เมลานิน
โครงสร้างหนึ่งที่เป็นไปได้ของยูเมลานิน
ประเภทวัสดุ	ไบโอพอลิเมอร์ที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน

เมลานิน ( / ˈ m ɛ l ə n ɪ n /^ⓘ ; จากภาษากรีกโบราณμέλας( mélas )'ดำ, มืด') เป็นกลุ่มของโมเลกุลชีวภาพที่จัดเรียงตัวเป็นโอลิโกเมอร์หรือพอลิเมอร์ซึ่งมีหน้าที่หลายอย่าง รวมถึงการสร้างเม็ดสีให้สิ่งมีชีวิตหลายชนิด ^{[ 1 ]}เม็ดสีเมลานินผลิตขึ้นในกลุ่มเซลล์เฉพาะที่เรียกว่าเมลาโนไซต์

เมลานินมี 5 ชนิดพื้นฐาน ได้แก่ยูเมลานินฟีโอ เมลานิ นนิวโร เมลานิ นอัลโลเมลานินและไพโอเมลานิน [ ^{2 ] เม}ลานินถูกผลิตขึ้นผ่านกระบวนการทางเคมีหลายขั้นตอนที่เรียกว่าเมลาโน เจเนซิส ซึ่ง เกิดจาก การออกซิเดชันของกรดอะมิโนไทโรซีนตามด้วยการเกิดพอ ลิเมอไรเซชัน ฟีโอเม ลานินเป็นรูปแบบที่มีซิสเต อีนเป็นองค์ประกอบ โดยมีส่วนประกอบของพอลิเบน โซไทอะซีนซึ่งเป็นส่วนสำคัญที่ทำให้เกิดสีแดงหรือสีเหลืองในสีผิวหรือสีผมบางสี นิวโรเมลานินพบได้ในสมอง มีการวิจัยเพื่อศึกษาประสิทธิภาพในการรักษาโรคทางระบบประสาทเสื่อม เช่น โรคพาร์กินสัน [ ^{3 ] อั}ลโลเมลานินและไพโอเมลานินเป็นเมลานินชนิดที่ไม่มีไนโตรเจน 2 ชนิด

ความ แปรผันของสี ฟีโนไทป์ที่สังเกตได้ในหนังกำพร้าและเส้นผมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนั้นถูกกำหนดโดยระดับของยูเมลานินและฟีโอเมลานินในเนื้อเยื่อที่ตรวจสอบเป็นหลัก ในบุคคลทั่วไป ยูเมลานินจะมีปริมาณมากกว่าในเนื้อเยื่อที่ต้องการการป้องกันแสงแดดเช่น หนังกำพร้าและเยื่อบุผิวเม็ดสีเรตินา [ ^{4 ] ใน}ผู้ที่มีสุขภาพดี เมลานินในหนังกำพร้ามีความสัมพันธ์กับการสัมผัสรังสียูวี ในขณะที่ พบว่าเมลานิน ในเรตินามีความสัมพันธ์กับอายุ โดยระดับจะลดลง 2.5 เท่าระหว่างช่วงอายุ 10-90 ปี^{[ 5 ]}ซึ่งเป็นผลมาจาก การเสื่อมสภาพ แบบออกซิเดชันที่เกิดจากอนุมูลอิสระออกซิเจนที่สร้างขึ้นผ่านทางวิถีที่ขึ้นอยู่ กับ ไลโปฟัสซิน^{[ 6 ]}ในกรณีที่ไม่มีภาวะผิวเผือกหรือภาวะเม็ดสีมากเกินไป ผิวหนังชั้นนอกของมนุษย์จะมีเม็ดสี eumelanin ประมาณ 74% และเม็ดสี pheomelanin ประมาณ 26% ซึ่งส่วนใหญ่ไม่ขึ้นอยู่กับสีผิว โดยปริมาณ eumelanin จะอยู่ระหว่าง 71.8–78.9% และ pheomelanin จะอยู่ระหว่าง 21.1–28.2% ^{[ 7 ]}ปริมาณเม็ดสีเมลานินทั้งหมดในผิวหนังชั้นนอกมีตั้งแต่ประมาณ 0 μg/mg ในเนื้อเยื่อผิวหนังชั้นนอกของคนเผือก^{[ 8 ]}ไปจนถึง >10 μg/mg ในเนื้อเยื่อที่มีสีเข้มกว่า^{[ 7 ]}

ในผิวหนังมนุษย์ กระบวนการสร้างเม็ดสีเริ่มต้นจากการสัมผัสกับรังสี UVทำให้ผิวหนังคล้ำขึ้น ยูเมลานินเป็นสารดูดซับแสงที่มีประสิทธิภาพ เม็ดสีนี้สามารถกระจายรังสี UV ที่ดูดซับได้มากกว่า 99.9% ^{[ 9 ]}ด้วยคุณสมบัตินี้ ยูเมลานินจึงเชื่อกันว่าช่วยปกป้องเซลล์ผิวจากความเสียหายจากรังสี UVA และ UVB ลดความเสี่ยงของการขาดโฟเลตและการเสื่อมสภาพของผิวหนัง การสัมผัสกับรังสี UV เกี่ยวข้องกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของมะเร็งผิวหนังชนิดเมลาโนมา ซึ่งเป็นมะเร็งของเซลล์เมลาโนไซต์ (เซลล์เม็ดสี) การศึกษาแสดงให้เห็นว่าอุบัติการณ์ของมะเร็งผิวหนังลดลงในบุคคลที่มีเม็ดสีเมลานินเข้มข้นกว่า กล่าวคือ มีสีผิวที่เข้มกว่า^{[ 10 ]}

ยูเมลานิน ( หรือ' เมลานินแท้' ) มีสองรูปแบบที่เชื่อมโยงกับ5,6-ไดไฮดรอกซีอินโดล (DHI) และ5,6-ไดไฮดรอกซีอินโดล-2-คาร์บอกซิลิกแอซิด (DHICA) ยูเมลานินที่ได้จาก DHI มีสีน้ำตาลเข้มหรือดำและไม่ละลายน้ำ ในขณะที่ยูเมลานินที่ได้จาก DHICA มีสีอ่อนกว่าและละลายได้ในด่าง ยูเมลานินทั้งสองชนิดเกิดขึ้นจากการออกซิเดชันของไทโรซีนในออร์แกเนลล์พิเศษที่เรียกว่าเมลาโนโซมปฏิกิริยานี้ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ไทโร ซิเนส ผลิตภัณฑ์เริ่มต้นคือโดปาควิโนนสามารถเปลี่ยนเป็น 5,6-ไดไฮดรอกซีอินโดล (DHI) หรือ 5,6-ไดไฮดรอกซีอินโดล-2-คาร์บอกซิลิกแอซิด (DHICA) ได้ DHI และ DHICA จะถูกออกซิไดซ์แล้วเกิดพอลิเมอไรเซชันเพื่อสร้างยูเมลานินทั้งสองชนิด^{[ 11 ]}

ในสภาวะธรรมชาติ DHI และ DHICA มักจะเกิดปฏิกิริยาโคพอลิเมอไรเซชัน ส่งผลให้เกิดพอลิเมอร์ยูเมลานินหลากหลายชนิด พอลิเมอร์เหล่านี้มีส่วนช่วยให้เกิดความหลากหลายของส่วนประกอบเมลานินในผิวหนังและเส้นผมของมนุษย์ ตั้งแต่ฟีโอเมลานินสีเหลืองอ่อน/แดง ไปจนถึงยูเมลานินสีน้ำตาลอ่อนที่อุดมด้วย DHICA และยูเมลานินสีน้ำตาลเข้มหรือดำที่อุดมด้วย DHI พอลิเมอร์สุดท้ายเหล่านี้มีความแตกต่างกันในด้านความสามารถในการละลายและสี^{[ 11 ]}

จากการวิเคราะห์ผิวหนังที่มีเม็ดสีเข้มมาก ( ประเภท Fitzpatrick V และ VI) พบว่า DHI-eumelanin ประกอบด้วยสัดส่วนมากที่สุด ประมาณ 60–70% ตามด้วย DHICA-eumelanin ที่ 25–35% และ pheomelanin เพียง 2–8% ที่น่าสังเกตคือ ในขณะที่ DHI-eumelanin เพิ่มขึ้นในระหว่างการอาบแดดแต่ DHICA-eumelanin และ pheomelanin จะลดลง^{[ 11 ]}ยูเมลานินสีดำในปริมาณเล็กน้อยในกรณีที่ไม่มีเม็ดสีอื่น ๆ ทำให้ผมหงอก ยูเมลานินในปริมาณเล็กน้อยในกรณีที่ไม่มีเม็ดสีอื่น ๆ ทำให้ผมสีบลอนด์^{[ 12 ]}ยูเมลานินมีอยู่ในผิวหนังและเส้นผม เป็นต้น

ฟีโอเมลานิน ( ภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน ) หรือ ฟีโอเมลานิน ( ภาษาอังกฤษแบบอังกฤษ ) (มาจากภาษากรีก φαιός phaios 'สีเทา') ทำให้เกิดสีเหลืองถึงแดง^{[ 13 ]}ฟีโอเมลานินมีความเข้มข้นเป็นพิเศษในริมฝีปาก หัวนม ปลายอวัยวะเพศชาย และช่องคลอด^{[ 14 ]}เมื่อยูเมลานินจำนวนเล็กน้อยในเส้นผม (ซึ่งปกติจะทำให้ผมสีบลอนด์) ผสมกับฟีโอเมลานิน ผลที่ได้คือผมสีส้ม ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าผม "แดง" หรือ "ขิง"ฟีโอเมลานินยังพบได้ในผิวหนังด้วย ดังนั้นคนผมแดงจึงมักมีสีผิวที่ออกชมพูมากกว่า การสัมผัสผิวหนังกับรังสีอัลตราไวโอเลตจะเพิ่มปริมาณฟีโอเมลานิน เช่นเดียวกับยูเมลานิน แต่แทนที่จะดูดซับแสง ฟีโอเมลานินในเส้นผมและผิวหนังจะสะท้อนแสงสีเหลืองถึงแดง ซึ่งอาจเพิ่มความเสียหายจากการสัมผัสรังสี UV ^{[ 15 ]}

การผลิตฟีโอเมลานินขึ้นอยู่กับ ความพร้อม ของซิสเทอี นเป็นอย่างมาก ซึ่งจะถูกขนส่งเข้าไปในเมลาโนโซมและทำปฏิกิริยากับโดปาควิโนนเพื่อสร้างซิส-โดปา จากนั้นซิส-โดปาจะผ่านการเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอนก่อนที่จะสร้างฟีโอเมลานิน^{[ 11 ]}ในทางเคมี ฟีโอเมลานินแตกต่างจากยูเมลานินตรงที่โครงสร้างโอลิโกเมอร์ประกอบด้วย หน่วย เบนโซไทอะซีนและเบนโซไทอะโซลที่ผลิตขึ้น^{[ 16 ]}แทนที่จะเป็น DHI และDHICAเมื่อมีกรดอะมิโนL-ซิสเทอีนอยู่

ฟีโอเมลานินต่างจากยูเมลานินตรงที่พบได้น้อยในสิ่งมีชีวิตระดับต่ำ^{[ 17 ]}โดยอ้างว่าเป็น "นวัตกรรมทางวิวัฒนาการในสายพันธุ์สัตว์สี่ขา" ^{[ 18 ]}แต่การวิจัยล่าสุดพบว่ามีอยู่ในปลาบางชนิดด้วย^{[ 19 ]}

นิวโรเมลานิน (NM) เป็นเม็ดสีพอลิเมอร์ที่ไม่ละลายน้ำซึ่งผลิตขึ้นในกลุ่มเซลล์ประสาทคาเทโคลามีน เฉพาะ ในสมอง มนุษย์มีปริมาณ NM มากที่สุด ซึ่งมีอยู่ในไพรเมตชนิดอื่นในปริมาณที่น้อยกว่า และไม่มีเลยในสัตว์ชนิดอื่นอีกหลายชนิด^{[ 20 ]}หน้าที่ทางชีวภาพยังคงไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แม้ว่า NM ของมนุษย์จะแสดงให้เห็นว่าสามารถจับกับโลหะทรานซิชันเช่น เหล็ก ได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงโมเลกุลที่อาจเป็นพิษอื่นๆ ด้วย ดังนั้น มันอาจมีบทบาทสำคัญในกระบวนการอะพอพโทซิสและโรคพาร์กินสันที่ เกี่ยวข้อง ^{[ 21 ]}

จนกระทั่งถึงช่วงทศวรรษ 1960 เมลานินถูกจำแนกออกเป็นยูเมลานินและฟีโอเมลานิน อย่างไรก็ตาม ในปี 1955 ได้มีการค้นพบเมลานินที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ประสาท ซึ่งก็คือนิวโรเมลานิน ในปี 1972 ได้มีการค้นพบไพโอเมลานินซึ่งเป็นรูปแบบที่ละลายน้ำได้ ซึ่งได้มาจากการออกซิเดชันของกรดโฮโมเจนติสิกในปี 1976 ได้มีการค้นพบอัลโลเมลานิน ซึ่งเป็นเมลานินรูปแบบที่ห้า ในธรรมชาติ โดยได้มาจากการออกซิเดชันของสารประกอบต่างๆ เช่น1,8-ไดไฮดรอกซีแนฟทาลีน , 1,4,6,7,9,12-เฮกซาไฮดรอกซีเพอรีลีน-3,10-ควิโนนและแคทิคอล^{[ 2 ]}

เพปติโดเมลานินเป็นเมลานินอีกรูปแบบหนึ่งที่ละลายน้ำได้^{[ 22 ]}พบว่าสปอร์ของAspergillus niger (สายพันธุ์: melanoliber ^{[ 23 ]} ) ที่กำลังงอกจะหลั่งเพปติโดเมลานินออกมาสู่ตัวกลางโดยรอบ การปลดปล่อยเพปติโดเมลานินจะถูกกระตุ้นหลังจากสัมผัสกับเปปไทด์นอกเซลล์ในสิ่งแวดล้อม^{[ 24 ]}เพปติโดเมลานินเกิดขึ้นเป็นโคพอลิเมอร์ระหว่าง L-DOPA ยูเมลานินและเปปไทด์ สายสั้น ที่สร้างเป็น 'โคโรนา' ซึ่งเป็นตัวที่ทำให้สารนี้ละลายได้ โซ่เปปไทด์เชื่อมต่อกับพอลิเมอร์แกนกลาง L-DOPA ผ่านพันธะเปปไทด์ สิ่งนี้ทำให้เกิดกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพที่เสนอขึ้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการไฮดรอกซิเลชันของเปปไทด์ไทโรซินิเลตหรือซิสเตอีนิเลตที่เกิดขึ้นผ่านโปรตีเอสในระหว่างการสร้างสปอร์ จากนั้นจึงรวมเข้ากับพอลิเมอร์แกนกลาง L-DOPA ที่กำลังเติบโตโดยการเกิดออกซิเดชันด้วยตนเอง

เพปทิโดเมลานินถูกสังเคราะห์โดยใช้คอปเปอร์ออกซิเดสแบบสเปกตรัมกว้าง^{[ 25 ]}เอนไซม์นี้มีศูนย์เร่งปฏิกิริยาไดคอปเปอร์ชนิดที่ 3 ซึ่งอยู่ในโพรงที่ตัวทำละลายสามารถเข้าถึงได้ขนาดใหญ่ เอนไซม์นี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถออกซิไดซ์หมู่ไทออลของ เปปไทด์ ที่ ถูกซิสเตอีน ทำให้สามารถโคพอลิเมอไรซ์กับ พอลิเมอร์แกนกลางที่ได้จาก L-DOPAได้ เพปทิโดเมลานินยังสามารถสังเคราะห์ได้โดยใช้กระบวนการทางเคมี^{[ 26 ]}

เป็นไปได้ที่จะเพิ่มปริมาณเมลานินด้วยซีลีเนียมแทนกำมะถันอะนาล็อกของฟีโอเมลานินที่มีซีลีเนียมนี้ได้รับการสังเคราะห์สำเร็จแล้วผ่านกระบวนการทางเคมีและชีวสังเคราะห์โดยใช้ซีลีโนซิสทีนเป็นวัตถุดิบ^{[ 27 ]}เนื่องจากเลขอะตอมของซีลีเนียมสูงกว่า จึงคาดได้ว่าซีลีโนเมลานินที่ได้จะให้การป้องกันรังสีไอออนไนซ์ได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับเมลานินรูปแบบอื่นๆ ที่รู้จัก การป้องกันนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วจากการทดลองเกี่ยวกับรังสีในเซลล์มนุษย์และแบคทีเรีย ซึ่งเปิดโอกาสในการประยุกต์ใช้ในการเดินทางในอวกาศ^{[ 28 ]}

ไตรโคโครม (เดิมเรียกว่าไตรโคไซเดอริน) เป็นเม็ดสีที่ผลิตจากวิถีการเผาผลาญ เดียวกัน กับยูเมลานินและฟีโอเมลานิน แต่ต่างจากโมเลกุลเหล่านั้นตรงที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ พบได้ในเส้นผมสีแดงของมนุษย์บางส่วน^{[ 29 ]}

ในมนุษย์ เมลานินเป็นตัวกำหนดสีผิว หลัก นอกจากนี้ยังพบในเส้นผม เนื้อเยื่อที่มีเม็ดสีใต้ม่านตาและเส้นเลือดฝอยในหูชั้นในในสมอง เนื้อเยื่อที่มีเมลานิน ได้แก่ไขสันหลังและเซลล์ประสาทที่มีเม็ดสีในบริเวณก้านสมองเช่นโลคัสโคเอรูเลียสนอกจากนี้ยังพบในโซนาเรติคูลาริสของต่อมหมวกไต ด้วย ^{[ 17 ]}

เมลานินในผิวหนังผลิตโดยเมลาโนไซต์ซึ่งพบในชั้นฐานของหนังกำพร้าแม้ว่าโดยทั่วไปแล้วมนุษย์จะมีเมลาโนไซต์ในผิวหนังในปริมาณที่ใกล้เคียงกัน แต่เมลาโนไซต์ในบางบุคคลและบางกลุ่มชาติพันธุ์จะผลิตเมลานินในปริมาณที่แตกต่างกัน อัตราส่วนของยูเมลานิน (74%) และฟีโอเมลานิน (26%) ในหนังกำพร้าจะคงที่โดยไม่คำนึงถึงระดับของเม็ดสี^{[ 30 ]}มนุษย์บางคนมีการสังเคราะห์เมลานินในร่างกายเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย ซึ่งเป็นภาวะที่เรียกว่าภาวะผิวเผือก^{[ 31 ]}

เนื่องจากเมลานินเป็นผลรวมของโมเลกุลองค์ประกอบขนาดเล็ก จึงมีเมลานินหลายประเภทที่มีสัดส่วนและรูปแบบการเชื่อมต่อของโมเลกุลองค์ประกอบเหล่านี้แตกต่างกัน ทั้งฟีโอเมลานินและยูเมลานินพบได้ในผิวหนังและเส้นผมของมนุษย์ แต่ยูเมลานินเป็นเมลานินที่พบมากที่สุดในมนุษย์ และเป็นรูปแบบที่มีแนวโน้มที่จะขาดในภาวะผิวเผือกมากที่สุด^{[ 32 ]}

เมลานินมีบทบาทและหน้าที่ที่หลากหลายมากในสิ่งมีชีวิตต่างๆ เมลานินรูปแบบหนึ่งเป็นส่วนประกอบของหมึกที่ใช้โดยเซฟาโลพอด หลายชนิด (ดูหมึกเซฟาโลพอด ) เป็นกลไกป้องกันตัวจากผู้ล่า เมลานินยังช่วยปกป้องจุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรียและเชื้อรา จากความเครียดที่เกี่ยวข้องกับความเสียหายของเซลล์ เช่นรังสี UVจากแสงแดดและอนุมูลอิสระเมลานินยังช่วยป้องกันความเสียหายจากอุณหภูมิสูง ความเครียดทางเคมี (เช่นโลหะหนักและสารออกซิไดซ์ ) และภัยคุกคามทางชีวเคมี (เช่น การป้องกันของโฮสต์ต่อจุลินทรีย์ที่รุกราน) ^{[ 33 ]}ดังนั้น ในจุลินทรีย์ก่อโรคหลายชนิด (ตัวอย่างเช่น ในCryptococcus neoformansซึ่งเป็นเชื้อรา) เมลานินดูเหมือนจะมีบทบาทสำคัญในความรุนแรงและการก่อโรคโดยการปกป้องจุลินทรีย์จาก การตอบสนอง ทางภูมิคุ้มกันของ โฮสต์ ใน สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังส่วนสำคัญของระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดต่อเชื้อโรคที่รุกรานเกี่ยวข้องกับเมลานิน ภายในไม่กี่นาทีหลังจากการติดเชื้อ จุลินทรีย์จะถูกห่อหุ้มด้วยเมลานิน (การสร้างเมลานิน) และเชื่อกันว่าการสร้าง อนุมูล อิสระที่เป็นผลพลอยได้ระหว่างการก่อตัวของแคปซูลนี้จะช่วยในการฆ่าจุลินทรีย์เหล่านั้น^{[ 34 ]}เชื้อราบางชนิดที่เรียกว่าเชื้อราเรดิโอโทรฟิกดูเหมือนจะสามารถใช้เมลานินเป็นเม็ดสีสังเคราะห์แสงที่ช่วยให้พวกมันสามารถจับรังสีแกมมา ได้ ^{[ 35 ]}และใช้พลังงานนี้เพื่อการเจริญเติบโต^{[ 36 ]}

ในปลาเมลานินไม่ได้พบเฉพาะในผิวหนังเท่านั้น แต่ยังพบในอวัยวะภายใน เช่น ดวงตาด้วย ปลาส่วนใหญ่ใช้ยูเมลานิน^{[ 37 ] [ 18 ]}แต่Stegastes apicalisและCyprinus carpioใช้ฟีโอเมลานินแทน^{[ 19 ] [ 38 ]}

ขนสีเข้มของนกมีสีเนื่องจากเมลานินและย่อยสลายได้ยากกว่าขนที่ไม่มีเม็ดสีหรือขนที่มีเม็ดสีแคโรทีนอย ด์ ^{[ 39 ]}ขนที่มีเมลานินยังทนต่อการเสียดสีได้มากกว่าขนที่ไม่มีเมลานินถึง 39% เนื่องจากเม็ดสีเมลานินช่วยเติมเต็มช่องว่างระหว่าง เส้นใย เคราตินที่ประกอบเป็นขน^{[ 40 ] [ 41 ]}การสังเคราะห์ฟีโอเมลานินในนกหมายถึงการบริโภคซิสเตอีน ซึ่งเป็นกรดอะมิโนกึ่งจำเป็นที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์สารต้านอนุมูลอิสระกลูตาไธโอน (GSH) แต่อาจเป็นพิษหากบริโภคมากเกินไปในอาหาร อันที่จริง นกกินเนื้อหลายชนิดซึ่งมีโปรตีนสูงในอาหารแสดงสีที่เกิดจากฟีโอเมลานิน^{[ 42 ]}

เมลานินยังมีความสำคัญต่อการสร้างเม็ดสีในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม อีกด้วย ^{[ 43 ]}รูปแบบขนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมถูกกำหนดโดยยีนอะกูติซึ่งควบคุมการกระจายตัวของเมลานิน^{[ 44 ] [ 45 ]}กลไกของยีนได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในหนูเพื่อให้เข้าใจถึงความหลากหลายของรูปแบบขนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม^{[ 46 ]}

มีการสังเกตพบว่า เมลานินในสัตว์ขาปล้องถูกสะสมเป็นชั้นๆ ทำให้เกิดตัวสะท้อนแสงแบบแบร็กที่มีดัชนีหักเหสลับกัน เมื่อขนาดของรูปแบบนี้ตรงกับความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้ จะเกิด การสร้างสีตามโครงสร้างทำให้สัตว์หลายชนิดมีสีเหลือบแสง^{[ 47 ] [ 48 ]}

แมงมุมเป็นหนึ่งในกลุ่มไม่กี่กลุ่มที่ไม่สามารถตรวจพบเมลานินได้ง่าย แม้ว่านักวิจัยจะพบข้อมูลที่บ่งชี้ว่าแมงมุมผลิตเมลานินจริงก็ตาม^{[ 49 ]}

ผีเสื้อกลางคืนบางชนิด รวมถึงผีเสื้อกลางคืนลายเสือไม้เปลี่ยนทรัพยากรเป็นเมลานินเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการควบคุมอุณหภูมิ เนื่องจากผีเสื้อกลางคืนลายเสือไม้มีประชากรกระจายอยู่ทั่วละติจูดกว้าง จึงพบว่าประชากรที่อยู่ทางเหนือมีอัตราการสร้างเมลานินสูงกว่า ในผีเสื้อกลางคืนลายเสือไม้ตัวผู้ทั้งสีเหลืองและสีขาว พบว่าตัวที่มีเมลานินมากกว่ามีความสามารถในการกักเก็บความร้อนได้ดีขึ้น แต่มีอัตราการถูกล่าสูงขึ้นเนื่องจากสัญญาณเตือนภัย อ่อนลงและมีประสิทธิภาพน้อยลง ^{[ 50 ]}

เมลานินอาจช่วยปกป้อง แมลง หวี่และหนูจากความเสียหายของ DNA จากรังสีที่ไม่ใช่ UV ^{[ 51 ]}

เมลานินที่ผลิตโดยพืชบางครั้งเรียกว่า 'เมลานินคาเทคอล' เนื่องจากสามารถให้คาเทคอล ได้ เมื่อหลอมรวมกับด่าง มักพบเห็นได้ในการเกิดสีน้ำตาลจากเอนไซม์ในผลไม้ เช่น กล้วย เมลานินจากเปลือกเกาลัดสามารถใช้เป็นสารต้านอนุมูลอิสระและสารให้สีได้^{[ 52 ]}การสังเคราะห์ทางชีวภาพเกี่ยวข้องกับการออกซิเดชันของอินโดล-5,6-ควิโนนโดยโพลีฟีนอลออกซิเดส ชนิดไทโรซิเนส จากไทโรซีนและคาเทโคลามีนทำให้เกิดเมลานินคาเทคอลขึ้น แม้ว่าจะเป็นเช่นนั้น พืชหลายชนิดก็มีสารประกอบที่ยับยั้งการผลิตเมลานิน^{[ 53 ]}

3,8-ไดเมทิล-2,7-ไดไฮโดรเบนโซ[1,2,3- cd :4,5,6- c′d ′ ] ไดอินโดล-4,5,9,10-เตตรอน

ชื่อ
ชื่อ IUPAC ที่นิยมใช้ 3,8-ไดเมทิล-2,7-ไดไฮโดรเบนโซ[1,2,3- cd :4,5,6- c′d ′ ] ไดอินโดล-4,5,9,10-เตตรอน
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	8049-97-6
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
ชอีบี	เชบี:89634
เคมีเอ็มบีแอล	เคมีเอ็มบีแอล4283875
เคมสไปเดอร์	4884931 วาย
หมายเลข EC	232-473-6
PubChem CID	6325610
มหาวิทยาลัย	T6T74PN7VH
อินชิ นิ้ว=1S/C18H10N2O4/c1-5-13-9-7(3-19-13)12-10-8(11(9)17(23)15(5)21)4-20-14(10)6(2)16(22)18(12)24/h3-4,19-20H,1-2H3 รหัส: XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N
รอยยิ้ม CC1=C2C3=C(C4=CNC5=C(C(=O)C(=O)C(=C45)C3=CN2)C)C(=O)C1=O
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	C 18 H 10 N 2 O 4
มวลโมลาร์	318.288  กรัม·โมล−1
ความหนาแน่น	1.6 ถึง 1.8 กรัม/ซม³
จุดหลอมเหลว	< −20 °C (−4 °F; 253 K)
จุดเดือด	450 ถึง 550 องศาเซลเซียส (842 ถึง 1,022 องศาฟาเรนไฮต์; 723 ถึง 823 เคลวิน)
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

ปัจจุบันเป็นที่เข้าใจกันแล้วว่าเมลานินไม่มีโครงสร้างหรือสัดส่วนที่แน่นอน^{[ 54 ]}อย่างไรก็ตาม ฐานข้อมูลทางเคมี เช่น PubChem มีสูตรโครงสร้างและสูตรเชิงประจักษ์ โดยทั่วไปคือ3,8-Dimethyl-2,7-dihydrobenzo[1,2,3- cd :4,5,6- c ′ d ′]diindole-4,5,9,10-tetroneสูตรเชิงประจักษ์C ₁₈ H ₁₀ N ₂ O ₄ซึ่งสามารถคิดได้ว่าเป็นโมโนเมอร์เดี่ยวที่อธิบายองค์ประกอบทางเคมีที่วัดได้และคุณสมบัติบางอย่างของเมลานิน แต่ไม่น่าจะพบได้ในธรรมชาติ^{[ 55 ]}โซลาโน^{[ 55 ]}อ้างว่าแนวโน้มที่ทำให้เข้าใจผิดนี้เกิดจากรายงานสูตรเชิงประจักษ์ในปี 1948 ^{[ 56 ]}แต่ไม่ได้ให้รายละเอียดทางประวัติศาสตร์อื่นใด

ขั้นตอนแรกของเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพสำหรับทั้งยูเมลานินและฟีโอเมลานินนั้นถูกเร่งปฏิกิริยาโดยไทโรซิเนส^{[ 57 ]}

ไทโรซีน → โดพา → โดพาควิโนน

โดปาควิโนนสามารถรวมตัวกับซิสเทอีนได้สองเส้นทาง กลายเป็นเบนโซไทอะซีนและฟีโอเมลานิน

โดปาควิโนน + ซิสเทอีน → 5-เอส-ซิสเทอีนิลโดปา → สารตัวกลางเบนโซไทอะซีน → ฟีโอเมลานิน

โดปาควิโนน + ซิสเทอีน → 2-เอส-ซิสเทอีนิลโดปา → สารตัวกลางเบนโซไทอะซีน → ฟีโอเมลานิน

นอกจากนี้ โดปาควิโนนยังสามารถเปลี่ยนเป็นลิวโคโดปาโครมและดำเนินไปตามเส้นทางอีกสองเส้นทางเพื่อสร้างยูเมลานินได้

โดปาควิโนน → ลิวโคโดปาโครม → โดปาโครม → กรด 5,6-ไดไฮดรอกซีอินโดล-2-คาร์บอกซิลิก → ควิโนน → ยูเมลานิน

โดปาควิโนน → ลิวโคโดปาโครม → โดปาโครม → 5,6-ไดไฮดรอกซีอินโดล → ควิโนน → ยูเมลานิน

สามารถค้นหาเส้นทางการเผาผลาญโดยละเอียดได้ใน ฐานข้อมูล KEGG (ดูลิงก์ภายนอก )

• 
  แอล-ไทโรซีน
• 
  แอล-โดปา
• 
  แอล-โดปาควิโนน
• 
  แอล-ลิวโคโดพาโครม
• 
  แอล-โดปาโครม

เมลานินมีสีน้ำตาล ไม่หักเหแสง และเป็นเม็ดละเอียด โดยแต่ละเม็ดมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 800 นาโนเมตร ซึ่งทำให้เมลานินแตกต่างจากเม็ดสีที่เกิดจากการแตกตัวของเลือด ทั่วไป ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่า เป็นก้อน และหักเหแสงได้ และมีสีตั้งแต่เขียวถึงเหลืองหรือน้ำตาลแดง ในรอยโรคที่มีเม็ดสีเข้มมาก กลุ่มของเมลานินที่หนาแน่นอาจบดบังรายละเอียดทางเนื้อเยื่อวิทยาได้ สารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต เจือจาง เป็นสารฟอกสีเมลานินที่มีประสิทธิภาพ^{[ 58 ]}

ภาวะผิวเผือก ชนิดที่ส่งผลต่อดวงตาและผิวหนัง มีอยู่ประมาณ 9 ชนิดซึ่งส่วนใหญ่เป็นโรคทางพันธุกรรมแบบยีนด้อย บางกลุ่มชาติพันธุ์มีอัตราการเกิดโรคในรูปแบบต่างๆ สูงกว่า ตัวอย่างเช่น ชนิดที่พบได้บ่อยที่สุด เรียกว่า ภาวะผิวเผือกชนิดที่ 2 (OCA2) พบได้บ่อยเป็นพิเศษในกลุ่มคนเชื้อสายแอฟริกันผิวดำและชาวยุโรปผิวขาว ผู้ที่เป็น OCA2 มักมีผิวขาว แต่ไม่ซีดเท่า OCA1 พวกเขามีผมสีบลอนด์อ่อนถึงสีทอง สีบลอนด์อมแดง หรือแม้แต่สีน้ำตาล และส่วนใหญ่มักมีดวงตาสีฟ้า ชาวยุโรปในปัจจุบัน 98.7–100% เป็นพาหะของอัลลีลSLC24A5ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทราบกันดีของภาวะผิวเผือกชนิดที่ไม่เกี่ยวข้องกับกลุ่มอาการ เป็นโรคทางพันธุกรรมแบบยีนด้อยที่เกิดจากการลดลงหรือการขาดหายไปของเม็ดสีเมลานินในผิวหนัง เส้นผม และดวงตา ตั้งแต่ กำเนิดความถี่โดยประมาณของ OCA2 ในกลุ่มชาวแอฟริกันอเมริกันอยู่ที่ 1 ใน 10,000 ซึ่งแตกต่างจากความถี่ 1 ใน 36,000 ในกลุ่มชาวอเมริกันเชื้อสายยุโรป^{[ 59 ]}ในบางประเทศในแอฟริกา ความถี่ของความผิดปกตินี้สูงกว่ามาก โดยมีตั้งแต่ 1 ใน 2,000 ถึง 1 ใน 5,000 ^{[ 60 ]}ภาวะผิวเผือกอีกรูปแบบหนึ่งที่เรียกว่า "ภาวะผิวเผือกตาเหลือง" ดูเหมือนจะแพร่หลายมากขึ้นในกลุ่มชาวอามิชซึ่งส่วนใหญ่มีเชื้อสายสวิสและเยอรมัน ผู้ที่มีภาวะผิวเผือกชนิด IB นี้มักจะมีผมและผิวสีขาวตั้งแต่แรกเกิด แต่จะพัฒนาสีผิวปกติอย่างรวดเร็วในวัยทารก^{[ 60 ]}

ภาวะผิวเผือกที่ตาไม่เพียงส่งผลต่อเม็ดสีของดวงตาเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อความคมชัดของการมองเห็นด้วย โดยทั่วไปแล้วผู้ที่มีภาวะผิวเผือกจะมีผลการตรวจสายตาที่ไม่ดี อยู่ในช่วง 20/60 ถึง 20/400 นอกจากนี้ ภาวะผิวเผือกสองรูปแบบ ซึ่งพบได้ประมาณ 1 ใน 2,700 คน และพบมากที่สุดในกลุ่มคนเชื้อสายเปอร์โตริโก ยังมีความสัมพันธ์กับอัตราการเสียชีวิตที่สูงกว่าการเสียชีวิตจากโรคมะเร็งผิวหนังชนิดเมลาโนมาด้วย

ความเชื่อมโยงระหว่างภาวะผิวเผือกและการสูญเสียการได้ยินเป็นที่รู้จักกันดี แม้ว่าจะยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ก็ตาม ในตำราOn the Origin of Species ปี 1859 ชาร์ลส์ ดาร์วินสังเกตว่า "แมวที่มีขนสีขาวทั้งตัวและมีดวงตาสีฟ้ามักจะหูหนวก" ^{[ 61 ]}ในมนุษย์ ภาวะเม็ดสีผิวต่ำและการสูญเสียการได้ยินเกิดขึ้นพร้อมกันในกลุ่มอาการ Waardenburg ที่หายาก ซึ่งพบได้มากในกลุ่ม ชาว Hopiในอเมริกาเหนือ^{[ 62 ]}อัตราการเกิดภาวะผิวเผือกในชาวอินเดียนแดง Hopi ได้รับการประมาณการไว้ที่ประมาณ 1 ใน 200 คน รูปแบบที่คล้ายกันของภาวะผิวเผือกและการสูญเสียการได้ยินพบได้ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น ๆ รวมถึงสุนัขและหนู อย่างไรก็ตาม การขาดเมลานินเพียงอย่างเดียวดูเหมือนจะไม่ใช่สาเหตุโดยตรงของการสูญเสียการได้ยินที่เกี่ยวข้องกับภาวะเม็ดสีผิวต่ำ เนื่องจากบุคคลส่วนใหญ่ที่ขาดเอนไซม์ที่จำเป็นในการสังเคราะห์เมลานินมีการทำงานของการได้ยินปกติ^{[ 63 ]}ในทางกลับกัน การไม่มีเมลาโนไซต์ในสเตรียวาสคูลาริสของหูชั้นในส่งผลให้เกิดความบกพร่องของโคเคลีย^{[ 64 ]}แม้ว่าสาเหตุของเรื่องนี้จะยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ก็ตาม

ในโรคพาร์กินสัน ซึ่งเป็นความผิดปกติที่ส่งผลต่อ การทำงาน ของระบบประสาทสั่งการ มีการลดลงของนิวโรเมลานินในซับสแตนเซียไนกราและโลคัสโคเอรูเลียส อันเป็นผลมาจากการสูญเสียเซลล์ประสาทที่มีเม็ดสีโดปามีนและนอร์อะดรีนาลีนโดยเฉพาะส่ง ผลให้การสังเคราะห์ โดปามีน และนอร์ เอพิเนฟรินลดลง แม้ว่าจะไม่มีรายงานความสัมพันธ์ระหว่างเชื้อชาติกับระดับของนิวโรเมลานินในซับสแตนเซียไนกรา แต่การเกิดโรคพาร์กินสันในคนผิวดำต่ำกว่าคนผิวขาวอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้บางคนเสนอแนะว่าเมลานินในผิวหนังอาจทำหน้าที่ปกป้องนิวโรเมลานินในซับสแตนเซียไนกราจากสารพิษภายนอกได้^{[ 65 ]}

นอกจากภาวะขาดเมลานินแล้ว น้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์เมลานินอาจลดลงได้จากหลายปัจจัย เช่น ความเครียดจากออกซิเดชัน การสัมผัสกับแสง การรบกวนในการเชื่อมโยงกับโปรตีนเมทริกซ์ เมลาโนโซม การเปลี่ยนแปลงค่า pH หรือความเข้มข้นของไอออนโลหะในบริเวณนั้น มีการเสนอว่าน้ำหนักโมเลกุลที่ลดลงหรือการลดลงของระดับการเกิดพอลิเมอร์ของเมลานินในดวงตา อาจทำให้พอลิเมอร์ที่ปกติมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระกลายเป็นสาร ก่ออนุมูลอิสระได้ในสภาวะที่เป็นสารก่ออนุมูลอิสระนั้น มีการเสนอว่าเมลานินมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเกิดและการลุกลามของโรคจอประสาทตาเสื่อมและมะเร็งผิวหนัง [ ^{66 ] รา}ซาจิลีน ซึ่งเป็นยารักษาเดี่ยวที่สำคัญในโรคพาร์กินสัน มีคุณสมบัติในการจับกับเมลานินและคุณสมบัติในการลดเนื้องอกมะเร็งผิวหนัง^{[ 67 ]}

ระดับยูเมลานินที่สูงขึ้นอาจเป็นข้อเสียได้เช่นกัน นอกเหนือจากความเสี่ยงต่อการขาดวิตามินดีที่สูงขึ้นแล้ว ผิวสีเข้มยังเป็นปัจจัยที่ทำให้การกำจัดปานแดง ด้วยเลเซอร์มีความซับซ้อน มากขึ้น โดยทั่วไปแล้วเลเซอร์มีประสิทธิภาพในการรักษาผิวขาว แต่เลเซอร์จะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าในการกำจัดปานแดงในคนเชื้อสายเอเชียหรือแอฟริกัน ความเข้มข้นของเมลานินที่สูงขึ้นในคนผิวสีเข้มจะกระจายและดูดซับรังสีเลเซอร์ ทำให้เนื้อเยื่อเป้าหมายดูดซับแสงได้น้อยลง ในทำนองเดียวกัน เมลานินอาจทำให้การรักษาโรคผิวหนังอื่นๆ ด้วยเลเซอร์ในคนผิวสีเข้มมีความซับซ้อนมากขึ้น

กระและไฝเกิดขึ้นในบริเวณที่มีการสะสมของเม็ดสีเมลานินในผิวหนังอย่างหนาแน่น มักพบในผู้ที่มีผิวขาว

นิโคตินมีความสัมพันธ์กับเนื้อเยื่อที่มีเมลานินเนื่องจากหน้าที่ของสารตั้งต้นในการสังเคราะห์เมลานินหรือการจับกับเมลานินอย่างถาวร มีการเสนอว่านี่เป็นสาเหตุที่ทำให้บุคคลที่มีผิวสีเข้มติดนิโคติน มากขึ้น และเลิกบุหรี่ ได้ช้าลง ^{[ 68 ]}

เซลล์เมลาโนไซต์จะแทรกเม็ดเมลานินเข้าไปในถุง เซลล์พิเศษ ที่เรียกว่าเมลาโนโซมจากนั้นเมลาโนโซมเหล่านี้จะถูกถ่ายโอนไปยัง เซลล์ เคราติโนไซต์ ของ หนังกำพร้าของมนุษย์เมลาโนโซมในแต่ละเซลล์ที่รับจะสะสมอยู่ด้านบนของนิวเคลียสของเซลล์ซึ่งจะช่วยปกป้องดีเอ็นเอ ของนิวเคลียส จากการกลายพันธุ์ที่เกิดจากรังสีไอออนไนซ์ของ รังสี อัลตราไวโอเลต จากดวงอาทิตย์ โดยทั่วไปแล้ว ผู้ที่มีบรรพบุรุษอาศัยอยู่ในภูมิภาคใกล้เส้นศูนย์สูตร เป็นเวลานาน จะมีปริมาณยูเมลานินในผิวหนังมากกว่า ทำให้ผิวของพวกเขาเป็นสีน้ำตาลหรือดำ และปกป้องพวกเขาจากการสัมผัสกับแสงแดดในระดับสูง ซึ่งมักส่งผลให้เกิดมะเร็งผิวหนังในคนผิวขาว มากกว่า ^{[ 69 ]}

ผลกระทบของการสร้างเม็ดสีไม่ได้เป็นประโยชน์เสมอไป การสร้างเม็ดสีทำให้ร่างกายต้องรับภาระความร้อนมากขึ้นในสภาพอากาศร้อน และคนผิวคล้ำจะดูดซับความร้อนจากแสงแดดได้มากกว่าคนผิวขาวมากถึง 30% แม้ว่าปัจจัยนี้อาจถูกชดเชยด้วยการขับเหงื่อที่มากกว่าก็ตาม ในสภาพอากาศหนาวเย็น ผิวคล้ำจะทำให้สูญเสียความร้อนจากการแผ่รังสีมากขึ้น การสร้างเม็ดสียังขัดขวางการสังเคราะห์วิตามินดี อีกด้วย เนื่องจากการสร้างเม็ดสีดูเหมือนจะไม่เป็นประโยชน์ต่อการดำรงชีวิตในเขตร้อนอย่างสมบูรณ์ จึงมีการเสนอสมมติฐานอื่นๆ เกี่ยวกับความสำคัญทางชีววิทยาของมัน เช่น ปรากฏการณ์รองที่เกิดจากการปรับตัวให้เข้ากับปรสิตและโรคเขตร้อน^{[ 70 ]}

มนุษย์ยุคแรกวิวัฒนาการสีผิวเข้มขึ้นเพื่อปรับตัวกับการสูญเสียขนตามร่างกายซึ่งเพิ่มผลกระทบของรังสี UV ก่อนที่จะเกิดภาวะไม่มีขน มนุษย์ยุคแรกอาจมีผิวสีอ่อนอยู่ใต้ขน คล้ายกับที่พบในไพรเมตอื่น ๆ ^{[ 71 ]}มนุษย์ยุคใหม่ทางกายวิภาควิวัฒนาการขึ้นในแอฟริกาเมื่อประมาณ 200,000 ถึง 100,000 ปีที่แล้ว^{[ 72 ]}จากนั้นก็แพร่กระจายไปยังส่วนอื่นๆ ของโลกผ่านการอพยพเมื่อประมาณ 80,000 ถึง 50,000 ปีที่แล้ว ในบางพื้นที่มีการผสมพันธุ์กับมนุษย์โบราณ บางสายพันธุ์ ( นีแอนเดอร์ทาลเดนิโซแวนและอาจรวมถึงสายพันธุ์อื่นๆ) ^{[ 73 ]}มนุษย์ยุคใหม่กลุ่มแรกมีผิวสีเข้มขึ้น คล้ายกับชาวแอฟริกันพื้นเมืองในปัจจุบัน หลังจากการอพยพไปยังเอเชียและยุโรป แรงกดดันในการคัดเลือกสำหรับผิวสีเข้มที่ป้องกันรังสี UV ลดลง ส่งผลให้สีผิวของมนุษย์ในปัจจุบันมีความหลากหลาย จากยีนสองรูปแบบทั่วไปที่ทราบกันว่าเกี่ยวข้องกับผิวสีอ่อนของมนุษย์Mc1rดูเหมือนจะไม่ได้รับการคัดเลือกเชิงบวก^{[ 74 ]}ในขณะที่SLC24A5ได้รับการคัดเลือกเชิงบวก^{[ 75 ]}

เช่นเดียวกับผู้คนที่อพยพไปทางเหนือ ผู้ที่มีผิวขาวที่อพยพไปทางเส้นศูนย์สูตรจะปรับตัวให้เข้ากับรังสีจากแสงอาทิตย์ที่แรงกว่ามาก ธรรมชาติจะคัดเลือกให้มีเมลานินน้อยลงเมื่อรังสีอัลตราไวโอเลตอ่อนลง ผิวของคนส่วนใหญ่จะคล้ำขึ้นเมื่อสัมผัสกับแสง UV ซึ่งช่วยให้ได้รับการปกป้องมากขึ้นเมื่อจำเป็น นี่คือจุดประสงค์ทางสรีรวิทยาของการอาบแดดผู้ที่มีผิวคล้ำซึ่งผลิตยูเมลานินที่ช่วยปกป้องผิวได้มากกว่า จะได้รับการปกป้องจากการถูกแดดเผาและการเกิดมะเร็งผิวหนังชนิดเมลาโนมา ซึ่งเป็นมะเร็งผิวหนังที่อาจถึงแก่ชีวิตได้ รวมถึงปัญหาสุขภาพอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสกับรังสีจากแสงอาทิตย์ ที่รุนแรง เช่น การเสื่อมสภาพของวิตามินบางชนิดเช่นไรโบฟลาวินแคโรทีนอยด์โทโคฟีรอลและโฟเลต^{[ 76 ]}

เมลานินในดวงตา ทั้งในม่านตาและคอรอยด์ช่วยปกป้องดวงตาจากรังสีอัลตราไวโอเลตและแสงที่มองเห็นได้ความถี่สูงผู้ที่มีดวงตาสีฟ้า สีเขียว และสีเทามีความเสี่ยงต่อปัญหาเกี่ยวกับดวงตาที่เกิดจากแสงแดดมากกว่า นอกจากนี้ เลนส์ตาจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองตามอายุ ซึ่งช่วยเพิ่มการป้องกัน อย่างไรก็ตาม เลนส์ตาจะแข็งตัวมากขึ้นตามอายุ ทำให้สูญเสียความสามารถในการปรับโฟกัส ( accommodation) ไปมาก ซึ่งเป็นผลเสียที่อาจเกิดจากการเชื่อมโยง โปรตีนที่เกิดจากการสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต

งานวิจัยล่าสุดชี้ให้เห็นว่าเมลานินอาจมีบทบาทในการป้องกันอื่นนอกเหนือจากการป้องกันแสงแดด^{[ 77 ]}เมลานินสามารถจับไอออนโลหะได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านทางหมู่คาร์บอกซิเลตและหมู่ไฮดรอกซิลฟีนอล ซึ่งมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าลิแกนด์คีเลตที่ทรงพลังอย่างเอทิลีนไดอะมีนเตตระอะซิเตต (EDTA) มาก ดังนั้นจึงอาจทำหน้าที่กักเก็บไอออนโลหะที่อาจเป็นพิษและปกป้องส่วนที่เหลือของเซลล์ สมมติฐานนี้ได้รับการสนับสนุนจากข้อเท็จจริงที่ว่าการสูญเสียของนิวโรเมลานินที่พบในโรคพาร์กินสันนั้นมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของระดับธาตุเหล็กในสมอง

มีหลักฐานสำหรับเฮ เทอโรพอลิเมอร์ที่ มี การเชื่อม โยง ข้ามสูงซึ่งยึดติดด้วย พันธะโควาเลนต์ กับเมลาโนโปรตีน โครงสร้างเมทริก ^ซ์[ 78 ^]มีการเสนอว่าความสามารถของเมลานินในการทำหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับระดับของพอลิเมอไรเซชันหรือน้ำหนักโมเลกุล [ ^{79 ] สภาวะ}ที่ไม่เหมาะสมสำหรับการเกิดพอลิเมอไรเซชันที่มีประสิทธิภาพของโมโนเมอร์ เมลานิน อาจนำไปสู่การก่อตัวของเมลานินที่เป็นสารก่ออนุมูลอิสระที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำกว่า ซึ่งเกี่ยวข้องกับการก่อให้เกิดและการลุกลามของโรคจอประสาทตาเสื่อมและมะเร็งผิวหนัง^{[ 80 ]}เส้นทางการส่งสัญญาณที่เพิ่มการสร้างเมลานินในเยื่อบุผิวเม็ดสีเรตินา (RPE) อาจเกี่ยวข้องกับการลดการกลืนกินส่วนนอกของ เซลล์รูป แท่งโดย RPE ปรากฏการณ์นี้ได้รับการกล่าวถึงบางส่วนว่าเป็นสาเหตุของ การคงอยู่ ของฟอเวียในโรคจอประสาทตาเสื่อม^{[ 81 ]}

เซลล์มะเร็งผิวหนังที่มีเม็ดสีมากจะมีค่า Young's modulusประมาณ 4.93 kPa เมื่อเทียบกับเซลล์ที่ไม่มีเม็ดสีซึ่งมีค่า 0.98 kPa ^{[ 82 ]}ความยืดหยุ่นของเซลล์มะเร็งผิวหนังมีความสำคัญต่อการแพร่กระจายและการเจริญเติบโต เนื้องอกที่ไม่มีเม็ดสีมีขนาดใหญ่กว่าเนื้องอกที่มีเม็ดสี และแพร่กระจายได้ง่ายกว่ามาก เซลล์ที่มีเม็ดสีและไม่มีเม็ดสีมีอยู่ในเนื้องอก มะเร็งผิวหนังทั้งคู่ ดังนั้นทั้งสองชนิดจึงสามารถดื้อยาและแพร่กระจายได้^{[ 82 ]}

ค้นหาคำว่า "เมลานิน"ในวิกิพีเดีย ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

ค้นหาคำว่า leuco formใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมเสรี

• "สเปกตรัมการดูดกลืนแสงของเมลานิน"ภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
• "กระบวนการ เผาผลาญไทโรซีน—เส้นทางอ้างอิง"สารานุกรมยีนและจีโนมแห่งเกียวโตสืบค้นเมื่อ13 มิถุนายน 2024
• "กระบวนการสร้างเม็ดสีเมลานิน"สารานุกรมยีนและจีโนมแห่งเกียวโตสืบค้นเมื่อ13 มิถุนายน 2024