Melanin und Keratin sind beide essenzielle Biopolymere in der menschlichen Anatomie, doch sie dienen grundlegend unterschiedlichen Zwecken. Das eine ist ein Pigment, das vor Strahlung schützt; das andere ist ein Strukturprotein, das Barrieren und Anhänge aufbaut.
Melanin: Das photoprotektive Pigment
Natur und Synthese
- Typ: Heteropolymere, abgeleitet von Tyrosin über Melanogenese innerhalb von Melanosomen.
- Zellen: Hergestellt von Melanozyten (neuraler Krest-Ursprung) in der basalen Epidermis, Haarfollikeln, Iris und Choroidea.
- Typen: Eumelanin (braun/schwarz, hoch photoprotektiv) und Pheomelanin (rot/gelb, weniger schützend, pro-oxidativ).
Funktionen
- UV-Strahlenschutz: Absorbiert und streut UVR, verhindert DNA-Schäden, Photoaging und Hautkrebs.
- Farbgebung: Das Verhältnis und die Verteilung von Eumelanin und Pheomelanin definieren Haut-, Haar- und Augenfarbe.
- Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) Scavenging: Eumelanin löscht freie Radikale.
- Thermoregulation: Beeinflusst Wärmeabsorption und -reflexion.
Keratin: Das strukturelle Gerüst
Natur und Synthese
- Typ: Fibrilles Strukturprotein (α-Keratin bei Säugetieren; β-Keratin bei Reptilien und Vögeln).
- Zellen: Hergestellt von Keratinozyten während der Epidermaldifferenzierung; zu Zwischenfilamenten zusammengebaut.
- Typen: Weich (Haut) und hart (Haare, Nägel, Huf, Horn) – unterscheiden sich im Cysteingehalt und Disulfidvernetzung.
Funktionen
- Mechanische Barriere: Bietet Zähigkeit, Abriebfestigkeit und Zugfestigkeit.
- Wasserdichtigkeit: Lipide der Stratum corneum in Kombination mit Keratin verhindern Austrocknung.
- Anhangsstruktur: Bildet den Haarschaft (Cortex und Cuticula), Nagelplatte und Hornhautepithel.
- Zelluläre Integrität: Das Keratin-Zytoskelett erhält die Zellform und verteilt mechanische Belastungen.
Wichtige Unterscheidungen auf einen Blick
| Eigenschaft | Melanin | Keratin |
|---|
| Chemische Klasse | Pigment (Indol/Chinon-Polymer) | Protein (fibrillär, α-helikal) |
| Primäre Rolle | Photoprotektion, Färbung | Strukturell, Barriere |
| Standort | Melanosomen → transferiert zu Keratinozyten | Keratinozyten-Zytoplasma, verhorntes Layer |
| Genetische Kontrolle | MC1R, TYR, OCA2, SLC24A5, etc. | KRT-Genfamilie (54 funktionale Gene) |
| Pathologie | Albinismus, Melasma, Melanom | Ichthyose, Epidermolysis bullosa, Pachyonychie |
Interdependenz
Melanin wird in Melanosomen verpackt und an Keratinozyten transferiert, wo es eine „supranukleare Kappe“ bildet, die die nukleare DNA schützt. Keratinozyten dienen somit sowohl als strukturelle Matrix als auch als Verteiler von Melanin.
