ทำอย่างไรให้ผิวขาวกระจ่างใส เมลานินคืออะไร หน้าที่ เม็ดสีผิว (Melanin) สารลดเมลานิน
เมลานิน (Melanin) หรือ เม็ดสีผิว ในความหมายในภาษากรีก แปลว่า สีดำ แต่ในความเป็นจริงแล้วเมลานินเป็นรงควัตถุทางธรรมชาติที่มีมวลโมเลกุลสูง พบได้ในสิ่งมีชีวิตซึ่งมีทั้งสีดำ สีน้ำตาล และสีเหลือง เกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันโดยใช้เอนไซม์ (enzymatic oxidation) ของฟีนอล
เมลานินสามารถพบได้ในผักผลไม้หลายชนิด เช่น กล้วย องุ่น เห็ด แอปเปิล เป็นต้น หลังจากเกิดการช้ำหรือเกิดแผลบริเวณเปลือกจะเกิดเมลานินขึ้น ซึ่งจะสังเกตเห็นเป็นสีน้ำตาลหรือสีคล้ำขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อเวลาผ่านไป ทั้งนี้ เป็นผลมาจากเอนไซม์ฟีนอเลส (phenolase) และเอนไซม์พอลิฟีนอลออกซิเดส (polyphenoloxidase) ที่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน และเข้าย่อยสลายสารประกอบฟีนอลิค (phenolic compound) ให้เล็กลงจนได้เป็นเมลานิน ตามมา ซึ่งเรียกปฏิกิริยานี้ว่า ปฏิกิริยาการเกิดสีน้ำตาลจากเอนไซม์ (enzymatic browning reaction)
เมลานินมีคุณสมบัติต้านทานต่อการย่อยสลายด้วยกรดที่มีความเข้มข้นสูง รวมทั้งถูกออกซิไดส์ได้ด้วยสารฟอกขาว นอกจากนี้ยังพบว่า เมลานินเป็นสารประกอบเชิงซ้อนทางชีวภาพ (biopolymer) ที่มี free radical ที่คงที่ (stable) และยังเป็นสารต้านอนุมูลอิสระอีกด้วย เนื่องจากมีคุณสมบัติที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ
ในปัจจุบันมีการใช้เมลานินในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางต่าง ๆ ได้แก่ ครีมนวดผมที่มีเมลานินเป็นส่วนผสม เพื่อปกป้องเส้นผมจากสิ่งแวดล้อม รวมถึงมีใช้เมลานินเป็นส่วนผสมในเทนนิ่งโลชั่นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของโลชั่น และเลนส์ถนอมสายตาเคลือบด้วยเมลานินช่วยปกป้องดวงตาจากอันตรายจากแสงอาทิตย์
ชนิดเมลานิน
1. ยูเมลานิน (Eumelanin)
ยูเมลานินมีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบ มีสีดำ และเกิดในสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรสัตว์ พืช เกิดจากสาร ได้แก่ Tyrosine, Dopa (3,4-dihydroxy pheny lanine), Dopamine (3,4-dihydroxy phene thylamine) และ Tyramine เป็นต้น ตัวอย่างโดยทั่วไปของเมลานินประเภทนี้ คือ รงควัตถุในผิวหนังของมนุษย์ เส้นผมสีดำ ขนนก มะเร็งชนิดเมลาโนมา และน้ำหมึกสีดำของปลาหมึก โดยยูเมลานินแบ่งเป็น 2 แบบ คือ
– ยูเมลานินสีดำและยูเมลานินสีน้ำตาล ยูเมลานินสีดำจะให้สีดำเมื่อมีเม็ดสีนี้มาก และให้สีเทาถ้ามีปริมาณน้อย
– ยูเมลานินสีน้ำตาลจะทำให้เส้นผมมีสีน้ำตาลเมื่อมีปริมาณมาก แต่ถ้าน้อยจะเป็นสีน้ำตาลอ่อนหรือสีบรอนด์ ยูเมลานินสีน้ำตาลจะพบมากในชาวยุโรป
2. ฟีโอเมลานิน (Phaeomelanin)
ฟีโอเมลานินมีไนโตรเจน และซัลเฟอร์เป็นส่วนประกอบ พบในเส้นผมสีแดงและสีขนของไก่เกิดจากทั้ง Tyrosine และ Cysteine ยูเมลานินและฟีโอเมลานินประกอบด้วยเคโรทีนอยด์ (Carotenoid) เป็นส่วนประกอบหลักในโทนสีของขนนกแต่ทว่ายูเมลานินจะกระจายอย่างแพร่หลายทั่วเนื้อเยื่อต่าง ๆ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์อื่น ๆ ในขณะที่ฟีโอเมลานินจะมีจำกัดแค่ในผม ขน หรือกระ และพบว่า ฟีโอเมลานินจะมีจำกัดแค่ในธรรมชาติจากการเปลี่ยนแปลงของยูเมลานิน ฟีโอเมลานินเกิดจากการทำปฏิกิริยาของCysteine ด้วย Dopaquinone และฟีโอเมลินเป็นผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบที่เกิดโดยเอนไซม์ (enzymatic oxidation) ของ Tyrosine
ทั้งนี้ ยูเมลานิน มีลักษณะเป็นพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างไม่แน่นอน และมักเกิดจากการรวมกันกับโปรตีน ปกติแล้วยูเมลานินไม่ละลายในตัวทำละลายเกือบทุกตัว แต่จะละลายได้ในด่าง การแยกเมลานินออกจากสารประกอบอื่น ๆ ในสิ่งมีชีวิตนั้นทำได้ยาก ตามความเป็นจริงแล้วการแยกเมลานินมักใช้การทำละลายและการดึงสารประกอบอื่น ๆ ออกไป นอกจากนี้ ยังยากต่อการบอกว่าเมลานินที่ได้บริสุทธิ์หรือไม่ เนื่องจากโครงสร้างที่ไม่แน่นอนของเมลานิน แต่ยังสามารถใช้คำว่า บริสุทธ์กับเมลานินที่แยกออกมาได้ ความก้าวหน้าเกี่ยวกับการอธิบายโครงสร้างของเมลานินเป็นไปอย่างเชื่องช้า
การค้นพบเกี่ยวกับสารต้นกำเนิดลสารมัธยันตร์ (intermediate) บางตัวของปฏิกิริยาการเกิดเมลานินก่อนที่จะพบโครงสร้างของเมลานิน วิธีการที่ดีที่จะทำให้ทราบโครงสร้างของเมลานินได้จากการศึกษากระบวนการสร้างเมลานิน (melnogenesis) ที่ทราบสารตั้งต้น ยกตัวอย่าง เช่น ปฏิกิริยาออกซิเดชันภายใต้สภาวะที่แน่นอนภายนอกร่างของสิ่งมีชีวิตของสาร Tyrosine และ Dopa ทำให้เกิดสารที่มีลักษณะเป็นพอลิเมอร์สีดำ เรียกว่า เมลานินสังเคราะห์ (synthetic melanin) อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าจะสามารถศึกษาโครงสร้างและการเกิดเมลานินจากเมลานินสังเคราะห์ และเมลานินทางธรรมชาติมีความเหมือนกับเมลานินสังเคราะห์เป็นส่วนใหญ่ แต่ก็ไม่อาจพิสูจน์ได้อย่างแน่ชัดว่าเหมือนกันทุกประการ ยิ่งไปกว่านั้นยังไม่มีวิธีการทดสอบเพื่อบ่งชี้เมลานินที่เป็นที่น่าพอใจ วิธีการทดสอบทางเคมีที่เคยใช้กันได้แก่ รงควัตถุสีดำนั้นไม่ละลายในตัวทำละลายเกือบทุกตัว กระบวนการฟอกสี (decolorization) ด้วย Hydrogen peroxide และการรีดิวซ์ซิลเวอร์ไนเตรท
โครงสร้างของเมลานิน
โครงสร้างทางเคมีของเมลานินยังไม่มีรูปแบบที่ชัดเจน แต่ได้มีผู้นำเสนอโมเดลโครงสร้างพื้นฐานของเมลานินที่แตกต่างออกไป โดยโครงสร้างพื้นฐานนั้นจะประกอบไปด้วย Dihydroxyindole (DHI) ซึ่งเชื่อมต่อด้วยพันธะโควาเลนซ์ สำหรับโมเดลโครงสร้างแบบแรกถูกนำเสนอ โดย Mason ซึ่งแสดงให้เห็นว่า DHI เชื่อมต่อกันที่ตำแหน่ง 2,3 หรือตำแหน่งที่ 4 และ 7
อย่างไรก็ตาม Nicolus ได้นำเสนอโมเดลรูปแบบของเมลานินที่แตกต่างออกไปซึ่งตำแหน่งของโมโนเมอร์จะเชื่อมต่ออย่างอิสระ โดยลักษณะพื้นฐานของรูปแบบโมเดลของ Nicolus คือ ความคงทนของพันธะโมเลกุล ซึ่ง Dihydroxyindole สามารถเชื่อมต่อที่ตำแหน่งต่าง ๆ ได้แก่ 2, 3, 4 และ 7 รวมถึงยังสามารถรักษารูปแบบให้มีความเสถียรบนพันธะโมเลกุลนี้ได้ นอกจากนี้ Polymer ที่ปรากฏจะยึดเกาะอยู่บนหมู่ Indolic ซึ่งอาจยึดเกาะอยู่กับหมู่ Indolic ก่อนการสังเคราะห์รวมถึงอาจเกาะอยู่บนหมู่ Pyrolic โดยการเติม Heterogeneite ในระบบ
สำหรับโมเดลรูปแบบของเมลานินของ Nicolus ถูกยอมรับอย่างแพร่หลาย แต่อย่างไรก็ตามยังมีโมเดลรูปแบบของเมลานินที่แตกต่างออกไป โดยในโมเดลรูปแบบของ Zajac และคณะ ได้นำเสนอ Oligomer ที่อยู่ในรูปของ Planar ในโครงสร้างของ Macrocyclic ที่ซึ่งเกิดการซ้อนกันขึ้นโดย Planar Oligomer เกิดการซ้อนกันด้วยแรงระหว่างพันธะ Van der Waal ที่ทำให้เกิดชั้นซึ่งห่างกันประมาณ 3.4 A• ซึ่งทำให้ส่วนที่เหลืออยู่ในตำแหน่งที่ผิดไปจึงเป็นปัจจัยทำให้พอลิเมอร์มีลักษณะเป็นอสัณฐาน (Amorphous)
สำหรับ DHI เกิดขึ้นจากการ Oxidation ที่ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของค่า pH โดยค่า pH ที่ต่ำจะเกิดกระบวนการ Oxidation แล้วเปลี่ยนเป็น Hydroquinone ในทางกลับกันที่ pH สูงจะเกิดกระบวนการ Oxidation แล้วเปลี่ยนเป็น Quinone โดยสามารถอธิบายได้ว่าการเกิด Oxidation ที่ขึ้นอยู่กับค่าของ PH นั้น ขึ้นอยู่กับว่าตัวของ Melanin เองจะเป็นรับหรือให้ Electron
ในธรรมชาติแล้ว เมลานินประกอบด้วยโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งอาจมีโปรตีนและไอออนของโลหะปะปนอยู่ ส่วนในการสังเคราะห์เมลานินนั้น เมลานินถูกสังเคราะห์จากสารละลาย Dopa ซึ่งให้ลักษณะโครงสร้างที่มีคุณสมบัติที่ดี โดยพบว่า เมลานินที่พบตามธรรมชาติและเมลานินที่ได้จากการสังเคราะห์นั้นมีโครงสร้างที่ใกล้เคียงกันซึ่งข้อแตกต่างเพียงเล็กน้อยคือ มีโปรตีนหรือส่วนประกอบของสารอินทรีย์ซึ่งเหลืออยู่จากกระบวนการสร้างเมลานินตามธรรมชาติ อีกส่วนหนึ่งที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดระหว่างเมลานินที่ได้จากธรรมชาติกับเมลานินที่ได้จากการสังเคราะห์ คือ ค่าของการนำไฟฟ้า โดยเมลานินที่ได้จากการสังเคราะห์มีค่าการนำไฟฟ้าที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเมลานินที่ได้จากธรรมชาติ ซึ่งสาเหตุสำคัญที่ทำให้เมลานินจากธรรมชาติมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ต่ำลงเนื่องจากโปรตีนที่อยู่ในสายของพอลิเมอร์นั่นเอง
การทำงาน และหน้าที่ของเมลานิน
หลายปีที่ผ่านมามีงานวิจัยต่าง ๆ มากมายได้มุ่งเน้นศึกษาบทบาทหน้าที่ของเมลานินซึ่งไม่สามารถอธิบายบทบาทหน้าที่ของเมลานินได้อย่างชัดเจน โดยเมลานินสามารถพบได้ตามร่างกายในส่วนของผิวหนังละเม็ดเลือดซึ่งไหลผ่านเข้าไปในระบบประสาท แต่บทบาทหน้าที่ของเมลานินในร่างกายนั้น ยังไม่สามารถอธิบายได้อย่างชัดเจน อย่างไรก็ตามบทบาทหน้าที่ของเมลานินที่เห็นได้ชัดเจนคือการปกป้องรังสีจากแสงแดด โดยเมลานินอยู่ในเมลาโนโซมขนาดใหญ่ และสามารถดูดซับแสงแดดที่มีความเข้มในระดับรังสี UV ได้ ด้วยเหตุนี้จึงมีข้อสันนิษฐานว่าทำไมคนเชื้อชาติ Caucasine ถึงมีแนวโน้มที่เป็นโรคมะเร็งมากกว่าคนเชื้อชาติ Negroid และ Mongoloid เนื่องมาจากคนเชื้อชาติทั้งสองมีเมลานินซึ่งถูกสร้างขึ้นภายในเซลล์เมลาโนโซมซึ่งช่วยดูดซับแซงแดดในช่วงดังกล่าว สำหรับการดูดซับแซงแดดในช่วงดังกล่าวเกิดขึ้นเนื่องจากการเชื่อมต่อของสายพอลิเมอร์ซึ่งเชื่อว่าเป็นหมู่ฟังก์ชันของคาร์บอนิลที่เกาะอยู่บนโครงสร้างของ Quionone ที่เป็นหน่วยโมโนเมอร์ตัวหนึ่ง นอกจากนี้ บทบาทของเมลานินในผิวหนังของมนุษย์ยังช่วยป้องกันนิวคลีไอของเซลล์ผิวหนังชั้นในจากรังสีที่มาจากดวงอาทิตย์ซึ่งอาจรวมถึงดวงตาของมนุษย์อีกด้วย แต่ระบวนการป้องกันดังกล่าวยังไม่สามารถอธิบายได้อย่างชัดเจน
อย่างไรก็ตามผู้คนส่วนใหญ่มีความเข้าใจว่าบทบาทหน้าที่ของเมลานินมีเพียงการปกป้องรังสีจากแสงอาทิตย์ แต่อีกบทบาทหน้าที่หนึ่งของเมลานินคือ เป็นตัวควบคุมอุณหภูมิซึ่งทำหน้าที่ดูดซับแสงอาทิตย์และเปลี่ยนไปอยู่ในรูปแบบของพลังงานความร้อน เช่น ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมความร้อนจะกระจายตัวระหว่างขนและเส้นเลือดฝอย เป็นต้น เมลานินยังมีคุณลักษณะทางโครงสร้างที่แข็งแรงที่เชื่อมต่อ (Cross-linking) กับสายของโปรตีนโดยเมลานินเป็นตัวที่สนับสนุนทางกลไกความแข็งแรงและอาจจะช่วยปกป้องสายโปรตีนจากการย่อยสลายอีกด้วย นอกจากนี้เมลานินยังมีรูปแบบของการเกาะกันของโมเลกุล (Chelating properties) ที่มีคุณสมบัติเป็นไอออนบวกซึ่งให้กับหมู่คาร์บอกซิลและยังกำจัดโปรตอนในหมู่ฟังก์ชันของไฮดรอกซิลอีกด้วย
เมลานินเปลี่ยนแปลงมาจากกรดอะมิโน ไทโรซีน (tyrosine) ซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่จำเป็นในร่างกาย โดยไทโรซีนจะเปลี่ยนเป็น “Dopa” (3,4-dihydroxypheny-lalanine) โดยการกระตุ้นของเอนไซม์ tyrosinase ซึ่งมีทองแดงเป็นองค์ประกอบ Dopa จะถูกออกซิไดส์เป็น Dopa quinine ซึ่งสารตัวนี้จะผ่านกระบวนการออกซิเดชัน (Oxidation) และขบวนการโพลีเมอร์ไรซ์เซชั่น (Polymerization) ก่อนที่จะกลายเป็นเมลานิน
การสร้าง eumelanin จะต้องมีปัจจัยทางชีวเคมีอย่างน้อย 4 อย่างคือ สารตั้งต้นไทโรซีนต้องอยู่ในสภาพอิสระ ความเข้มข้นของเอนไซม์ tyrosinase สูง ต้องมีสารรีดิวซ์เพื่อเริ่มกระตุ้นไทโรซีน และจะต้องไม่มีตัวยับยั้งในกระบวนการสร้างเมลานินหรือตัวที่เข้ามาแข่งขัน ในปัจจัยจะมียีนควบคุมซึ่งจะมีผลให้เกิดการสร้าง emelanin ในเซลล์ และทำให้เกิดสีดำขึ้นที่ผิว
การสร้างเม็ดสีเมลานินประกอบด้วย 3 ขั้นตอน คือ สายโพลีเปปไทดที่มีกรดอะมิโนไทโรซีนมากจะถูกสังเคราะห์ที่เอ็นโดพลาสมิค เรคติคูลัม (endoplasmic recticulum) จากนั้น จะถูกส่งผ่านบริเวณกอลใจ (Golgi region) เข้าในถุงซึ่งภายในมีลักษณะเป็นกลีบ เรียกโครงสร้างนี้ว่า premelanosomes ในขณะเดียวกันเอนไซม์ tyrosinase ถูกสังเคราะห์พร้อมกันไปด้วย ในขั้นสุดท้ายจะมีการสังเคราะห์เมลานิน และเริ่มสะสมเมลานินในเม็ด (granule) ที่มีเอนไซม์ tyrosinase จะเรียกว่า melanosome ผลสุดท้ายในการสร้างเมลานินจะได้เม็ดเมลานิน (melanin granule) ที่ปราศจากเอนไซม์ Zimmerman
กระบวนการสังเคราะห์ และผลิตเมลานิน (Melanin Formation)
เมลานิน (melanin) ถูกสร้างมาจากเซลล์ที่เรียกว่า เมลานไซท์ (melanocyte) ซึ่งอยู่บริเวณชั้นผิวหนังกำพร้าส่วน stratum basale เมลานินจะบรรจุอยู่ใน melanosome ซึ่ง melanosome นี้จะสามารถกระจายตัวไปยังเซลล์อื่นๆ ของชั้นผิวหนัง เช่น keratinocyte การกระจายตัวของเมลานินไปในผิวหนังของแต่ละคนจะแตกต่างกัน ซึ่งส่งผลให้สีผิวมีระดับความขาว – คล้ำที่แตกต่างกันออกไป
ในธรรมชาติ Eumelanin เกิดจากกระบวนการออกซิเดชันในกรดอะมิโนของ Tyrosine ด้วยเอนไซม์ Tyrosinase และภายหลังเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นขึ้นเอง (Auto-oxidation) เป็น Dopa ในภายหลัง โดยในขั้นตอนแรก Tyrosine เกิดจากการออกซิไดซ์เป็น Dopa ด้วนเอนไซม์ Tyrosinase หลังจากนั้นกระบวนการออกซิเดชันเปลี่ยน Dopa ให้เป็นเมลานิน เมื่อ Dopa ถูกออกซิไดซ์เปลี่ยนไปอยู่ในรูปของ Quinone ซึ่งมีความไวต่อปฏิกิริยาในโมเลกุลได้ง่าย ซึ่งภายใต้ปฏิกิริยา Micheal addition ส่งผลลัพธ์ให้มันเปลี่ยนแปลงไปสู่ Dopachrome โดยการเปลี่ยนแปลงสู่ Dopachrome นั้นเกิดจากปฏิกิริยาของ Tautomerisation จาก Leacodopachrome ซึ่งสุดท้ายแล้วเกิดกระบวนการออกซิเดชันจนกลายเป็นโมโนเมอร์ที่มีชื่อว่า 5,6-Dihydroxyindole (DHI)
ในบางครั้งกลุ่มของกรดคาร์บอกซีลิกอาจจะไม่หลุดออกไปในขั้นตอนของการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและอาจเกิดเป็นโมโนเมอร์รูปแบบใหม่ที่มีชื่อว่า 5,6-dihydroxyindole-2-caboylic acid (DHICA) โดย DHICA ที่ได้อาจเกิดขึ้นได้น้อยมาก อย่างไรก็ตามได้มีการตั้งข้อสังเกตการเกิดรอยของ DHI และ DHICA นั้นมีสาเหตุที่สามารถควบคุมได้จากการแลกเปลี่ยนไอออนของโลหะ
สำหรับในห้องทดลองนั้นเมลานินถูกสังเคราะห์ทางเคมีขึ้นจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเอง (Auto-oxidation) ของDopa ในสารละลายแอลคาไลซึ่งมีตัว Oxidizing agent ได้แก่ อากาศหรือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สำหรับการเลือกใช้ Dopa แทน Tyrosine นั้น เนื่องมาจาก การออกซิเดชันของ Tyrosine นั้นทำได้ยาก ถ้าขาดเอนไซม์ Tyrosine
กระบวนการสังเคราะห์เมลานินนั้น เริ่มจากการผ่านก๊าซออกซิเจนทำให้เกิดเป็นฟองไหลผ่านสารละลาย Alkali ที่มีส่วนประกอบ Dopa ปนอยู่ เป็นเวลาหลายวัน และหากจากนั้น Dopa ถูก Oxidize และการตกตะกอนเป็นเมลานินด้วยการเติมกรด และจะถูกแยกเป็นผงด้วยวิธีการกรอง
ส่วนในทางอุตสาหกรรมนั้นการผลิตผงเมลานินจะเริ่มจากการสังเคราะห์ที่ได้จากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเอง (Auto-oxidation) ของ Tyrosine ด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ส่วนในกรณีของ Pheomelanin นั้นกระบวนการสังเคราะห์จะคล้ายคลึงกับ Eumelanin เพียงแต่เปลี่ยนสารตั้งต้นจาก Dopa เป็น Cysteine-Dopa
คุณสมบัติของเมลานิน
1. การละลาย
เมลานินเป็นสารที่ไม่ละลายในสารอินทรีย์ แต่สามารถละลายใน ethylene chlorohydrin แต่ ethylene chlorohydrin และสารละลายบางตัวจะละลายเมลานินได้ก็ต่อเมื่อได้แยกโปรตีนออกจากเมลานินแล้ว นอกจากนั้น เมลานินสามารถละลายในด่างแก่ (NaOH, KOH) ถ้าใช้เวลามากพอ แต่ไม่นิยมใช้ลักษณะนี้
2. การฟอกสี
เมลานินจะถูกฟอกด้วยสารที่มีคุณสมบัติในการออกซิไดส์แรง เช่น H2O2, KMnO4, FeCl3 หรือ acid chlorate ขบวนการต่าง ๆ เหล่านี้จะช้า ยิ่งดำมากเท่าไหร่การฟอกสีก็จะช้ามากขึ้น
3. การรีดิวส์ด้วยสารละลายซิลเวอร์
เมลานินสามารถรีดิวส์สารละลาย ammoniacil silver nitrate เป็น metallic silver โดยเมลานินจะถูกทำให้ดำยิ่งขึ้นด้วยสารละลาย acid silver nitrate
4. ปฏิกิริยารีดักชั่น
ปฏิกิริยารีดักชั่นของ Ferricyanide (Fe+++) เป็น Ferrocyanide (Fe++) ให้ผลเป็นสารที่มีสีน้ำเงินเข้มโดยเกลือเฟอร์ริกอยู่ วิธีนี้เรียกว่า Schmorl’s reaction
5. การจับตัวกับเหล็ก (Fe++)
เมลานินจะจับตัวกับเหล็ก (Fe++) เป็นโครงสร้างที่สลับซับซ้อน และจะมีสีเขียวเข้มขึ้น
เมลานินกับสีผิว และเครื่องสำอาง
สีผิวของมนุษย์จำแนกได้ 6 ระดับ (skin phototype) คือ ระดับที่ I ถึง IV ตามปริมาณของเม็ดสีผิวเมลานินที่เพิ่มมากขึ้นและระดับที่ลดลงของการยอมให้แดดไหม้ได้ ซึ่งสีผิวประเภทที่ 6 จะเป็นประเภทที่สีเข้มที่สุดแต่ยอมให้แดดไหม้ได้ในระดับที่น้อยที่สุด
โดยปกติทั่วไปสีผิวจะเรียบสม่ำเสมอกันทั่วไปในแต่ละบริเวณของร่างกาย แต่อาจจะเกิดสีผิวที่ไม่สม่ำเสมอได้ เมื่อมีความผิดปกติของการสร้างเม็ดสีเมลานิน ซึ่งความผิดปกติอาจเป็นได้ทั้งสิวจางลงหรือเข้มขึ้นมากกว่าระดับปกติ
ความผิดปกติของสีผิวที่ถือว่าเป็นปัญหามากในวงการแพทย์ และเครื่องสำอาง คือ ผิวหนังสร้างเม็ดสีผิวที่มากเกินไป ส่งผลให้มีสีผิวที่คล้ำเกินระดับปกติ (hyperpigmentation) เช่น กระ ฝ้า ปัญหานี้คงไม่ค่อยมีผลกระทบต่อความรู้สึกของคนตะวันตกที่มีผิวขาว เพราะคนเหล่านี้ปรารถนาที่จะมีสีผิวเข้ม ที่เรียกกันคุ้นหูว่า ผิวสีแทนมากกว่าผิวขาวซีด แต่คนแถบเอเชียส่วนใหญ่โดยเฉพาะผู้หญิง มักปรารถนาที่จะมีผิวขาวมากกว่า ดังนั้น ผลิตภัณฑ์ปรับสีผิวให้ขาวขึ้นจึงมีอิทธิพลต่อคนผิวสีเข้ม ทำให้เครื่องสำอางหรือเวชสำอางหลายๆ ชนิดได้มีการผสมสานออกฤทธิ์ที่เชื่อว่าจะทำให้ผิวขาวขึ้น เพื่อปรับลดระดับเม็ดสีเมลานิน ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้มีทั้งประทับใจเพราะขาวขึ้น หรือไม่มีการเปลี่ยนแปลง บางคนมีอาการแพ้ต่อเครื่องสำอางนั้นๆ ทำให้ผิวแย่ลงกว่าเดิม หรือขาวขึ้นแต่เมื่อหยุดใช้เครื่องสำอางนั้น ๆ แล้วทำให้ผิวคล้ำขึ้นกว่าเดิม
สารยับยั้งปฏิกิริยาของเอนไซม์ไทโรซิเนสที่นิยมใช้ในเครื่องสำอาง ได้แก่ อาร์บูติน (arbutin) ที่สกัดได้จากพืชหลาย ๆชนิด เช่น common berry (Arctophylos urvaursi) สาร glabridin จากรากชะเอมเทศ (Glycyrrhiza glabra) mulberry extract และ licorice extract เป็นสารที่ออกฤทธิ์ลอกเซลล์ผิวหนัง (keratolytinocyte) จัดเป็นสารทำให้ผิวขาวชนิดหนึ่ง โดยมีฤทธิ์ลอกผิวหนังสีตล้ำชั้นนอกสุดออกไป ทำให้สีผิวดูขาว และสดใสขึ้น
กรดแอสคอบิคและอนุพันธ์ (ascorbic acid and its dervivative) กรดโคจิก (kojic acid) ซึ่งเป็นสารชีวภาพที่ได้จากเชื้อราหรือแบคทีเรีย สารทำให้ผิวขาวที่กล่าวมาข้างต้น ถือเป็นสารที่ปลอดภัยกว่าไฮโดรควิโนน (hydroquinone) ยังมีรายงานว่า สารสกัดจากชาเขียว ซึ่งมีสารกลุ่ม cathechin สามารถต้านปฏิกิริยาของเอนไซม์ไทโรซิเนสในหลอดทดลอง (in vitro) ซึ่งอาจมีผลทำให้ผิวขาวขึ้นได้ นอกจากการต้านปฏิกิริยาของเอนไซม์ไทโรซิเนสแล้ว การยับยั้งกระบวนการขนส่งเมลาโนโซม (melanosome transfer) ไปยังเซลล์ keratinocyte ของผิวหนัง ยังสามารถทำให้สีผิวจางลงได้เช่นกัน
อย่างไรก็ตามกระบวนทำให้เกิดสีผิวจางลงด้วยสารดังกล่าวข้างต้นอาจมีผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์หรือเป็นพิษต่อผิวหนังได้ เช่น ผลิตภัณฑ์ทำให้ผิวขาวมักใช้สารเคมีที่มีฤทธิ์รบกวนกระบวนการสร้างเมลานิน ได้แก่ สารประกอบของปรอท (mercury compounds) ไฮโดรควิโนน (hydroquinone) ซึ่งมีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ tyrosinase ในกระบวนการสร้างเมลานิน ทั้งนี้ สารประกอบของปรอทจัดเป็นสารอันตรายที่ทำให้เกิดอาการแพ้ ผื่นแดง ผิวบาง และเกิดรอยดำบนใบหน้า และอาจทำให้เกิดการสะสมพิษของปรอทซึ่งเป็นโลหะหนักอันตราย ทางเดินปัสสาวะอักเสบ และไตอักเสบ เป็นต้น ไฮโดรควิโนนทำให้ระคายเคือง เกิดจุดด่างขาว ผิวไวต่อแสง ผิวแดง และคล้ำดำในที่สุด หรืออาจเกิดฝ้าอย่างถาวรได้ ดังนั้น กระทรวงสาธารณสุขจึงประกาศห้ามใช้สารชนิดนี้ในเครื่องสำอาง
ทางเลือกที่ปลอดภัยกว่าการยับยั้งกระบวนการสร้างเมลานิน คือ การทำให้เม็ดสีเมลานินที่สร้างขึ้นมาแล้วจางลง (decoloring of melanin) ถึงแม้ว่าเมลานินจะเป็นสารที่มีความคงตัวสูงมาก แต่ก็สามารถถูกย่อยสลายได้ด้วยสารเคมีบางชนิด หรือ แสงแดดร่วมกับสารเคมี (photo chemical degradation) หรือการย่อยสลายทางชีวภาพด้วยเอนไซม์จากเชื้อราบางสายพันธุ์