Cơ chế tạo sắc tố trên da cũng thật phức tạp và kì diệu như bao cơ chế sinh học khác mà tự nhiên ban tặng cho con người.

Trước đây Jasmin D’amour đã từng đăng một bài sơ lược về lí do tại sao màu da lại biến đổi theo yếu tố môi trường và các biện pháp cơ bản giúp cải thiện tông da. Bài lần này đi sâu hơn về tìm hiểu quá trình sinh học kì diệu diễn ra trong tế bào mang lại cho da các sắc tố.

Về cơ bản, có 5 thuật ngữ cần quan tâm khi nhắc tới cơ chế tổng hợp sắc tố. Để dễ hình dung, hãy ví các yếu tố này với hoạt động của một doanh nghiệp (hy vọng các độc giả của Jasmin D’amour có hiểu biết về kinh tế cơ bản :))

• Melanocyte: là tế bào sắc tố -> Tưởng tượng giống như một doanh nghiệp có nhiệm vụ sản xuất màu sắc.
• Melanosome: là một cơ quan nội bào nằm bên trong tế bào melanocyte, có chức năng tổng hợp sắc tố (melanin) -> Melanosome là máy móc thiết bị dùng để sản xuất màu sắc
• Tyrosine: là một acid amin nằm trong melanosome, các phản ứng nội bào sẽ biến đổi tyrosine thành sắc tố da (melanin) -> Tyrosine là nguyên liệu được sử dụng để sản xuất màu sắc
• Melanin: là sắc tố da, khối lượng và tỉ lệ các loại melanin đem lại màu sắc khác nhau cho da và tóc. Có hai loại melanin chính: eumelanin cho sắc tố đen nâu; pheomelanin cho sắc tố đỏ vàng -> Melanin là sản phẩm màu sắc
• Dendrites: là các tua của melanocytes, có nhiệm vụ vận chuyển melanosome và melanin tới các tế bào da keratinocytes liền kề -> Dendrites là đội ngũ shipper, giao hàng hoá (melanin) tới khách hàng (keratinocyte) để khách hàng được diện những màu sắc theo nhu cầu.

Chỉ như vậy thôi, bây giờ chúng ta cùng bước vào cuộc hành trình vào các tế bào da xem quá trình hình thành màu sắc của da diễn ra như thế nào!

Da có ba tầng chính: thượng bì (epidermis), hạ bì (dermis) và lớp mỡ dưới da (hypodermis) trong đó quá trình hình thành màu sắc của da diễn ra ở tầng thượng bì

Ở tầng thượng bì, tế bào da keratinocyte đảm nhận chức năng bảo vệ da khỏi tác nhân môi trường, tự động bong ra thành các vẩy da chết khi kết thúc vòng đời, còn melanocyte là tế bào sắc tố đảm nhiệm chức năng kiến tạo màu sắc cho da. Melanocyte nằm ở lớp đáy của tầng thượng bì (basal layer) với tỉ lệ trên keratinocyte là 1:10. Tỉ lệ cũng như số lượng melanocyte thật ngạc nhiên là giống nhau với mọi loại da, cho thấy số lượng melanocyte không phải là yếu tố cấu thành màu da mà quan trọng hơn là các quá trình sinh hoá diễn ra bên trong nó.

Bên trong melanocyte có các cơ quan nội bào mang tên melanosome đảm nhận việc tổng hợp sắc tố melanin. Melanosome có hai loại: eumelanosome dạng hình elip sản sinh eumelanin, còn pheomelanosome dạng hình cầu sản sinh pheomelanin.

Bên trong melanosome, sự tổng hợp melanin diễn ra với amino acid mang tên tyrosine được biến đổi thành sắc tố melanin. Tyrosine có thể được biến đổi thành eumelanin, sắc tố đen nâu hoặc pheomelanin, sắc tố đỏ vàng thông qua các phản ứng sinh hoá phức tạp.

Loại melanin, số lượng melanin và số lượng melanosome sẽ quyết định màu da. Nghiên cứu cho thấy một thông tin bất ngờ nữa là số lượng pheomelanin ở các màu da khác nhau là giống nhau, vậy nên số lượng eumelanin mới là yếu tố tiên quyết quyết định tỉ lệ melanin trên da và tạo ra màu da.

Melanin được vận chuyển tới các tế bào da (keratinocyte) liền kề thông qua các tua (dendrites) của tế bào sắc tố melanocyte

Khi thâm nhập vào keratinocyte, các sắc tố melanin sẽ tụ tập trên đầu hạt nhân trong tế bào da đem lại các màu sắc đa dạng cho các tế bào da. Đến đây, quá trình kết thúc.

Melanin đảm nhiệm vai trò hấp thụ tia UV từ môi trường, bảo vệ hạt nhân khỏi sự tấn công của tia này, trong đó eumelanin chống UV hiệu quả hơn so với pheomelanin. Tác động của tia UV có thể khiến cấu trúc DNA trong tế bào bị xáo trộn hoặc phá vỡ, gây ra nguy cơ bị ung thư da. Đó là lí do sắc tố eumelanin trên da được tăng cường khi chúng ta phơi da ngoài nắng gắt trong thời gian dài, gây ra hiện tượng sạm da.

Tóm tắt đơn giản quá trình tổng hợp sắc tố trên da (melanogenesis)

Melanosome, một cơ quan bên trong tế bào sắc tố melanocyte chịu trách nhiệm sản sinh sắc tố. Tyrosine bên trong melanosome trải qua quá trình biến đổi thành sắc tố da melanin. Melanin sau đó được vận chuyển vào tế bào da kertinocyte, tụ tập trên đầu hạt nhân và đem lại sắc tố cho tế bào da. Tỉ lệ, khối lượng, sự phân bố của melanin là yếu tố quyết định màu sắc của da và tóc.

Tóm tắt theo ngôn ngữ kinh doanh: doanh nghiệp (melanocyte) có máy móc thiết bị (melanosome) dùng để sản xuất sản phẩm (melanin). Máy móc sử dụng nguyên liệu đầu vào (tyrosine) để làm ra sản phẩm. Sản phẩm sau đó được vận chuyển bởi shipper (dendrites) tới khách hàng (keratinocyte) theo nhu cầu của khách hàng.

Nguồn tham khảo

Gif minh hoạ được trích từ video https://www.youtube.com/watch?v=VC0TL_lYLm8

Tài liệu ‘dễ đọc’ về cơ chế hình thành sắc tố: http://www.justaboutskin.com/2014/04/pigmentation-process/

Tài liệu học thuật về cơ chế hình thành sắc tố: https://biologiedelapeau.fr/spip.php?article7 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3834696/