La couleur de la peau chez l’homme est principalement due à la production de mélanine, des polymères de tyrosine ozidisée qui forment des granules de couleur foncée dans la peau. La mélanogenèse est la production de mélanine par des cellules spécialisées appelées mélanocytes. Ces cellules sont situées dans la peau, les cheveux et les yeux. L’enzyme qui intervient dans la production de ce pigment est un type de polyphénol oxydase connu sous le nom de tyrosinase.
Les mélanocytes dans lesquels a lieu la production de mélanine sont principalement situés au niveau basal de l’épiderme, ou couche cutanée. Environ 5 à 10 % des cellules de cette couche de la peau sont des mélanocytes. La mélanogénèse se déroule tout le temps à un niveau de fond, ou basal. Il peut également être activé par le rayonnement ultraviolet (UV) du soleil.
Les personnes à la peau claire, comme celles d’origine nord-européenne, ont un faible niveau basal de mélanogenèse. Ils sont sujets aux dommages cutanés dus au soleil en raison de leur manque de mélanine. Les personnes à la peau plus foncée produisent des niveaux de pigment beaucoup plus élevés et ont un degré de protection naturelle beaucoup plus élevé contre le soleil. Ces différences de couleur de peau sont en corrélation avec la susceptibilité au mélanome cancéreux de la peau et on pense qu’elles proviennent de l’évolution de leurs ancêtres dans des zones avec différentes quantités de lumière solaire et de rayonnement UV.
Il peut y avoir des avantages à avoir un faible niveau de mélanogenèse. Des niveaux élevés de mélanine interfèrent avec l’absorption des rayons UV nécessaires à la production de composés importants tels que la vitamine D. De faibles niveaux de vitamine D peuvent entraîner une série de problèmes différents. De tels niveaux de mélanine, cependant, protègent contre la dégradation de l’acide folique. De faibles niveaux de ce composé peuvent entraîner des malformations congénitales.
Le processus de mélanogenèse implique l’enzyme tyrosinase, qui introduit un atome d’oxygène sur le groupe phénolique de l’acide aminé tyrosine. Il en résulte la présence d’un groupe hydroxyle (OH) sur le phénol. L’enzyme effectue alors une seconde réaction en ajoutant un autre groupe hydroxyle adjacent au premier. Ceux-ci sont ensuite oxydés en quinones, des composés oxygénés instables dépourvus de molécule d’hydrogène. Les quinones continuent de réagir les unes avec les autres pour générer la mélanine pigmentée sombre, qui s’accumule ensuite en granules.
La mélanogénèse est contrôlée par plusieurs mécanismes. Elle est sous contrôle hormonal car les peptides activent un récepteur. Un certain nombre d’autres molécules peuvent stimuler la production de mélanine, notamment la toxine cholérique, les métabolites de la vitamine D et les dérivés de l’acide rétinoïque. Lorsque l’irradiation UV endommage l’ADN de la peau, l’un des produits de dégradation de l’ADN peut également déclencher ce processus.