Феомеланин: почему рыжеволосые люди иначе реагируют на солнце и что это означает для их кожи

Что такое меланин?

Меланин — это совокупность пигментов, вырабатываемых специализированными клетками: меланоцитами. Меланоциты располагаются в базальном слое эпидермиса и производят пигмент внутри небольших структур, называемых меланосомами. Затем эти меланосомы передаются кератиноцитам, где меланин помогает защищать клеточные структуры от ультрафиолетового излучения.

Однако утверждение «больше меланина = более тёмная кожа» является упрощением. Не менее важно, какой именно тип меланина мы вырабатываем.

Какие существуют два основных типа меланина?

Два основных пигмента — это эумеланин и феомеланин. Эумеланин имеет коричневые и чёрные оттенки; феомеланин — жёлтые, оранжевые и красноватые. Все люди способны вырабатывать оба пигмента в разных пропорциях: меняется лишь баланс между ними.

И этот баланс имеет последствия как для цвета кожи, цвета волос и способности к загару, так и для нашей биологической реакции на ультрафиолетовое излучение.

В чём разница между эумеланином и феомеланином?

Различие не сводится лишь к цвету. Эумеланин обладает относительно большей способностью поглощать ультрафиолетовое излучение, рассеивать часть этой энергии и снижать часть повреждений, достигающих клеточных структур. Именно поэтому его можно считать компонентом естественной фотозащиты кожи.

Феомеланин обеспечивает значительно меньшую защиту. Кроме того, его химическое поведение отличается, и в экспериментальных условиях он был связан с более высокой генерацией активных форм кислорода при определённых условиях. Таким образом, эумеланин и феомеланин — это не просто два разных цвета: это биологически различные пигменты.

Какое всё это имеет отношение к рыжеволосым людям?

Самое непосредственное. Рыжеволосый фенотип тесно связан с определёнными вариантами гена MC1R. MC1R расшифровывается как melanocortin 1 receptor — рецептор, расположенный на поверхности меланоцитов и играющий ключевую роль в регуляции пигментации. При нормальной работе и получении определённых сигналов он способствует выработке эумеланина.

Определённые варианты потери функции MC1R смещают баланс в сторону относительно большей выработки феомеланина. Результатом может быть классический фенотип: рыжие волосы, очень светлая кожа, веснушки, сложность с загаром и склонность к солнечным ожогам.

У всех рыжеволосых одна и та же мутация?

Нет. Существует множество вариантов гена MC1R. Некоторые из них тесно связаны с фенотипом рыжих волос (red hair colour phenotype), тогда как другие оказывают более сдержанный эффект на пигментацию. Поэтому не существует единственного «гена рыжеволосых» в смысле одной мутации, ответственной за все случаи: существуют различные варианты и разные генетические комбинации.

Классический метаанализ показал, что несколько вариантов MC1R были тесно связаны с рыжими волосами и что некоторые из них также ассоциировались с повышенным риском меланомы.

Могут ли у меня быть варианты MC1R без рыжих волос?

Да, и этот момент особенно интересен. Мы склонны мысленно связывать MC1R с рыжеволосым человеком, белой кожей, светлыми глазами и множеством веснушек. Однако определённые варианты MC1R встречаются и у людей, не имеющих классического рыжеволосого фенотипа.

Эпидемиологические исследования выявили связь между вариантами MC1R и риском меланомы даже с учётом видимых характеристик — цвета волос, фототипа и наличия веснушек. Таким образом, генотип и внешность — не одно и то же.

Почему рыжеволосые люди так легко получают солнечные ожоги?

Потому что, как правило, они обладают меньшей естественной пигментной фотозащитой. Когда кожа подвергается воздействию ультрафиолетового излучения, запускаются различные реакции, направленные на ограничение повреждений; одна из них — усиление пигментации. Люди, способные вырабатывать большое количество эумеланина, могут приобретать более выраженный загар.

Напротив, многие люди с вариантами MC1R, ассоциированными с рыжеволосым фенотипом, производят пропорционально больше феомеланина и меньше эумеланина, а их способность развивать фотозащитную пигментацию снижена. В результате вместо загара нередко возникает ожог. Именно кожу, которая легко обгорает, рыжие или светлые волосы и обилие веснушек NCI относит к характеристикам, связанным с повышенным риском меланомы.

Означает ли это, что у рыжеволосых людей нет меланина?

Нет, это миф. Рыжеволосый человек действительно вырабатывает меланин. Меняется главным образом тип и соотношение пигмента: феомеланина относительно больше, а эумеланина — меньше.

Именно поэтому светлая кожа — это не кожа без меланина: это иная пигментная система.

Какова связь между феомеланином и веснушками?

Веснушки, или эфелиды, особенно часто встречаются у людей с вариантами MC1R. Когда кожа получает УФ-излучение, определённые участки дают очень заметную локализованную пигментную реакцию. Именно поэтому веснушки нередко появляются в детстве, темнеют на солнце, могут становиться значительно более заметными летом и светлеть в месяцы с меньшей инсоляцией.

Однако следует помнить о сказанном ранее: обычная веснушка — это доброкачественное образование. Наличие веснушек не означает наличие меланомы. Важно то, что фенотип «светлая кожа + веснушки + склонность к ожогам» свидетельствует о повышенной биологической чувствительности к солнцу.

Почему эумеланин лучше защищает от солнца?

Потому что он способен поглощать значительную часть энергии ультрафиолетового излучения и рассеивать её достаточно эффективно. Кроме того, распределение пигмента вокруг ядра кератиноцитов способствует снижению части излучения, достигающего ДНК.

Это не означает, что эумеланин обеспечивает абсолютную защиту. Человек с тёмной кожей также может страдать от фотоповреждения, ожогов, фотостарения и рака кожи. Однако количество и природа пигмента существенно влияют на индивидуальную susceptibilidad восприимчивость.

Обеспечивает ли феомеланин меньшую защиту от ультрафиолетовых лучей?

Да. Это один из наиболее хорошо установленных аспектов. По сравнению с эумеланином феомеланин обладает меньшей фотозащитной способностью. Кроме того, ряд экспериментальных исследований указывает на то, что он может участвовать в прооксидантных процессах.

Это породило чрезвычайно интересную гипотезу о взаимосвязи между феомеланином, окислительным стрессом, MC1R и меланомой.

Что такое окислительный стресс?

Наш метаболизм постоянно производит реактивные молекулы. Среди них — активные формы кислорода, или АФК. Наш организм располагает многочисленными антиоксидантными системами, способными их контролировать. Проблема возникает тогда, когда нарушается баланс между образованием оксидантов и антиоксидантными возможностями организма.

В этом случае могут возникать повреждения белков, липидов, ДНК и клеточных структур. Именно это и есть окислительный стресс. УФА-излучение способно непосредственно стимулировать образование АФК в коже.

Может ли феомеланин продуцировать свободные радикалы?

Здесь нам необходимо быть научно точными. Химические и экспериментальные исследования показывают, что феомеланин способен стимулировать окислительные процессы и усиливать образование активных форм кислорода при определённых условиях. Это даёт биологически правдоподобный механизм для объяснения части уязвимости рыжеволосого фенотипа.

Однако не следует упрощать это до формулировки вроде «феомеланин вызывает меланому». Это было бы неверно. Меланома — мультифакторное заболевание: в его развитии участвуют УФ-излучение, генетика, соматические мутации, количество и характеристики невусов, семейный анамнез, иммунная система, возраст и другие биологические факторы. Феомеланин является частью биологии риска, но не приговором.

Может ли феомеланин вызывать повреждения даже без ультрафиолетового излучения?

Это, пожалуй, самая увлекательная часть всей этой истории. В 2012 году в журнале Nature было опубликовано важное экспериментальное исследование на мышиных моделях с генетическим контекстом, ассоциированным с рыжеволосым фенотипом. Исследователи обнаружили механизм канцерогенеза, связанный с пигментацией, который в данной экспериментальной модели мог реализовываться даже без воздействия УФ-излучения, и предположили, что определённые прооксидантные свойства феомеланина могут вносить вклад в этот феномен.

Впоследствии были изучены химические механизмы, посредством которых феомеланин мог бы способствовать окислительному стрессу. Однако здесь есть принципиально важная оговорка: это не означает, что нам удалось доказать, что феомеланин вызывает меланому независимо от солнечного воздействия у людей. Механистические данные весьма интересны, однако значительная часть этих свидетельств получена на экспериментальных моделях.

Итак, существуют ли у людей данные о риске, связанном с MC1R, помимо цвета кожи?

Да, и здесь доказательная база носит эпидемиологический характер. Международный анализ в рамках проекта M-SKIP, включавший 3 830 случаев меланомы и 2 619 контрольных наблюдений, показал, что носительство вариантов MC1R ассоциировалось с повышенным риском меланомы даже после учёта пигментных характеристик — цвета волос, фототипа и веснушек.

NCI в настоящее время фиксирует, что определённые варианты частичной потери функции MC1R связаны с повышенным риском рака кожи независимо от видимой пигментации, и что варианты, ассоциированные с рыжим цветом волос, демонстрируют наиболее значимые связи с меланомой. Это говорит нам о том, что MC1R, по всей видимости, выполняет больше функций, чем просто определение цвета волос.

Насколько повышается риск меланомы у рыжеволосого человека?

Следует осторожно оперировать единственной цифрой, поскольку «быть рыжеволосым» само по себе не определяет индивидуальный риск. Риск также зависит от фототипа, наличия веснушек, количества родинок, атипичных невусов, солнечных ожогов, УФ-воздействия, семейного анамнеза, личного анамнеза, иммуносупрессии и генетических вариантов.

На популяционном уровне NCI указывает, что естественно рыжие или светлые волосы и другие светлые фенотипы ассоциируются с приблизительно в два-четыре раза более высоким риском меланомы в ряде эпидемиологических исследований. Однако эта цифра не предсказывает, что произойдёт с конкретным человеком: она описывает популяционный риск.

Означает ли рыжий цвет волос, что у меня разовьётся меланома?

Абсолютно нет. Фактор риска — это не приговор. Это означает, что по сравнению с человеком без данного фактора существует иная статистическая вероятность. У большинства рыжеволосых людей меланома не обязательно разовьётся.

При этом меланома может развиться и у людей с тёмными волосами, тёмными глазами и кожей, склонной к загару. Именно поэтому профилактика должна быть универсальной, но адаптированной к индивидуальному риску.

Существует ли у рыжеволосых людей повышенный риск других видов рака кожи?

Фенотип, включающий светлую кожу, рыжие или светлые волосы, веснушки и склонность к солнечным ожогам, также ассоциируется с повышенным риском кожных карцином, в том числе базальноклеточной и плоскоклеточной карциномы. Американское онкологическое общество (American Cancer Society) прямо называет светлую кожу, веснушки, склонность к ожогам, а также рыжие или светлые волосы в числе факторов, связанных с более высоким риском этих видов рака.

Таким образом, наше внимание не должно быть сосредоточено исключительно на меланоме.

Нужно ли рыжеволосому человеку загорать, чтобы вырабатывать витамин D?

Не нужно намеренно обгорать или загорать, чтобы получить витамин D. Убеждение «мне нужно находиться на солнце без защиты, чтобы вырабатывать витамин D» может приводить к излишнему УФ-воздействию. Фотозащита и поддержание адекватного уровня витамина D — это не взаимоисключающие цели.

При наличии опасений относительно витамина D мы можем рассмотреть коррекцию питания, использование обогащённых продуктов, приём добавок при наличии показаний и, если есть клинические основания, лабораторное измерение уровня. Нам не нужно использовать УФ-повреждение в качестве нутритивной добавки.

Может ли рыжеволосый человек загореть, если будет достаточно упорен?

Некоторые рыжеволосые люди способны приобрести определённую степень пигментации; другие практически не загорают. Однако попытки «приучить» очень светлую кожу к загару посредством повторных воздействий солнца — это плохая стратегия.

Если преобладающая генетическая реакция этой кожи — обгорать, повторные воздействия не изменят MC1R волшебным образом: они могут лишь накапливать всё больше ультрафиолетового повреждения.

Солнечный ожог — это просто преходящее воспаление?

Нет. Ожог — это видимое проявление повреждения, вызванного УФ-излучением. Когда кожа краснеет, горит, болит, а затем шелушится, мы наблюдаем не просто «чрезмерный загар»: мы наблюдаем повреждение клеток.

Национальный институт рака (NCI) считает интенсивные солнечные ожоги, в том числе полученные в детском и подростковом возрасте, фактором, связанным с повышенным риском меланомы.

Есть ли у кожи память о солнце?

В определённом смысле — да. Ожог может визуально исчезнуть через несколько дней. Но воздействие УФ-излучения способно вызвать молекулярные изменения, повреждение ДНК, мутации и изменения в микросреде кожи. Повреждение может накапливаться годами.

Именно поэтому кожа, которая выглядит совершенно нормальной в 25 лет, спустя десятилетия может обнаружить лентиго, актинический кератоз, морщины, пигментные нарушения или рак кожи. Американская академия дерматологии (AAD) напоминает, что солнечное повреждение накапливается со временем и в итоге может проявиться в виде признаков фотостарения, предраковых поражений или рака кожи.

Почему детей с рыжими волосами нужно защищать особенно тщательно?

Потому что детство — это ключевой период для формирования привычек и предотвращения ожогов. Ребёнок с очень светлой кожей, рыжими волосами, веснушками и плохой способностью загорать с самого раннего возраста демонстрирует нам фенотип высокой солнечной чувствительности.

Нам не нужно ждать, пока он накопит ожоги, чтобы начать его защищать: фотозащита должна стать частью его распорядка с детства.

Какая фотозащита нужна человеку с рыжими волосами?

Ему не нужно жить взаперти; ему нужно понять свою уязвимость. Стратегия включает: поиск тени, избегание ненужного пребывания на солнце в периоды интенсивного излучения, использование защитной одежды, шляпы, очков с УФ-защитой, солнцезащитного средства широкого спектра действия, его регулярное нанесение повторно и отказ от соляриев.

AAD рекомендует солнцезащитный крем широкого спектра действия, водостойкий, с SPF 30 и выше, а также защитную одежду и тень как элементы комплексной стратегии фотозащиты. Для очень светлой и чувствительной кожи на практике мы можем предпочесть SPF 50+, однако следует помнить, что цифра на упаковке не заменяет правильного поведения на солнце.

SPF 50 означает, что я могу находиться на солнце в 50 раз дольше?

Нет, такая интерпретация неверна. Реальная защита зависит от количества нанесённого средства, повторного нанесения, пота, воды, трения, типа излучения, времени суток, местонахождения и того, сколько средства мы забыли нанести.

Именно поэтому высокий SPF не делает интенсивное солнце безвредным.

УФ-A и УФ-B действуют одинаково?

Не совсем. УФ-B особенно важны в развитии эритемы, солнечного ожога и прямого повреждения ДНК. УФ-A проникают глубже и участвуют в фотостарении, окислительном стрессе и клеточных повреждениях.

Оба типа излучения вносят вклад в повреждение кожи. Именно поэтому мы стремимся к фотозащите широкого спектра, а не просто к высокому числу SPF.

Защищает ли автомобильное стекло от солнца?

Стекло может блокировать значительную часть УФ-B, однако защита от УФ-A зависит от типа стекла. Именно поэтому некоторые люди могут накапливать дозу УФ-A излучения даже находясь в салоне автомобиля.

Человеку, который проводит за рулём много часов в солнечном регионе, мы можем рекомендовать одежду, фотозащиту и другие подходящие меры для зон, подвергающихся повторному воздействию солнца.

А как насчёт пасмурных дней?

Облака не устраняют ультрафиолетовое излучение полностью. Мы можем получать значительную его дозу даже тогда, когда не ощущаем сильного жара. И здесь возникает ещё одна распространённая ошибка: жара не равнозначна ультрафиолету.

Инфракрасное излучение формирует наше ощущение тепла, однако УФ-излучение может присутствовать даже при отсутствии жары. Поэтому человеку с высокой фоточувствительностью не следует определять степень фотозащиты, ориентируясь лишь на температуру воздуха.

УФ-индекс информативнее, чем температура воздуха?

Да. Для оценки риска солнечного воздействия УФ-индекс несравнимо более информативен, чем вопрос «тепло ли на улице?». При умеренной температуре, приятном ветерке и частично облачном небе УФ-излучение может быть достаточно интенсивным, чтобы вызвать повреждение кожи.

Особенно людям с очень светлой кожей отслеживание УФ-индекса может стать практичным инструментом для планирования распорядка дня, выбора одежды и фотозащиты.

Являются ли солярии более контролируемой альтернативой для людей с рыжими волосами?

Нет. Солярии излучают ультрафиолет. Следовательно, они не являются безопасным способом «подготовить кожу» к лету. Коже с высокой УФ-чувствительностью не нужно дополнительное искусственное облучение — ей нужно меньше накопленной радиации.

NCI и AAD (Американская академия дерматологии) относят искусственное УФ-воздействие от соляриев к устранимым факторам риска рака кожи.

Защищает ли автозагар от солнца?

Не обязательно. Автозагар способен создать косметическое изменение цвета кожи без воздействия УФ-излучения. Однако такой цвет не равнозначен загару, обеспечивающему фотозащиту.

Если в состав продукта не входит специально указанное фотозащитное средство, необходимо продолжать использовать привычную фотозащиту.

Могут ли антиоксиданты нейтрализовать проблему феомеланина?

Это интересная область исследований, однако в настоящее время мы не можем утверждать, что приём витамина C, витамина E, полифенолов, каротиноидов, N-ацетилцистеина или других антиоксидантов нейтрализует риск, связанный с рыжим фенотипом, или заменяет фотозащиту.

Исследования феомеланина и окислительного стресса породили интересные профилактические гипотезы. Однако превращать молекулярную гипотезу в утверждение «принимай антиоксиданты — и можно загорать на солнце» было бы научно некорректно.

Нужно ли проводить генетический тест на MC1R всем рыжеволосым людям?

Не в качестве рутинной процедуры. Если у человека рыжие волосы, очень светлая кожа, веснушки и затруднённое загорание, мы уже располагаем достаточной клинической информацией, чтобы понять: ему необходима особенно строгая фотозащита.

Знание конкретного варианта MC1R может представлять интерес в исследованиях и моделях оценки риска, однако в настоящее время нет необходимости проводить генетический тест каждому рыжеволосому человеку, чтобы решить, что ему нужно защищаться от солнца. Кроме того, генетические тесты на меланому назначаются главным образом в специфических контекстах — например, при определённых семейных паттернах, — а не просто потому, что у человека рыжие волосы.

Означает ли рыжий цвет волос, что мне нужно проходить осмотр родинок каждые шесть месяцев?

Не существует универсальной частоты осмотров, основанной исключительно на цвете волос. Частота обследования должна определяться индивидуально с учётом совокупности факторов: фототипа, количества родинок, атипичных невусов, личного анамнеза, семейного анамнеза, истории солнечных ожогов, УФ-экспозиции, иммуносупрессии и возраста.

AAD рекомендует адаптировать частоту профессионального осмотра к индивидуальным факторам риска. Таким образом, рыжий цвет волос не означает автоматически осмотр каждые X месяцев: необходимо оценивать совокупность рисков.

На что следует обращать внимание рыжеволосому человеку при осмотре своей кожи?

Ровно на те же признаки, что и любому другому человеку, однако с особым вниманием в связи с его рисковым фенотипом. Новое образование, которое изменяется, растёт, имеет несколько цветов, асимметрично, с неровными краями, кровоточит, не заживает или просто отличается от остальных, — всё это заслуживает врачебной оценки.

Здесь мы вновь возвращаемся к двум фундаментальным понятиям: правилу ABCDE и признаку «гадкого утёнка». Фотозащита снижает риск, а самонаблюдение помогает обнаружить изменения — это взаимодополняющие стратегии.

Что я хочу, чтобы ты запомнил о феомеланине?

То, что рыжие волосы — это не просто цвет: они отражают часть пигментарной биологии. За ними нередко скрываются MC1R, сниженная сигнализация в сторону эумеланина, бо́льшая относительная доля феомеланина, меньшая природная способность к фотозащите, бо́льшая склонность к веснушкам и бо́льшая лёгкость получения солнечных ожогов.

Кроме того, наука уже много лет исследует, могут ли прооксидантные свойства феомеланина дополнительно увеличивать риск, связанный с данным фенотипом. Это механистическая гипотеза, подкреплённая весомыми экспериментальными данными, однако не следует превращать её в единственное объяснение меланомы человека.

Именно поэтому посыл звучит не как «если ты рыжеволосый — бойся солнца», а иначе: познай биологию своей кожи. Ведь не всякая кожа одинаково реагирует на одно и то же количество излучения. И если ваша кожа краснеет прежде, чем загореть, — она просит не больше солнца, чтобы привыкнуть: она просит больше защиты.