Melanina

A melanina é um pigmento universal, pois é sintetizada por bactérias, plantas, vertebrados, artrópodes e muitos outros seres vivos. Há dois tipos principais e, com base em suas concentrações, vemos diferenças entre cores claras e escuras.

Escrito e verificado por el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Última atualização: 10 maio, 2023

A melanina é um dos pigmentos mais comuns na natureza. Não só é encontrada na pele humana, mas também faz parte da cor dos olhos, cabelos, penas, cascas de ovos, cutícula de muitos artrópodes e inúmeras outras estruturas biológicas.

Além do mundo animal, a melanina pode ser produzida por vários microrganismos, como Vibrio cholerae, Mycobacterium leprae ou Bacillus thurigiensis. De humanos a bactérias, não há filo que não esteja relacionado de alguma forma a esse pigmento essencial.

Além desse caráter universal, a melanina caracteriza-se por protagonizar diversas patologias em humanos e outros animais devido ao seu excesso —hiperpigmentação— ou falta—hipopigmentação. Claro, estamos lidando com um pigmento de natureza multifacetada e, acima de tudo, de grande interesse médico e biológico.

Estrutura química da melanina

Em primeiro lugar, é essencial contextualizar este compósito em uma estrutura tridimensional. Para isso, descreveremos sua estrutura química em poucas linhas, com base em diversos portais especializados.

Como primeira característica, estamos lidando com um biopolímero. Isso significa que é uma substância formada por macromoléculas de natureza orgânica, que estão ligadas entre si por ligações covalentes — elas se unem por meio de seus elétrons no último orbital.

Além disso, as melaninas são estruturas rígidas de polímeros condutores compostos de poliacetileno “preto”, polipirol e polianilina e seus polímeros misturados. Vamos nos limitar a dizer que o poliacetileno é o tipo mais simples de melanina.

Assim, podemos imaginar esse complexo composto como uma série de “células” em forma de favo de mel. Embora possa ser difícil ter uma ideia da natureza tridimensional desse polímero, podemos usar portais de pesquisa como Pubchem que nos mostram sua estrutura de forma interativa.

Tipos principais

As diferentes melaninas associam-se formando combinações complexas, que dão origem aos diferentes tons e matizes da cor da pele, entre muitas outras estruturas. De acordo com revistas científicas, existem dois tipos principais:

• Eumelaninas: de cor preta ou acastanhada, contém enxofre em sua composição química e conferem tons escuros. Sua concentração dá origem a cores de cabelos pretos, loiros ou castanhos, por exemplo.
• Feomelaninas: pigmentos amarelos ou vermelhos que integram uma proporção maior de enxofre que os anteriores. A feomelanina é expressa em humanos em ambientes de baixa eumelanina e é responsável, por exemplo, por sardas.

Em geral, pode-se dizer que quanto mais eumelanina for adicionada a um tecido, mais escuro ele aparecerá, enquanto que quanto maior a concentração de feomelanina, mais claro ele ficará. Todos esses valores estão sujeitos a alterações, pois a produção de melanina pode variar com a idade.

Melanócitos

Não podemos continuar sem citar os melanócitos, as células especializadas na produção de melanina. Segundo estudos, representam até 5% da população de células epidérmicas, razão pela qual estão representadas na pele.

Trata-se de uma célula dendrítica —com funções imunológicas—, com citoplasma claro e um pequeno núcleo ovóide. Além disso, apresenta várias projeções citoplasmáticas para interagir com outras células epiteliais ao mesmo tempo.

Finalmente, no que diz respeito à estrutura, deve-se notar que dentro dos melanócitos encontramos os melanossomas. São organelas delimitadas por uma membrana lipídica; estrutura em que se encontra a melanina.

Além da pigmentação, os melanócitos também participam ativamente do sistema imunológico. Além de fazerem parte da barreira física primária, ou seja, a pele, essas células têm sido observadas como produtoras de moléculas sinalizadoras dirigidas a diversas células imunes — citocinas ou quimiocinas pró-inflamatórias, por exemplo.

Biossíntese de melanina

As células que acabamos de descrever se formam na crista neural e, durante o desenvolvimento embrionário, migram para a epiderme e os folículos pilosos. Os melanócitos são responsáveis por produzir o pigmento que nos interessa aqui através de um processo chamado melanogênese.

A tirosina, um dos 20 aminoácidos formadores de proteínas, é necessária para esse processo. Em resumo, ocorrem várias oxidações da tirosina mediadas por enzimas, processo que dá origem à DOPA —diidroxifenilalanina—.

Depois disso, é gerada a dopaquinona, um composto comum que será o precursor direto da eumelanina ou feomelanina, a partir de duas vias distintas. Em suma, trata-se de um complexo processo químico mediado diretamente pelos melanócitos.

Função da melanina

É difícil cobrir a função da melanina em poucas linhas, pois ela tem muitos usos. Mesmo assim, podemos resumir o efeito protetor deste pigmento contra a luz UV nas seguintes linhas:

1. A melanogênese ocorre na camada mais profunda da epiderme —camada basal— e nas células da matriz do folículo piloso.
2. Sua síntese é estimulada pela exposição à radiação ultravioleta (UV). Assim, a melanina protege o DNA dos queratinócitos – células dominantes na epiderme – da referida radiação eletromagnética.
3. A melanina absorve a radiação ultravioleta nociva e a transforma em energia térmica por meio de conversão ultrarrápida.
4. Isso permite que o pigmento dissipe mais de 99,9% da radiação absorvida como calor – inofensivo por natureza.

Essa funcionalidade é de vital importância, pois segundo portais informativos, a radiação ultravioleta do sol pode destruir o DNA celular e predispor a processos cancerígenos. Tal é o perigo desse potencial mutagênico que algumas células podem “cometer suicídio” para não perpetuar esses defeitos deletérios induzidos pelo sol.

De qualquer forma, os especialistas teorizam que a melanina tem funções específicas dependendo do organismo que a produz. Por exemplo, este pigmento protege as bactérias Vibrio do choque térmico e hiperosmolar nos estuários, tornando-as resistentes a vários ambientes agressivos.

Também é surpreendente saber que vários fungos fitopatogênicos —que atacam as plantas— requerem melaninas para causar doenças. Isso promove a hipótese de que o pigmento está relacionado à virulência para patógenos de plantas.

Melanina e o ser humano

Além da função protetora individual, fica claro que esse pigmento tem valor estético na sociedade em geral. Deve-se notar que as diferentes etnias do mundo têm aproximadamente o mesmo número de melanócitos, mas pessoas com tons de pele mais escuros têm maior atividade celular.

Mesmo assim, a distribuição desse pigmento não é igual pelo corpo:

• Na face e couro cabeludo apresentamos cerca de 2000 melanócitos por milímetro quadrado.
• A zona genital é a mais povoada por este tipo celular, pois podemos observar cerca de 2400 melanócitos por milímetro quadrado.
• O tronco e as extremidades têm um valor menor, aproximadamente 1500 corpos celulares por milímetro quadrado.
• A melanina também é encontrada além da pele: está presente no revestimento da retina, na medula e na zona reticular da glândula adrenal, no ouvido interno, na substância negra e na mancha azul do cérebro ou locus ceruleus.

Além disso, deve-se notar que a melanina varia não apenas espacialmente, mas também em escala temporal. Estudos já citados destacam que o ser humano perde 10% de melanócitos a cada década de vida. Quando as células-tronco dos melanócitos do folículo piloso se decompõem, surgem os famosos cabelos grisalhos.

Melanina e doenças

Segundo portais médicos como a Biblioteca Nacional de Medicina dos Estados Unidos, existem várias patologias de natureza pigmentar. Algumas dessas síndromes e condições podem afetar regiões localizadas e outras o corpo inteiro. Aqui está uma pequena lista de alguns deles:

• Melanoma: É o tipo mais grave de câncer de pele. Os melanócitos, devido a mutações em seu DNA, crescem descontroladamente e formam uma massa. Acredita-se que a exposição excessiva à radiação ultravioleta possa favorecer o aparecimento desse tipo de tumor.
• Albinismo: embora existam muitos tipos, pode ser resumido como uma condição caracterizada pela ausência ou diminuição do pigmento melanina na pele, olhos e cabelos. Estima-se que afete 1 em 20.000 pessoas.
• Discromias: alterações fisiológicas ou patológicas da cor normal da pele. Um aumento na produção de melanina pelos melanócitos existentes ou aumento da proliferação de melanócitos ativos pode causar manchas escuras na pele.
• Melasma: é uma hipermelanose adquirida da pele, principalmente em gestantes. Acredita-se que a superprodução de hormônios estimulantes de melanócitos devido ao estresse possa ser parte da causa.

Como vimos, existem múltiplas patologias diretamente ligadas à produção de melanina e melanócitos. Mesmo assim, nem sempre a presença de pele anormalmente pigmentada reside nesse pigmento, pois é normal que certas áreas escureçam após processos inflamatórios.

Um pigmento essencial

Como vimos, a melanina é um pigmento que vai muito além da cor do cabelo ou dos olhos: ela nos protege dos efeitos nocivos da luz ultravioleta, está presente em certas áreas do cérebro e alguns microrganismos a utilizam para sobreviver em condições extremas ambientes.

Ela é um excelente protetor contra as inclemências ambientais, mas isso não significa que estejamos isentos de perigos. Grupos como a Associação Espanhola Contra o Câncer alertam que o câncer de pele e o sol estão intimamente relacionados. Portanto, apesar desse grande mecanismo de proteção, é fundamental se conscientizar.