Farba kože - biológia

Aké horúce je príliš horúce na život hlboko pod dnom oceánu?

Antibiotiká z baktérií

Migrácia buniek: novoobjavená funkcia známeho proteínu

Molekulárny kompas na zarovnanie buniek

Čo robí listy na jeseň starnúcimi

Demokracia perličiek

Prostredie spoločnosti Ekembo: Ľudia tiež žili v otvorenej krajine

| Genetika | Poľnohospodárstvo, lesníctvo a chov zvierat

Pšeničná odroda vznikla krížením divých tráv

Aké horúce je príliš horúce na život hlboko pod dnom oceánu?

Farba pleti

Tento článok sa venuje farbe pokožky živých vecí. Pre použitie výrazu v umení ako konkrétneho odtieňa pozri Incarnate.

The Farba pleti (tiež pleť) je individuálna vlastnosť, ktorá je daná hlavne pigmentáciou kože a štruktúrou krvných ciev. V prípade veľkého počtu živých bytostí, najmä tých, ktoré sú bez srsti a peria, slúži farba kože ako maskovanie alebo pre signály, ako napríklad varovný signál pre jedovaté zvieratá alebo počas správania sa pri dvorení.

Farebné zmeny

Podľa rýchlosti sa dajú rozlíšiť štyri typy zmeny farby:

Niektoré zvieratá môžu rýchlo a dokonca jednostranne zmeniť farbu pleti, napríklad chameleóny alebo chobotnice. Zmena nastáva pohybom pigmentových buniek v dôsledku nervových podnetov a môže slúžiť ako maskovanie aj na vyjadrenie náklonnosti.
Ďalšia zmena farby je spôsobená zmenou prietoku periférnej krvi, ktorá môže byť nervózna alebo hormonálne kontrolovaná, napríklad červená hlava alebo červené sfarbenie opuchu u niektorých opíc pripravených na párenie.
Ďalšou možnosťou sú pomalé zmeny, napríklad zmenami pigmentácie v dôsledku vystavenia slnku. Môže to byť metabolický výkon ako reakcia na vplyvy prostredia.
Ostatné zvieratá majú stále sfarbenie, ktoré sa mení sezónne alebo s vekom, napríklad hmyz.

Príčiny individuálnej farby pleti

pigmentácia

Na farbu pleti majú vplyv rôzne pigmenty. Množstvo prítomného melanínu je obzvlášť dôležité u cicavcov.

Podiel melanínu v pokožke je stanovený geneticky, ale melanín sa tiež zvyšuje v určitom rozmedzí vystavením slnečnému žiareniu (ultrafialové žiarenie). Melanín sa vyskytuje v dvoch variantoch: na jednej strane je eumelanín, hnedý až čierny pigment, a na druhej strane je feomelanín, červený až žltý pigment.

Eumelanín určuje typ pokožky, a tým aj jej farbu. Podiel feomelanínu potom vytvára červenkastý alebo žltkastý podtón, najmä pre svetlé typy pleti. Červené vlasy sú jasným znakom toho, že sa tvorí podstatne viac feomelanínu ako eumelanínu. Mimoriadne ľahký typ pokožky I sa väčšinou spája s ryšavými vlasmi.

Dedičným nedostatkom tvorby pigmentu alebo určitých pigmentov je albinizmus.

Cievy

Ako druhý faktor ovplyvňujúci farbu u ľahkých typov pleti je začervenanie ľudskej pokožky určované krvnými cievami, ktoré ležia pod kožou. Tieto sa môžu krátkodobo zúžiť a rozšíriť, čo môže spôsobiť bledosť alebo začervenanie.

Oblasť tela

Farba kože nie je všade na tele rovnaká: Dlane a chodidlá sú chudobné na melanín, a preto sú svetlejšie a/alebo červenavejšie ako zvyšok pokožky. Pysky, rovnako ako sliznice, majú červenú farbu, ale so silnou pigmentáciou sú často veľmi tmavé. Pokožka končekov prstov, prstov, uší a nosa je tiež často trochu červenkastá, pretože tesne pod povrchom je viac krvných ciev. V oblasti bradaviek a pohlavných orgánov je pokožka tmavšia kvôli zvýšenému obsahu melanínu.

rod

Pohlavie tiež ovplyvňuje farbu pleti. V priemere majú ženy o tri až štyri percentá ľahšiu pokožku ako muži [1] .

genetika

Genóm človeka má výrazný vplyv na farbu pleti, čo má za následok rozdielne rozloženie farby pleti u rôznych etnických skupín.

Ako porucha jedného zo zapojených génov vedie albinizmus k prítomnosti žiadneho alebo veľmi malého množstva melanínu, v dôsledku čoho majú postihnutí jedinci bielu alebo svetlejšiu pokožku a vlasy. Naproti tomu leukizmus spôsobuje absenciu melanocytov, v dôsledku čoho majú postihnutí jedinci bielu alebo normálne škvrnitú pokožku a vlasy. U ľudí je známy čiastočný leucizmus známy ako piebaldizmus.

Spravodlivú pleť Európanov a Ázijcov spôsobuje hlavne albinizmus typu OCA4. Na dedičnosti farby pleti sa podieľa veľké množstvo génov, čo je zrejmé zo skutočnosti, že dedičnosť farby pleti jednoznačne nesleduje Mendelovy zákony. Väčšina génov zodpovedných za farbu pleti nebola doposiaľ zväčša identifikovaná.

Dôležitosť pigmentácie

Tmavá pokožka má oproti svetlej niekoľko výhod. Dôležitý vitamín B (kyselina listová) je zničený UV-A žiarením [2], čo môže viesť k malformáciám potomstva, ak bola matka počas tehotenstva vystavená nadmernému UV žiareniu. Najbežnejšou malformáciou u detí je spina bifida („otvorený chrbát“). Nedostatok kyseliny listovej má navyše negatívny vplyv na produkciu spermií. Tmavá pokožka predstavuje ochranu pred penetráciou UV lúčov. To znamená, že väčšinou iba ľudia s nízkym obsahom melanínu mávajú nedostatok kyseliny listovej, čo sa dá v priebehu tehotenstva napraviť ďalšími doplnkami kyseliny listovej.

Pigmentácia má tiež tú výhodu, že dopadajúce UV svetlo zo slnečného žiarenia je už absorbované v najhornejších, odumretých bunkách pokožky, a teda nemôže prenikať do hlbších vrstiev, kde môže mať mutagénne a karcinogénne účinky. Na druhej strane ľahká pokožka uľahčuje hľadanie parazitov, pretože veľa ektoparazitov sú článkonožce a pre zvýšenie sily majú tmavý sklerotín uložený v chitíne svojej kutikuly. Táto výhoda samozrejme platí, iba ak (spoločenská) starostlivosť vôbec prebieha.

Nevýhodou pigmentácie je, že v dôsledku absorpcie UV svetla v najvrchnejšej, prevažne odumretej vrstve pokožky, preniká do hlbších vrstiev menej UV žiarenia, ktoré môžu živé bunky využiť na výrobu cholekalciferolu (vitamínu D).

Vo výsledku by upravená pigmentácia mala predstavovať optimalizáciu podľa skutočne dostupného množstva UV.

Nasleduje globálne rozloženie farby pleti na genetickom základe, ale tiež použitie UV blokátorov pri ochrane pred slnkom a (v opačnom smere) pri slnení.

Metódy klasifikácie farieb pleti

Začiatkom 20. storočia dostal meno podľa antropológa Felixa von Luschana Von Luschanova stupnica jeden z najbežnejších spôsobov klasifikácie farieb pleti. Stupnica pozostáva z 36 očíslovaných keramických diskov, ktorých farba bola porovnaná s farbou pokožky, ktorá sa má klasifikovať. V praxi sa táto technológia ukázala ako nepresná. Pretože pokožka osoby sa môže výrazne líšiť farbou v oblastiach vystavených čoraz menšiemu množstvu svetla, bolo odporúčané porovnať oblasť pokožky, ktorá je „čo najmenej vystavená svetlu“ s keramickými diskami. Napriek tomu rôzni antropológovia prišli s rôznymi výsledkami merania. Už v roku 1911 sám Luschan odmietol farbu pleti ako „rasovú“ vlastnosť. [3] Stupnica má dnes iba historický význam.

Najspoľahlivejším nástrojom, ktorý je v súčasnosti k dispozícii na kategorizáciu farby pleti, je spektrofotometer.

Vývoj farieb pleti

V súvislosti s evolučnou teóriou sa vynára otázka, aké sú príčiny rozdielneho zafarbenia pleti v populáciách i medzi nimi, najmä u ľudí medzi etnickými skupinami.

Teória evolúcie predpokladá, že relatívna frekvencia určitých prejavov s ohľadom na dedičný znak v populácii rastie v porovnaní s inými prejavmi toho istého znaku, ak majú tieto znaky výrazovú selekčnú výhodu, t. J. Nosiče určujúceho genetického zloženia majú vyšší reprodukčný úspech.

Pokiaľ ide o farby pleti človeka, je možné pozorovať, že farba pleti sa tiež výrazne líši v populácii a že rozdiely v porovnaní s inými populáciami sú také malé, že klasifikácia založená na farbe pleti nie je možná. Na druhej strane farba kože koreluje s geografickou oblasťou tak, že čím je UV žiarenie vyššie, tým je pigmentácia silnejšia.

Najpopulárnejšia viera je, že tmavý africký tón pleti má originál Tón pleti a svetlejšie európske a ázijské tóny pleti navzájom nezávislé neskôr sa vynorili. [4]

V roku 2000 Nina Jablonski a George Chaplin predložili teóriu [5], ktorá sa týka najmä výhod a nevýhod vysokej a nízkej hladiny melanínu. Rozdelenie regiónov sveta podľa UV žiarenia viedlo k vytvoreniu máp, ktorých sfarbenie bolo nápadne podobné sfarbeniu starších máp, na ktorých bola mapa vyfarbená podľa farieb pleti tam žijúcich ľudí. [5] Jablonski a Chaplin dospeli k záveru, že v priebehu vývoja nemuseli svetlé a tmavé tóny pleti vychádzať z tmavých tónov pleti, ale skôr svetlé a tmavé tóny pleti ako extrémne štádiá adaptácie z dosť hnedastého počiatočného tónu.

Hypotéza pôvodu prostredníctvom prírodného výberu

Podľa tejto hypotézy sa selekčné výhody v príslušnej oblasti považujú za rozhodujúcu príčinu vývoja regionálne odlišných farieb pokožky. Predpokladaným mechanizmom je prispôsobenie sa svetelným podmienkam a UV žiareniu v príslušnej oblasti. [6]

Melanín chráni pokožku pred ultrafialovými lúčmi slnka. Melanín zabraňuje mutagénnym účinkom, najmä UV-B žiareniu. Z tohto hľadiska je vysoký obsah melanínu výhodou v regiónoch so silným slnečným žiarením, ale nie nevyhnutne v rovnakom rozsahu v regiónoch so slabým slnečným žiarením. Táto funkcia sa však v podstate vzťahuje iba na eumelanín, a nie na feomelanín, ktorý nemá významné ochranné vlastnosti proti UV žiareniu.

Druhou výhodou melanínu je to, že kyselina listová cirkulujúca v krvi je chránená pred ultrafialovým žiarením. Bez tejto ochrany by sa to rýchlo zhoršilo. Kyselina listová je dôležitá pre vývoj mladého embrya a hrá dôležitú úlohu pri produkcii spermií. Ľudia, ktorí majú tendenciu mať nízky obsah melanínu, ktorí dostávajú príliš veľa ultrafialového žiarenia a ktorí neprijímajú zvýšené množstvo kyseliny listovej v potrave, musia preto počítať so zníženou plodnosťou alebo so zvýšeným rizikom vývojových chýb u dieťaťa.

Obsah melanínu v koži má tiež priamy vplyv na produkciu vitamínu D. Čím viac melanínu v pokožke je, tým menej vitamínu D je možné vyrobiť. Ľudia, ktorí majú tendenciu mať vysoký obsah melanínu a ktorí žijú vo vysokých zemepisných šírkach, môžu trpieť nedostatkom vitamínu D a môžu si podľa toho zvoliť svoju stravu, ak sa vyskytnú príznaky nedostatku. Ľudia so sklonom k nízkemu obsahu melanínu sú menej náchylní na zodpovedajúce príznaky nedostatku, a preto mohli mať selekčnú výhodu alebo žiadnu selekčnú nevýhodu v miernych až polárnych klimatických pásmach.

Geografické rozloženie intenzity slnečného svitu zhruba korešponduje s geografickým rozložením ľudskej pigmentácie a do značnej miery potvrdzuje túto hypotézu, aj keď migračné pohyby za posledných 500 generácií (od doby ľadovej) maskujú presnú koreláciu.

Rýchlosť, s akou sa rôzne mutácie šíria v príslušných ľudských populáciách, tiež naznačuje, že v regiónoch so slabým slnečným žiarením prebehla pozitívna selekcia v prospech svetlej pokožky, zatiaľ čo v regiónoch so silným slnečným žiarením bola zachovaná pôvodná tmavá farba kože. [7] [8] Svetlá farba kože Európanov a Ázijcov vznikla nezávisle na sebe [7] [8] a siaha späť k typickým génom albinizmu [8] .

Hypotéza pôvodu prostredníctvom sexuálneho výberu

Americký antropológ a fyziológ Jared Diamond vidí - na základe podobných predpokladov Charlesa Darwina - mechanizmy sexuálneho výberu ako pravdepodobný dôvod vývoja rôznych farieb pleti. Podľa toho preferencie formované v ranom detstve naznačovali, že pri výbere partnera majú ľudia tendenciu viac sa orientovať na vonkajší vzhľad predchádzajúcich opatrovateľov v rodine a ich prostredí. To mohlo v priebehu generácií viesť k rozvoju populácií podobného vzhľadu a tiež vysvetliť zvláštny efekt, prečo sa v klimaticky veľmi podobných regiónoch s porovnateľným spôsobom života populácií nevyhnutne dlho nevyvíjali podobné alebo identické farby pleti. [9]

Význam v rasizme

Rasizmus predpokladá, že ľudí možno rozdeliť na rasy a klasifikovať podľa ich hodnoty. „Závodné teórie“, ktoré si už od Kantovej a osvietenstva [10] dlho robili „nárok na vedeckú kvalitu“ [11], vyberajú „individuálne vlastnosti (napríklad farbu pleti) z veľkého množstva väčšinou vizuálne viditeľných fyzikálnych vlastností“, aby ich mohli používať Ľudia na základe „prirodzeného stavu“ a „relevantného kritéria“, ako je napríklad farba pleti Esencia rozlišovať. Tu sa údajne statickým a objektívnym „rasovým charakteristikám“ priraďujú určité spoločenské, kultúrne a náboženské charakteristiky a vzorce správania. Ako ukázal Albert Memmi, takto vytvorené rozdiely sa zovšeobecňujú, absolutizujú a hodnotia v procese hegemonickej praxe [12]. Na základe vytvoreného štandardného nastavenia „vlastného“ sa identifikuje a homogenizuje „druhý“ [11]. .

V rasizme je farba pleti zvyčajne označovaná ako „jedna farba“, hoci farba pleti sa vždy mení v spektre farieb [13]. Klasifikácia ľudí podľa protichodných a nie vždy zreteľne rozlíšiteľných charakteristík farby pleti, ako je „biela“ alebo „čierna“, je založená na kritériách biologizmu a následnej ideologickej esencializácie [14]. .

Význam v obchode a technológiách

Kozmetika ako mejkap a krém na opaľovanie sú dôležitými výrobkami na reguláciu farby pleti. Minerálnu okru používali ľudia na farbenie najmenej pred 60 000 rokmi.

V informatike (najmä v porozumení obrazu) má detekcia farby pleti mimoriadny význam. Používa sa napríklad na automatické rozpoznávanie tvárí a výrazov tváre na obrázkoch a na filtrovanie obsahu pre dospelých na internete. Prináša to najmä možnosť komunikácie s počítačmi a robotmi trochu bližšie, intuitívnejšie a ľudskejšie. Toto je náročná výzva kvôli veľkému farebnému rozsahu ľudskej pokožky. Ak je oblasť deklarovaná ako farba kože príliš veľká, objekty podobnej farby (napríklad drevené dvere) budú tiež nesprávne rozpoznané ako pokožka. Ak ju naopak zvolíte príliš malú, nebudú rozpoznané všetky farby ľudskej pokožky. Farebný model HSV ponúka dobrý prístup k rozpoznaniu pokožky. Farebný tón a sýtosť sú u všetkých ľudí veľmi podobné a v tejto kombinácii sa vyskytujú len zriedka. V modeli HSV sa čiernobiely ľudia líšia iba jasom (farebná hodnota alebo intenzita) V, čo sa dá počas detekcie jednoducho ignorovať.

V Austrálii vyvinula biotechnologická spoločnosť Clinuvel umelú repliku hormónu α-msh nazvanú Melanotan I. Syntetický hormón je až tisíckrát účinnejší ako prírodný originál, pretože vytvára pevnejšiu väzbu s melanokortínovým receptorom MC1R. α-msh dokuje melanocyty, ktoré potom produkujú hnedý pigment melanín (eumelanín). Najmä syntetický variant a-msh zvyšuje produkciu eumelanínu. Vďaka tomu sa zvyšuje obsah melanínu v pokožke, čo v prípade typu II znamená zmenu na typ pleti IV. Vďaka tomu dôjde k menšiemu fotopoškodeniu a spáleniu na slnku, čo by malo v konečnom dôsledku tiež znížiť individuálne riziko rakoviny kože.

V Japonsku bola vyvinutá umelá zlúčenina zvaná rucinol, ktorá pôsobí ako zložka pri zosvetľovaní pokožky. Syntetická aktívna zložka je až 100-krát účinnejšia ako hydrochinón, pretože inhibuje dva enzýmy potrebné na syntézu melanínu. To inhibuje všeobecnú syntézu melanínu a potom produkciu čierneho melanínu. Výsledkom je, že obsah melanínu v pokožke klesá, čo môže v prípade typu pleti IV spôsobiť zmenu typu pleti II.