Mélanine

La mélanine est un pigment foncé trouvé dans presque tout le monde vivant (à la notable exception des araignées). Photoprotectrice, elle nous permet notamment de bronzer lentement mais sûrement, sans trop de dommage pour notre ADN (cf. ADN). Trop abondante dans l’épiderme, elle ralentit la synthèse de vitamine D (cf. Vitamine D).

Chez l’homme, on trouve diverses formes de mélanines, dont les propriétés, multiples, ne sont pas toutes identifiées. On en trouve dans l’épiderme et les cheveux, dont elle détermine la couleur. Dans le tissu qui tapisse l’iris de l’œil, et aussi dans le stria vascularis de l’oreille interne, et surtout dans plusieurs tissus du cerveau, comme les neurones du locus coeruleus et de la substantia nigra. Les eumélanines et les phéomélanines colorent peau et cheveux. Plutôt que des polymères, ce seraient des agrégats d’oligomères (avec des résidus COOH ou H pour l’essentiel) capables de « piéger » des petites molécules, dihydroxyindoles pour les premiers et benzothiazines et thiazoles, issus de la L-cystéine, pour les seconds.

Les eumélanines brunes, solubles, sont trouvées chez les européens jeunes ; les noires, insolubles, chez les non-européens et les européens âgés. En l’absence d’autres pigments, une faible concentration en eumélanine noire, et ce sont les cheveux blancs ! Une faible concentration en eumélanine brune, et ce sont des cheveux blonds ! Les phéomélanines, de nuance rose sont, en forte concentration, responsables des cheveux roux. Ils sont carcinogènes sous le rayonnement UV solaire.

Ces deux types de mélanines sont issues des mélanocytes, cellules présentes dans la couche basale de l’épiderme et dont la concentration est à peu près la même chez tous les êtres humains (entre 1 000 et 2 000 par mm2 de peau), par l’intermédiaire de granules pigmentés, les mélanosomes. Ce sont des gènes spécialisés qui font la différence. Les caractéristiques de ces organites (nombre, taille, concentration et nature des mélanines, etc.) sont héréditaires et responsables de la pigmentation de la peau humaine.

Ils migrent des mélanocytes vers les kératinocytes le long de bras ressemblant aux dendrites des neurones, sous l’action d’une enzyme, la kinésine. Dans l’espèce humaine, les kératinocytes (90 % de la couche superficielle de l’épiderme, des ongles, des cheveux) répartissent les mélanosomes au-dessus de leur noyau, protégeant ainsi son ADN des radiations UV.

Divers facteurs, ensoleillement, mais aussi stress, et autres facteurs hormonaux et neuronaux, stimulent ce transport, responsable du changement de couleur de la peau de certains amphibiens, poissons, etc., favorisant par exemple, le camouflage, le mimétisme, la communication… Les cellules pigmentaires impliquées, les mélanophores, sont des chromatophores.

La fabrication de ces deux types de mélanines, ou mélanogénèse, est contrôlée par la tyrosinase qui transforme la tyrosine (cf. Tyrosine) et la DOPA (cf. L-DOPA) en dopaquinone (l’absence de l’enzyme est à l’origine de l’albinisme). La perte d’une molécule de cystéine conduit à la leucodopachrome, puis à la dopachrome et enfin aux deux types d’eumélanines. L’addition d’une molécule de cystéine à la dopaquinone fournit les phéomélanines

Le processus biochimique est sous contrôle hormonal, et peut être stimulé par une hormone peptidique, la MSH, résultant de la coupure d’un polypeptide, la pro-opiomélanocortine (POMC), précurseur de très nombreux peptides importants contrôlant la synthèse d’endomorphines (cf. Morphine), d’enképhalines, de corticoïdes (cf. Corticoïdes)… Des analogues de la MSH ont été synthétisés et commercialisés comme aphrodisiaques, mais aussi comme protecteurs contre les rayonnements UV.

Les neuromélanines, noires, sont trouvées dans différentes zones du cerveau dont la pigmentation se développe de la naissance jusqu’à l’âge adulte. Les neuromélanines ne sont pas synthétisées dans des mélanocytes, et ne nécessite pas la présence de tyrosinase. Les processus impliqués sont donc totalement différents de ceux à l’origine de la biosynthèse des eumélanines et des phéomélanines. La neuromélanine semble être constituée de multicouches d’indolethiazines, feuilleté comme l’est le graphite (cf. Carbone). Ses fonctions sont loin d’être totalement élucidées.

Elle pourrait protéger les neurones de composés toxiques grâce à son pouvoir chélatant vis-à-vis du fer (cf.Fer), du cadmium, du mercure (cf. Mercure), du plomb (cf. Plomb), etc., mais également vis-à-vis de pesticides, de lipides, d’antipsychotiques ou d’antihistaminiques. Elle deviendrait elle-même cytotoxique, voire pro-oxydante, lorsqu’elle est saturée par un excès de toxiques ! Des concentrations importantes en fer ont été observées dans la substance noire des parkinsoniens, en même temps que la destruction des neurones qui y sont présents. La voie nerveuse centrale pourrait, peut-être, être restaurée dans la maladie de Parkinson en greffant des cellules embryonnaires dans la zone nigrostriée.

La production de neuromélanines est contrôlée par un facteur inhibiteur dit MIF, le L-propyl-L-leucyl-glycinamide. C’est un peptide endogène dérivé d’une hormone très importante, l’ocytocine (ou oxytocine OXT), nonapeptide neuromodulateur du cerveau. Découverte par sa fonction de facilitateur de l’accouchement, mais aussi dans l’orgasme, etc., elle intervient dans de nombreux processus sociaux (empathie, altruisme, etc.) et donc dans les maladies comportementales comme la dépression, la sociopathie, la schizophrénie, le narcissisme… La neuroscientifique lyonnaise Angela Sirigu et son équipe ont très récemment montré l’action de l’OXT et de son gène dans de nombreux comportements comme l’autisme et même l’amour maternel, ce qui pose la question de l’acquis et de l’inné.

Les désordres génétiques associés à la fabrication des mélanines, héréditaires, ont plusieurs types de conséquences, notamment l’absence de coloration de la peau (albinisme humain ou animal), de l’iris avec plusieurs pathologies associées dont une faible acuité visuelle. La relation avérée avec la surdité (observée et reportée dès 1859 par Charles Darwin sur les chats blancs aux yeux bleus) serait liée à l’absence de mélanocytes dans certains tissus de l’oreille interne, plutôt qu’à l’absence per se de mélanine, quoique cette dernière soit connue pour être un des meilleurs isolant acoustique connu !

La structure des mélanines naturelles et des mélanines artificielles leur confère des propriétés de semi-conducteurs organiques, rencontrée avec les polyphénylènes. Le musée du Smithsonian Institute possède même un commutateur à base de mélanine créé en 1974 !

On sait maintenant que les premiers hommes sont apparus en Afrique et qu’ils sont l’origine, unique, de la totalité du peuplement du monde. Diverses théories sur leur capacité d’adaptation ont été élaborées, et la variation de coloration de la peau selon les latitudes reste l’objet de nombreuses tentatives d’explication. Certaines en déduisent la suprématie de l’homme blanc, d’autres, comme la « Melanin Theory » concluent à celle de l’homme noir, allant jusqu’à mettre en doute l’humanité des premiers. Il est exact que les effets de la mélanine sur l’apparence physique peuvent exercer une grande influence sur la société humaine (choix d’un partenaire, discrimination) !

D’où la
Pensée du jour
« Méli-mélo mélanine, la pseudo-science toujours là pour nourrir peurs, racisme, exclusion… »

Sources

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