Einwirkungen der UV-Strahlung zu gewährleisten, andererseits muss aber auch genügend Strahlung die Hautzellen erreichen können, um wichtige biologische Wirkungen (u. a. die kutane Vitamin D-Synthese) auszuüben. Wichtige Instrumente, um in Abhängigkeit von der Intensität der solaren UV-Strahlung beide Anforderungen zu erfüllen, sind die Entwicklung der Hautfarben und die Regulation der Melaninsynthese. Die Hautpigmentierung läuft über komplexe Reaktionsschritte ab. Das wichtigste Pigment der menschlichen Hautfarbe ist Melanin, das in einer mehrstufigen Reaktion aus der Aminosäure Tyrosin synthetisiert wird. Produziert wird Melanin in Melanozyten in auf die Melaninproduktion spezialisierten Zellorganellen, den Melanosomen. Die Synthese wird durch einen komplexen Regulationsmechanismus gesteuert, an dem verschiedene Botenstoffe wie z. B. α-MSH entscheidend beteiligt sind. Daneben wird die noch nicht vollständig verstandene Regulation der Hautpigmentierung von vielen weiteren Faktoren beeinflusst, darunter genetische Varianten der an der Melaninsynthese beteiligten Enzyme bzw. Strukturproteine. Dieser Artikel gibt einen aktuellen Überblick über Bedeutung und Regulation von Hautpigmentierung und Melaninsynthese.

Abstract

Distinct theories exist to explain the development of skin pigmentation, one of a person’s most individual characteristics, during human evolution. A well accepted theory is the adaptation of the skin pigmentation depending on the solar UV radiation in a particular geographic area via natural selection. A sufficient pigmentation is necessary to protect human skin from harmful UV radiation. On the other hand, an adequate UV radiation must reach the skin to promote important biological activities such as cutaneous vitamin D production. To maintain this on the intensity of UV radiation depending equilibrium, the development of different skin colors and a complex regulation of melanin synthesis are important mechanisms. The most prominent pigment in human skin is melanin that is produced during a multi- step biochemical reaction from the amino acid tyrosine as precursor. This synthesis is localized in melanosomes, specific cell organelles in melanocytes, and is regulated by complex mechanisms involving different hormones such as α-MSH and many other factors such as genetic variations of enzymes. However, many details of the regulation mechanisms remain unknown. This article summarizes the importance and regulation of human skin pigmentation and melanin synthesis.

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