Кожа моряка
Чем же столь опасен ультрафиолет, что людям понадобилось от него защищаться? Вопрос этот совсем не прост. Все мы по себе знаем, что солнечный свет может обжигать. В течение XIX века ученые, экспериментировавшие с ультрафиолетом, испытали на себе, насколько это излучение вредно для глаз, и убедились, что именно оно — а конкретно ультрафиолет B — вызывает кожные ожоги.
В конце XIX столетия немецкий врач Поль Герсон Унна предположил, что существует связь между пребыванием на солнце и риском рака кожи. Предраковое состояние кожи даже получило название Seamans haut (кожа моряка) из-за распространенности у работников барж, матросов, рыболовов — представителей профессий, которым приходилось часто и подолгу находиться на солнце.
В начале XIX века к аналогичным выводам пришел француз Уильям Дюбрей. Изучая случаи рака кожи у работников виноградников области Бордо, он обнаружил, что этот страшный недуг встречается у сельских жителей гораздо чаще, чем у городских. Он также обратил внимание, что поражения кожи возникали на тех участках, которые больше всего подвергались действию солнечного света, — на лице, шее и руках.
Спустя много лет Г. М. Финдли убедился, что облучение ртутной кварцевой лампой вызывает рак кожи у мышей. Опухоли развивались у грызунов и при облучении солнечным светом. Да, солнце может быть недобрым. Новообразования (карциномы и саркомы) формировались у животных на участках тела, содержащих меньше волос — ушах, веках, хвосте, специально обритых областях. Спустя пару лет удалось выяснить и наиболее онкоопасный диапазон: 290–320 нм, т.е. ультрафиолет-B.
Интенсивное облучение ультрафиолетом (особенно в раннем возрасте) приводит к меланоме, а хроническое — к двум видам карциномы. Основной фактор — мутагенное действие ультрафиолета, прежде всего типа B. Сейчас мы знаем, что ультрафиолет вызывает мутации и разрывы ДНК и может приводить к гибели клеток.
А еще исследователи обратили внимание, что злокачественные кожные опухоли гораздо чаще возникали у обладателей светлой кожи, чем у темнопигментированных людей, и очень часто — у европейцев, живущих в тропических широтах.
Дерматолог Е. Молсворт указывал на крайнюю распространенность базальноклеточной карциномы кожи среди европейцев в Австралии по сравнению с Англией и обращал внимание, что обычно данная патология встречается у бледных, неспособных загорать людей. Рак кожи чаще поражал блондинов, нежели брюнетов, и очень редко встречался у африканцев. Американский дерматолог Джей Фрэнк Шамберг писал, что, хотя через его руки прошли тысячи случаев рака кожи, лишь в одном из них опухоль поразила «небелого» (мулата). Другой американский врач, Е. С. Лэйн, сообщал, что ни разу не встречал рака кожи у индейца, а аргентинец Роффо утверждал, что все известные ему случаи рака кожи касались иностранцев или семей мигрантов, но не цветных. В Техасе белые умирали от рака кожи в пять раз чаще, чем темнокожие.
Частота меланомы (на 100 000 чел.) в США, 2007–2011 годы
Позднее удалось показать, что частота рака кожи в США хорошо коррелирует с географической широтой. И еще один интересный факт: рак кожи у африканцев часто появлялся на ладонях и стопах — участках, где пигментация минимальна.
В конце 1930-х годов американские врачи Гарольд П. Раш и Карл А. Бауманн провели очередную серию опытов по облучению мышей ультрафиолетом. Они обнаружили, что после нескольких месяцев облучения опухоли возникли у 60–80% альбиносов, но лишь у 36% «черных» мышей, причем последним потребовалось для этого больше времени. Авторы писали, что результат «согласуется с низкой встречаемостью рака кожи у негров».
Итак, по мнению многих ученых, именно защита от злокачественных опухолей — причина темного цвета кожи у человеческих популяций, живущих вблизи экватора. Или нет? Вы уже обрадовались простому и убедительному объяснению? Я тоже. Но у этих неугомонных ворчунов-ученых все не слава богу. И это хорошо! Красота идей не должна нас ослеплять. Гипотеза прекрасна… однако мы вслед за скептиками найдем в ней серьезные изъяны, и придется придумывать что-то получше.
Что известно ученым про пигментацию кожи?
Цвет человеческой коже придает пигмент меланин — органическое вещество, которое образуется в результате окисления аминокислоты тирозина. Надо сказать, что меланины встречаются у самых разных живых организмов и выполняют массу функций. Например, чернильная туча, которую выпускает каракатица, тоже содержит меланин.
В человеческих покровах встречается два типа меланина — эумеланин и феомеланин. Эумеланин — коричневый или черный, и именно он делает кожу, волосы и глаза темными. Важное свойство эумеланина — способность поглощать и рассеивать ультрафиолет, а также видимый свет.
Феомеланин — красновато-желтый. Когда в волосах его много, а эумеланина мало, получается рыжий цвет; этот же пигмент отвечает за окраску веснушек. Кстати, у орангутанов шерсть рыжеватая по той же причине, что и у рыжих людей, — в их волосах преобладает пигмент феомеланин.
Наиболее пигментированные части человеческого тела — губы, соски, гениталии — приобретают свой цвет за счет сочетания эумеланина и феомеланина.
Меланин вырабатывается пигментными клетками — меланоцитами, находящимися в наружном слое кожи — эпидермисе. Синтез меланина происходит в специальных органеллах — меланосомах, которые по отросткам пигментных клеток попадают в клетки эпидермиса — кератиноциты и распределяются в них. Цвет кожи зависит не только от числа меланосом, но и от их размеров, насыщенности меланином и распределения. В темной коже меланосомы крупные, содержат больше меланина и рассредоточены, в светлой — гораздо более мелкие и часто собираются в скопления — кластеры, окруженные мембраной.
Что еще сказать? Синтез меланина определяется множеством генов, регулируется гормонально, зависит от возраста и — как вы догадываетесь — от интенсивности ультрафиолетового излучения. Под его действием возрастает активность меланоцитов, которые синтезируют больше меланина, и появляется загар. Про меланин в волосах я сказал очень мало, а про цвет наших глаз вообще забыл, да? Потерпите, пожалуйста.
