A) Qu'est-ce que la mélanine?
Il existe trois différents types de mélanines dans les cellules épidermiques, ce sont les suivants :
– La phéomélanine
– L'eumélanine
– La neuromélanine
→ Les eumélanines sont des pigments bruns ou noirs, insolubles, contenant du soufre et que nous trouvons dans l'épiderme, les cheveux et les poils .
→ Les phéomélanines sont des pigments jaunes ou rouge brun, soluble dans la soude, qui contient de l’azote et du soufre. Nous les trouvons par exemple dans les cheveux roux.
→ Les neuromélanines sont des pigments noirs présents dans le cerveau.
La production de mélanine est fortement dépendante des hormones sexuelles, ainsi à la puberté, un adolescent va produire plus de mélanine.
Durant notre présentation, nous nous intéresserons uniquement aux pigments eumélanines et aux pigments phéomélanines étant donné que notre sujet concerne la pigmentation de la peau.
- Propriétés chimiques de l'eumélanine et de la phéomélanine
L'eumélanine et la phéomélanine sont des molécules organiques comportant de nombreuses doubles liaisons conjuguées et des groupes chromophores (C=C et C=O). On sait que plus une molécule comporte de doubles liaisons conjuguées successives et de groupes chromophores, plus celle-ci a de chances d'apparaître colorée. Le fait que les molécules de mélanine sont colorées viendrait donc de cette particularité. En effet, la présence de certains groupes auxochromes dans une molécule organique influe sur le domaine de radiations qu'elle absorbe, donc sur sa couleur perçue. Parmi ces groupes d'atomes, on retrouve des groupes auxochromes, le groupe hydroxyle -OH présent chez les deux types de molécules ainsi que les groupes amines -NH chez l'eumélanine et -NH2 chez la phéomélanine. Plus il y a de groupes auxochromes, plus la longueur d'onde maximale d'absorption sera grande. C'est le nombre de doubles liaisons conjuguées successives et la présence des différents groupes auxochromes qui déterminent les deux différents types de molécules et donc le fait que leur couleur soit différente. Ces deux molécules sont des polymères.
La mélanine est fabriquée par les mélanocytes. Les mélanocytes sont des cellules situées dans la partie profonde de l'épiderme juste au contact de la membrane basale sur laquelle l'épiderme repose et qui les sépare du derme. Ces cellules ont des prolongements qui remontent entre les cellules de l'épiderme. Grâce à ses prolongements, les mélanocytes vont fournir aux cellules de l'épiderme de la mélanine et protéger aussi des radiations ultraviolettes du soleil. L'unique fonction des mélanocytes est de produire des mélanines pour colorer la peau et protéger les structures cellulaires et moléculaires.Les cellules de la peau ont une durée de vie limitée, puisque en effet, la peau met 28 jours à se renouveler. Les cellules pigmentaires sont localisées dans l’assise basale de l’épiderme à l’interface dermo-épidermique.
→ La pigmentation de la peau est un processus complexe qui, dans l'épiderme comme dans les follicules pileux, est dû à la mélanogénèse.
La mélanogénèse comprend la synthèse et la répartition de la mélanine dans l'épiderme.
→ Le synthèse de la mélanine est déclenchée par un processus complexe ayant lieu dans les kératinocytes qui sous l’effet des UV, secrètent l’hormone alpha-MSH (elle même régulée par l'AMP cyclique). L’alpha-MSH s’attache aux mélanocytes et stimule la synthèse de la tyrosinase, une enzyme clé de la synthèse de la mélanine, permettant le déclenchement de celle-ci.
La synthèse de la mélanine a lieu dans les mélanosomes au sein des mélanocytes. Etant donné qu'il existe deux types de mélanines présentes dans notre peau, chaque type est synthétisé dans des mélanosomes bien spécifiques. L'eumélanine est synthétisée dans les eumélanosomes et la phéomélanine dans les phéomélanosomes. La mélanine provient d'un acide aminé très répandu dans l'organisme, la tyrosine. Elle est catalysée par une enzyme, la tyrosinase. La tyrosine se transforme alors en Dopamine qui est dérivé en Dopaquinone. En l'absence de cystéine, de l'eumélanine est formée. En revanche, en présence de cystéine, de la phéomélanine est formée. Le passage de la Dopaquinone à l'eumélanine ainsi qu'à la phéomélanine comportent des étapes intermédiaires que l'on ne mentionnera pas car ces étapes utilisent des enzymes et des procédés trop complexes. Ces deux pigments polymérisent à un degré variable selon leur nature.
La synthèse de la mélanine est suivie par le transfert des mélanosomes présents dans le mélanocyte aux kératinocytes environnants par l'intermédiaire des dendrites. Le mode de passage des dendrites aux kératinocytes reste encore méconnu. Les mélanosomes de grande taille se répartissent isolement et ceux de petite taille se regroupent de manière à couvrir tout l'espace . La production de la mélanine faisant suite à une exposition aux UV et sa répartition dans les kératinocytes, n'est rien d'autre que le bronzage.
Nous avons donc vu que la synthèse de la mélanine nécessite une enzyme, la tyrosinase. Cette dernière est codée par un gène noté A. Un allèle récessif anormal de ce gène, a, code une enzyme non fonctionnelle. Les homozygotes aa ne peuvent donc pas fabriquer de mélanine. Les gènes codant pour leur coloration ne servent donc à rien. C'est le cas de l'albinisme, que nous détaillerons plus loin.
- Comment la mélanine est-elle fabriquée ?
La mélanine est fabriquée par les mélanocytes. Les mélanocytes sont des cellules situées dans la partie profonde de l'épiderme juste au contact de la membrane basale sur laquelle l'épiderme repose et qui les sépare du derme. Ces cellules ont des prolongements qui remontent entre les cellules de l'épiderme. Grâce à ses prolongements, les mélanocytes vont fournir aux cellules de l'épiderme de la mélanine et protéger aussi des radiations ultraviolettes du soleil. L'unique fonction des mélanocytes est de produire des mélanines pour colorer la peau et protéger les structures cellulaires et moléculaires.Les cellules de la peau ont une durée de vie limitée, puisque en effet, la peau met 28 jours à se renouveler. Les cellules pigmentaires sont localisées dans l’assise basale de l’épiderme à l’interface dermo-épidermique.
→ La pigmentation de la peau est un processus complexe qui, dans l'épiderme comme dans les follicules pileux, est dû à la mélanogénèse.
- La mélanogénèse
La mélanogénèse comprend la synthèse et la répartition de la mélanine dans l'épiderme.
→ Le synthèse de la mélanine est déclenchée par un processus complexe ayant lieu dans les kératinocytes qui sous l’effet des UV, secrètent l’hormone alpha-MSH (elle même régulée par l'AMP cyclique). L’alpha-MSH s’attache aux mélanocytes et stimule la synthèse de la tyrosinase, une enzyme clé de la synthèse de la mélanine, permettant le déclenchement de celle-ci.
La synthèse de la mélanine a lieu dans les mélanosomes au sein des mélanocytes. Etant donné qu'il existe deux types de mélanines présentes dans notre peau, chaque type est synthétisé dans des mélanosomes bien spécifiques. L'eumélanine est synthétisée dans les eumélanosomes et la phéomélanine dans les phéomélanosomes. La mélanine provient d'un acide aminé très répandu dans l'organisme, la tyrosine. Elle est catalysée par une enzyme, la tyrosinase. La tyrosine se transforme alors en Dopamine qui est dérivé en Dopaquinone. En l'absence de cystéine, de l'eumélanine est formée. En revanche, en présence de cystéine, de la phéomélanine est formée. Le passage de la Dopaquinone à l'eumélanine ainsi qu'à la phéomélanine comportent des étapes intermédiaires que l'on ne mentionnera pas car ces étapes utilisent des enzymes et des procédés trop complexes. Ces deux pigments polymérisent à un degré variable selon leur nature.
La synthèse de la mélanine est suivie par le transfert des mélanosomes présents dans le mélanocyte aux kératinocytes environnants par l'intermédiaire des dendrites. Le mode de passage des dendrites aux kératinocytes reste encore méconnu. Les mélanosomes de grande taille se répartissent isolement et ceux de petite taille se regroupent de manière à couvrir tout l'espace . La production de la mélanine faisant suite à une exposition aux UV et sa répartition dans les kératinocytes, n'est rien d'autre que le bronzage.
Schéma représentant le transfert des mélanosomes présents dans le mélanocyte aux kératinocytes environnants.
Nous avons donc vu que la synthèse de la mélanine nécessite une enzyme, la tyrosinase. Cette dernière est codée par un gène noté A. Un allèle récessif anormal de ce gène, a, code une enzyme non fonctionnelle. Les homozygotes aa ne peuvent donc pas fabriquer de mélanine. Les gènes codant pour leur coloration ne servent donc à rien. C'est le cas de l'albinisme, que nous détaillerons plus loin.
