Hudpigment oskadliggör solens UV-strålar via projektiler

Hudpigmenten omvandlar UV-strålningen till värme genom en blixtsnabb kemisk reaktion som skjuter iväg protoner ur pigmentens molekyler, har forskare vid bland annat Lunds universitet visat. På så sätt skyddar hudens pigment kroppen från solens farliga UV-strålning.

Forskare från Lunds universitet har tillsammans med kollegor i Frankrike och Italien studerat hudens pigment och dess byggstenar. Pigment i både hud och hår består av två olika melanin: eumelanin och pheomelanin. Eumelaninet gör att vi blir solbruna och ger färg till brunt och svart hår, medan rödhåriga personer med ljus hy istället har mycket pheomelanin.

– Vi fann att eumelanin omvandlar farlig UV-strålning till värme med nära 100 procents effektivitet. Den kemiska reaktionen går oerhört snabbt, på mindre än en tusendel av en miljarddels sekund, säger Villy Sundström, kemiprofessor vid Lunds universitet.

DET SOM I DETALJ HÄNDER vid den kemiska reaktionen är att en vätejon sparkas ut från pigmentet i samma ögonblick som UV-ljuset når pigmentmolekylen. Man skulle kunna likna händelseförloppet vid att melaninet gör sig av med UV-ljusets energi genom att mycket snabbt skjuta iväg en protonprojektil. Denna projektil gör i sin tur av med energin till omgivande membranvävnad i form av värme och har därmed omvandlat farlig UV-energi till ofarlig värme.

– På detta sätt desarmerar pigmentet energin i UV-ljuset och förhindrar att den orsakar skadliga kemiska reaktioner, säger Villy Sundström.

EUMELANIN ANSES VARA DET PIGMENT SOM SKYDDAR mot UV-strålning medan pheomelanin tros på något sätt ge upphov till hudcancer, vilket är förklaringen till att rödhåriga personer har större tendens att få malignt melanom. Men forskarna har hittills inte haft någon kunskap om vilka kemiska reaktioner som UV-ljuset orsakar i pigmenten. Därmed har man hittills också saknat inblick i de pigmentprocesser som leder till skyddseffekt respektive sjukdomstillstånd.

– Genom att förstå hur naturen skyddar sig mot UV-ljus kan vi utveckla nya bättre solskyddsprodukter som bygger på samma principer och därmed få ett bättre skydd mot exempelvis hudcancer, säger Villy Sundström.

Tanken är också att man, för människor med bristfällig produktion av eumelanin, på sikt skulle kunna hitta behandlingsmetoder och substanser som ersätter det naturliga pigmentet. Eumelanin byggs upp av två snarlika byggstenar, men det är bara den ena som ger upphov till skyddseffekten. Det visar att den är mycket specifik; det handlar om små skillnader i byggstenarnas kemiska struktur. Denna insikt kan vara viktig vid utveckling av substanser för behandling och som skyddsprodukter.

Text: Lena Björk Blixt

Publicerad: 2014

Illustration: Catrin Jakobsson

Fakta

När UV-ljus leder till malignt melanom

Hudcancer ökar snabbast av alla cancersjukdomar. De flesta melanomfall anses bero på brännskador från solning och solarier. Andra riskfaktorer är att vara ljus och rödlätt samt att ha många födelsemärken. Ärftlighet spelar in i vissa fall: mellan fem och tio procent av alla fall av malignt melanom anses ha en ärftlig bakgrund. Omkring 3 300 nya fall av malignt melanom inträffar varje år, och över 500 patienter dör av att cancern spridit sig till andra organ. Om sjukdomen upptäcks tidigt är den dock mycket lätt att bota. Bättre skydd mot UV-strålning samt tidigare upptäckt skulle därför minska dödligheten betydligt.

Figurtext

I vår hud finns färgpigmentet melanin och ju brunare din hud är desto mer melanin har du. Melaninet skyddar oss från det energirika UV-ljuset genom att omvandla den farliga ljusenergin till ofarlig värme. Vad som händer när UV-ljusets energi når melaninmolekylen är att melaninet mycket snabbt göra sig av med en vätejon, en proton, som skjuts iväg likt en projektil. Denna projektil gör i sin tur av med energin till omgivande membranvävnad i form av värme.