Тема 5: Пигментация и некоторые другие морфологические признаки

Никакие естественные различия не бросаются в глаза так, как различия в пигментации. Хотя географическое распределение таких признаков, как цвет волос, глаз и кожи, известно давно, накопление систематических точных данных об этом распределении наталкивается на серьезные технические трудности. Химический анализ самих пигментов, естественно, очень трудное дело, а это ограничивает возможности биохимического подхода к решению проблемы.

Цвет кожи

Цвет кожи обусловлен .двумя основными факторами: наличием крови в мельчайших сосудах дермы и темного пигмента меланина в эпидермисе. При низком содержании меланина цвет кожи целиком зависит от присутствия крови в сосудах дермы; он меняется в зависимости от количества кровеносных сосудов и степени окисленности гемоглобина. При темной коже зависимость цвета от кровоснабжения в большей или меньшей степени маскируется меланином.

Меланин образуется в особых, снабженных отростками клетках - меланоцитах, расположенных в базальном слое эпидермиса. Эти клетки вырабатывают гранулы пигмента (меланина) диаметром около 0,5 мк и при помощи своих отростков транспортируют эти гранулы в клетки эпидермиса. Число мелапоцитов на единицу поверхности кожи в разных участках тела различно, но в каждом данном участке у негров и у белых оно одинаково; следовательно, различия в цвете кожи зависят не от числа меланоцитов, а от содержания в них меланина. У негров гранул больше и они крупнее. У белых в базальном слое эпидермиса встречаются единичные коричневатые гранулы, у негров же этот слой окрашен в интенсивный черный цвет; гранулы обнаруживаются также в мальпигиевом и роговом слоях эпидермиса.

Меланины - широко распространенная группа пигментов в растительных и животных тканях. Пигменты этой группы представляют собой нерастворимые темноокрашенные комплексы, образующиеся путем полимеризации окисленных фенольпых соединений. У человека и многих других организмов меланин образуется из аминокислоты тирозина через ряд последовательных стадий, причем некоторые из этих стадий катализируются ферментом тирозиназой. Образовавшийся в результате индол-5,6-хинон путем полимеризации превращается в меланин. Устойчивость меланинов к химическим воздействиям затрудняет их анализ. Имеются, однако, данные о том, что меланины, синтезируемые в лабораторных условиях, различаются по структуре в зависимости от условий их синтеза. Гранулы меланина в тканях содержат в своем составе белки, что еще более затрудняет изучение химии этих природных пигментов.

Методы измерения.

Для сравнительного изучения популяций, а также для генетических исследований, в которых сопоставляются члены одной семьи, желательно иметь метод количественной оценки содержания меланина. Прямое химическое определение пигмента в коже, подобное определению концентрации тех или иных веществ в крови и моче, оказывается невозможным, однако существует способ количественного определения влияния меланина на цвет кожи — так называемая рефлектометрия (спектрофотометрия в отраженном свете). Принцип этого метода состоит в следующем. Пучок световых лучей направляется на кожу, и количество диффузно отраженного света сравнивается с количеством света, отраженного от чистой белой поверхности (стандарт) при тех же условиях. Измерения проводятся во всем диапазоне видимой области спектра (400—750 ммк), а если нужно, то в инфракрасной и ультрафиолетовой областях. Результаты измерений представляют обычно в виде кривой, выражающей долю отраженного света для каждой длины волны (по сравнению со стандартом).

Изменения кровоснабжения относительно слабо влияют на отражение у красного конца спектра, и поэтому измерения в этой области могут служить удовлетворительной мерой влияния меланина на цвет кожи.

В настоящее время благодаря наличию дешевых портативных рефлектометров данный метод вытесняет более грубые старые методы. Простые, но менее точные приборы позволяют отнести каждого индивидуума к одной из нескольких произвольно выделенных степеней, как-то: светлые, смуглые или темные. Поскольку специальных стандартов для обозначения границ выделенных групп не существует, то разные исследователи могут отнести одного и того же человека к различным группам. Это делает невозможным надежное сравнение данных. Для устранения подобных недостатков были предприняты попытки использовать стандарты из различных материалов, раскрашенных под цвет кожи; этот путь оказался не очень удачным, так как достичь полного сходства стандартных образцов с кожей не удается. Точность измерений в значительной мере зависит от освещения, которое не всегда воспроизводимо в полевых условиях. Даже при самых благоприятных условиях измерений остается опасность ошибок, зависящая от различной способности обследующих сопоставлять цвета.

Действие солнечного света увеличивает количество меланина в коже. Чтобы уменьшить различия, вызываемые окружающей средой, измерения обычно проводятся на участках кожи, защищенных от солнечных лучей и легкодоступных наблюдению, папример на внутренней поверхности руки. Конечно, перед измерением руку следует вымыть.