Клетки кожи включают синтез пигмента меланина по сигналу того же фоточувствительного белка, который реагирует на свет в сетчатке глаза.
Слой тёмных клеток-меланоцитов в коже (фото RussellChowning).
Чтобы приобрести бронзовый загар, нужно провести на открытом солнце порядочно времени. В ответ на ультрафиолетовое излучение клетки кожи начинают вырабатывать тёмный пигмент меланин, который «прикрывает» ДНК от вредного ультрафиолета. Считалось, что синтез меланина начинается с некоторым запозданием, отчего и нужно пользоваться солнцезащитными косметическими средствами: чтобы ультрафиолет солнца не успел сильно навредить ДНК.
Но, как оказалось, клетки кожи в действительности реагируют на свет почти мгновенно. Причём в основе их реакции лежит тот же механизм, что и в сетчатке глаза. Учёные из Университета Брауна (США) обнаружили в меланоцитах — клетках кожи, производящих меланин, — фоточувствительный белок родопсин. Активация последнего ведёт к перераспределению ионов кальция в клетке, а это запускает синтез меланина. Фоторецепторы кожи чувствуют ультрафиолет А — длинноволновой диапазон, составляющий 95% ультрафиолетового излучения. На коротковолновые части ультрафиолетового спектра фоторецепторы не реагируют.
Ультрафиолет А чреват для клетки окислительным стрессом, и в течение нескольких секунд после начала облучения клетка запускает синтез пигмента. Через час меланина накапливается столько, что его количество можно измерить, хотя, разумеется, его всё ещё не настолько много, как после многочасового загара. Меланин не просто делает кожу темнее, он обладает антиоксидантными свойствами и может рассеивать в тепло часть энергии излучения.
Почти мгновенный ответ кожи на ультрафиолет происходит благодаря тому, что в её фоторецепторах используется тот же белок, что и в глазах. Только в глазах возбуждение родопсина приводит к возникновению нервного импульса, а в коже — к запуску синтеза защитного пигмента. Результаты экспериментов учёные опубликовали в журнале Current Biology.
Сейчас исследователи хотят узнать, не задействованы ли в коже ещё какие-нибудь фоторецепторы, с которыми родопсин может работать в паре, а также есть ли механизм транспорта меланина в другие клетки — или же меланоциты синтезируют его исключительно для себя. Хотя меланин сразу начинает защищать клетки от вредного ультрафиолета, учёные предупреждают, что отказываться от солнцезащитной косметики всё же не следует.
