Huidskleur
2.1 Huidtypes
Er zijn verschillende schalen beschikbaar waarmee het huidtype kan worden bepaald. De Fitzpatrick schaal wordt vaak gebruikt om de verschillende huidtypes te bepalen. Deze schaal is in 1975 door de dermatoloog Thomas Fitzpatrick opgesteld. Het is een schaal die voorspelt hoe een huidtype zal reageren op UV straling. In tabel 1 is een schema te zien waarin de verschillende huidtypes met de bijbehorende kenmerken kort zijn samengevat. In bijlage A is er een vragenlijst waarmee het huidtype aan de hand van vragen kan worden bepaald. Deze classificatie kan gebruikt worden om te voorspellen hoe de huid gaat reageren op UV straling.
Er wordt echter niet gecorrigeerd voor factoren die ook kunnen bijdragen aan de functies van de melanocyten.
Ontstekingen,vrije radicalen vorming en hormonen kunnen zo ook invloed hebben op pigmentatie. Verder is er in dit schema ook geen rekening gehouden met het feit dat mensen met een donkere huid een grotere kans hebben op het ontwikkelen van littekens en veranderingen in de pigmentatie .
[12-14]
De Fitzpatrick schaal wordt dus het meest gebruikt om te voorspellen hoe goed de huid tegen UV stralen resistent is. In ziekenhuizen wordt echter een Minimale Erytheem Dosis (MED)- bepaling gedaan om op een nauwkeurige manier te bepalen hoe goed de huid UV stralen kan verdragen. MED is de hoeveelheid UV straling die nodig is om de huid rood te laten worden. Dit kan onder andere gebruikt worden als de huid wordt behandeld met lichttherapie. [15]
Er zijn ook andere huidclassificatie methoden die naast de Fitzpatrick schaal bestaan. Hieronder staan deze huidclassificaties vermeld.
Specifiek voor de Japanse huidtypes is er een Kawada huid classificatie opgesteld in 1984. Er wordt een verband gelegd tussen de huidskleur en de gevoeligheid voor UVstraling, bruin worden en verbranden.[13]
Een andere schaal die in 1994 is gemaakt, is de Glogau schaal. Deze geeft de mate van veroudering van de huid als gevolg van UV straling weer (foto-aging). De categorieën zijn gebaseerd op de hoeveelheid rimpels en verkleuring van de huid.[13]
In 1998 is er de Lancer Etniciteit schaal ontwikkeld. Hierbij wordt er rekening gehouden met de etniciteit en het huidtype dat bepaald is aan de hand van de Fitzpatrick schaal. De indeling van de Lancer huidtypes is op basis van de etniciteit en niet alleen op basis van huidskleur en haarkleur.. [13] [14]
De Goldmann World classificatie is in 2002 opgesteld. Hierbij wordt er een verband gelegd tussen de huid en haar reactie op verbranding, bruin worden en post-inflammatoire pigmentatie.[13]
Voor de mensen van Afrikaanse afkomst is er ook een speciale schaal, de Willes en Earles schaal, opgesteld in 2005. Er wordt hier ook onderscheid gemaakt in de huidskleur, de reactie op UV licht en de samenhang met pigmentstoornissen. [13]
Een andere classificatie voor de huid is het Roberts huidclassificatie systeem. De Fitzpatrick en Glogau schalen zijn in deze schaal opgenomen. Het huidtype wordt volgens de Fitzpatrickschaal bepaald, waarna wordt bekeken wat de invloed is van UV straling op de huidsveroudering. In dit Roberts systeem is echter ook rekening gehouden met hyperpigmentatie en littekens. [13]
2.2 Huidskleur
De huidskleur hangt af van verschillende factoren. De in de huid aanwezige pigmenten,bloed dat circuleert door de huid en de dikte van de hoornlaag dragen bij aan de huidskleur.
De huidskleur kan bepaald worden door de chromoforen melanine, caroteen, oxyhemoglobine en deoxyhemoglobine. Hiervan komen oxyhemoglobine en deoxyhemoglobine voor in de bloedvaten en caroteen en melanine in de epidermis.[16]
Een chromofoor is het gedeelte van een molecuul dat licht kan absorberen. De belangrijkste chromofoor dat de huidskleur bepaald is melanine.[2]
Caroteen
Caroteen is een geel/oranjekleurig pigment die in veel groenten voorkomt. Mensen eten caroteen als een bron voor vitamine A. Caroteen is vetoplosbaar en wanneer grote hoeveelheden worden ingenomen, accumuleert de overmaat in de hoornlaag en in de vetcellen van de dermis en hypodermis. Dit zorgt ervoor dat de huid een geel/oranje kleur krijgt, die verdwijnt als de hoeveelheid caroteeninname wordt verminderd.[2]
Oxyglobine en deoxyglobine
De bloedstroom door de huid kan zorgen voor een rode tint in de huid. Bloed bevat hemoglobine,die zorgt voor de rode kleur van bloed. Hemoglobine bestaat uit 4 polypeptide ketens en 4 heemgroepen. Een heem bevat een rode pigmentmolecuul dat een ijzeratoombevat. Als hemoglobine wordt blootgesteld aan zuurstof, kan een zuurstof molecuul hechten aan een heemgroep. Dit wordt dan oxyhemoglobine genoemd. Hemoglobine zonder zuurstof, wordt deoxyhemoglobine genoemd. Als de bloedstroom toeneemt , kan de rode kleur die de huid krijgt, nog intenser worden. Een verlaging van de bloedstroom kan zorgen voor een bleke huidskleur. Een verlaging in het zuurstofgehalte van het bloed kan zelfs leiden tot cyanose, een blauwverkleuring van de huid. Oxyhemoglobine kan zorgen voor een rode kleur en deoxyhemoglobine voor een blauwe kleur van de huid.[2]
Dikte van de hoornlaag
De hoornlaag bevat keratine, dat een gele kleur heeft. Een dikkere hoornlaag zal voor een meer geelachtig getinte huid kunnen zorgen. Zo draagt een dikkere hoornlaag ook bij aan de ontstane huidskleur.[2, 10]
Melanine
Er zijn 2 soorten melanine: de bruin-zwarte eumelanine en geel-rode feomelanine. Deze dragen bij aan de haarkleur,oogkleur en huidskleur. Eumelanine is verder onder te verdelen in de zwartkleurige DHI-eumelanine en bruinkleurige DHICA-eumelanine. Melanine wordt geproduceerd door de melanocyten die zich bevinden in de melanosomen[16]
Grote hoeveelheden melanine worden in sproeten, huidvlekken,tepels, genitaliën en de oksels gevonden. Andere delen van het lichaam zoals de lippen, handpalmen en de voetzolen bevatten minder melanine. [1, 11]
Eumelanine pigmenten zijn ellipsvormig, terwijl feomelanine pigmenten bolvormig zijn.
Melanine pigmenten absorberen continue in de ultraviolet zone en het absorptie vermogen neemt exponentieel af als het in het zichtbare gebied komt. Het melanine absorptiespectrum is van belang, omdat melanine kan zorgen voor fotoprotectie doordat het UV straling kan absorberen
DHI-eumelanine heeft een betere fotoabsorptie vermogen dan de DHICA-eumelanine. Eumelanine is meer fotoprotectief dan de feomelanine. Een hoge UV- gevoeligheid is geassocieerd met een hoge feomelanine en lage eumelanine gehalte.
Verschil in huidskleur wordt veroorzaakt door het aantal, de verdeling en de grootte van de melanosomen. Onder normale omstandigheden bepaalt niet de hoeveelheid melanocyten, maar de activiteit de mate van pigmentatie. Het aantal melanocyten van verschillende huidskleuren zijn gelijk.
Het type melanine dat geproduceerd wordt, draagt uiteraard bij aan de huidskleur. Een lichte huidskleur met sproetjes en rood haar komt voor bij een hoge feomelanine/eumelanine ratio. Een donkere huidskleur bevat juist meer eumelanine dan feomelanine.[16-19]
Melanosomen zijn in relatief grotere hoeveelheden in de donkere huid dan in de lichte huid te vinden. Ook zijn deze melanosomen in de donkere huid groter en bevat het meer pigmenten. De melanosomen zijn verdeeld als single units in de keratinocyten. Mensen met een lichte huidskleur hebben minder melanosomen. Deze melanosomen zijn ook relatief klein en zijn als groepen bij elkaar in lysosomen te vinden. De hoeveelheid melanine die geproduceerd wordt, is belangrijk voor de huidskleur. [17, 18]
2.3 Melanine synthese
Melanocyten zijn gespecialiseerde dendritische cellen in de huid, die hun oorsprong hebben in de embryonale neurale lijst. Tijdens de embryonale ontwikkeling , migreren ze als melanoblasten, om zo in de basale laag in de epidermis te komen. Hier differentiëren deze tot rijpe melanocyten. De melanine synthese vindt plaats in de gespecialiseerde intracellulaire organellen, die melanosomen worden genoemd. Deze melanosomen bevatten alle enzymen en eiwitten die nodig zijn voor de melanogenese. [16, 21] [18]
De melanosomen die melanine bevatten gaan vanuit het perinucleaire gebied naar het dendritische uiteinde en worden vervolgens overgedragen aan de keratinocyten. Er zijn verschillende theorieën over hoe de overdracht verloopt:
- Directe fusie van de melanocyten en keratinocyten,waardoor melanosomen worden overgebracht.
- Fagocytose van het melanocyt dendritische uiteinde door de keratonicyten.
- Secretie van de inhoud van de melanosomen in de intercellulaire ruimte die vervolgens door middel van endocytose wordt opgenomen door de keratinocyten [18]
Volgens Babiarz-Mageee et al spelen protease activated receptor 2 (PAR-2) en Keratinocyte Growth Factor (KGF) die aanwezig is op de keratinocyten een rol bij de overdracht. [20]
Elke melanocyt vormt uiteindelijk een functionele unit met 14-36 keratinocyten, dit hangt af van de locatie van het lichaam. Het transport van de melanine zorgt voor een uniforme verdeling van de melanine pigmenten in de epidermis.[16, 21] [18]
In figuur 5 is de melanine synthese route weergegeven. Het enzym tyrasinase katalyseert de hydroxylatie van tyrosine in dihydroxyfenylalanine (DOPA). Deze stap is de snelheidsbepalende stap van de melanine synthese. Hierna katalyseert tyrosinase de oxidatie van DOPA in DOPAquinone.[22]
Dit kan vervolgens spontaan worden gecyclizeerd en geoxideerd waardoor de rode intermediair dopachrome ontstaat. Dopachrome kan spontaan worden omgezet in 5,6-dihydroxyindole(DHI) door interne cyclizatie. Maar dopachrome kan ook met behulp van dopachrome tautomerase oftewel tyrosinase-related protein 2 (TRP2) in 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic-acid (DHICA) omgezet worden. DHI en DHICA worden door oxidatieve polymerisatie omgezet tot een eumelanine. Het molecuul DHICA wordt met behulp tyrosinase-related protein 1 (TRP1) omgezet .[22]
DOPAquinone kan worden omgezet in cysteinylDOPA als er sulfydrylgroepen(cysteïne of glutathion) aanwezig zijn. Door oxidatie,cyclizatie en polymerisatie kan de cysteinylDOPA omgezet worden in feomelanine.[22]
2.4 Melanine synthese regulatie
De productie van melanine is afhankelijk van genetische factoren, de blootstelling aan zonnestraling en van hormonen. De productie van de hoeveelheid en type melanine ,de grootte, de hoeveelheid en verdeling van de melanosomen, wordt zo genetisch bepaald.[2]
Hormonen
Tijdens zwangerschap kunnen hormonen zoals oestrogeen en melanocyt-stimulerende hormonen, zorgen voor een hogere productie van melanine bij de moeder. Hierdoor zal er een donkerdere kleur in de tepels en de genitaliën ontstaan. De jukbeenderen, voorhoofd, borstkas kunnen ook donkerder worden. Deze vorm van hyperpigmentatie wordt zwangerschapsmasker genoemd. [2]
Blootstelling aan de zon
De zon straalt ultraviolet straling uit. Deze straling stimuleert de melanine productie. Hierdoor krijgt de huid een donkere kleur. Dit zal uitgebreid behandeld worden in paragraaf 3.2
Genetische factoren
Er zijn meerdere genen die kunnen bijdragen aan de melanine synthese en de verschillen in de huidskleur kunnen verklaren. Hieronder worden de genen, waarvan de samenhang met de melaninesynthese is bewezen, kort beschreven.
MC1R
Als a-MSH bindt aan de melanocortine receptor wordt de tyrosinase activteit geactiveerd en synthetiseren de melanocyten meer eumelanine dan feomelanine. Als agouti signaling protein (ASIP) bindt aan deze receptor, is er juist een afname van de tyrosinase activiteit.
Bij deze receptor komt veel polymorfisme voor.
ASIP
Dit is een signaal molecuul dat geproduceerd wordt uit de Agouti locus. Dit molecuul heeft een antogoniserende werking op a-MSH. Het blokkeert namelijk de binding aan MC1R. Hierdoor neemt de melanine synthese af en draagt bij aan de productie van meer feomelanine dan eumelanine. Een mutatie bij dit gen kan ervoor zorgen dat er minder Agouti eiwit is. Hierdoor zal er minder antagonisme zijn en kan er meer eumelanine synthese plaatsvinden.
TYR
Tyrosinase is een belangrijk enzym voor de melanogenese. Ook is dit enzym betrokken bij 2 vormen van albinisme: OCA1 en oculocutane albinisme type 1. Maar ook bij de normale huidpigmentatie vervult dit enzym een belangrijke rol bij de pigmentatie.
SLC24A5
SLC24A4 verklaart 25-38% van het verschil in melanine gehalte tussen de populaties in Europa en Afrika.
MATP (oftwel SLC45A2 of AIM1)
MATP is een membraan-geassocieerd transport eiwit. Dit gen veroorzaakt oculocutaan albinisme type 4 (OCA4). Volgens 2 onderzoeken speelt MATP ook een rol bij de normale pigment variatie.
OCA2 (P-gen)
Dit gen is betrokken bij oculocutaan albinisme type 2. Het zou volgens onderzoeken ook mogelijk een rol kunnen spelen bij de variatie in huid- en oogkleur.
[24] Soms is de balans van de pigmentatie verstoord. Er kan dan sprake zijn van een hyperpigmentatie of hypopigmentatie. Er kunnen verschillende oorzaken hiervoor zijn. Sommige ziekten hebben invloed op de pigmentatie. Zo kan atopische dermatitis hyperpigmentatie induceren. Hier wordt in dit verslag verder niet op ingegaan.[25]
Geschreven door: Mevr. F. Inan, BSc. (Universiteit Utrecht, Farmaceutische Wetenschappen)
Referentielijst:
1. Bolhuis, G.K., et al., Bolhuis. 1999, Den-Haag: WINap. 708-709.
2. Seeley, R.R., T.D. Stephans, and P. Tate, Anatomy and Physiology. 2006, Mc Graw Hill: New York. p. 143-150.
10. vanderStraten, W., De huid: bouw en functie. 7 ed. 2006, Arnhem: Syntax Media.
11. Vegetal-placenta. Total Skin Rejuvenation & Revitalisation Program. [cited 2009 09 may]; Available from: http://www.vegetal-placenta.com/skin.html.
12. Poised. Fitzpatrick skin type. [cited 2009 10 may]; Available from: http://www.poised.com.au/Uploads/Documents/Fitzpatrick%20Scale%20Questionnaire.pdf.
13. Roberts, W.E., The Roberts Skin Type Classification System. J Drugs Dermatol, 2008. 7(5): p. 452-6.
14. Shiffman, M.A. and Sid J. Mirrafati, Simplified Facial Rejuvenation. 2007, New York: Springer.
15. Toonstra, J. and H. vanWeelden, Licht&Huid. 1994, Zeist: Glaxo B.V.
16. Petit, L. and G.E. Pierard, Skin-lightening products revisited. Int J Cosmet Sci, 2003. 25(4): p. 169-81.
17. Barsh, G.S., What controls variation in human skin color? PLoS Biol, 2003. 1(1): p. E27.
18. Hup, M.M., Detection, modulation and impact of skin pigmentation. 2007, Amsterdam: Uitgeverij Buijten & Schipperheijn. 192.
19. Tsatmali, M., J. Ancans, and A.J. Thody, Melanocyte function and its control by melanocortin peptides. J Histochem Cytochem, 2002. 50(2): p. 125-33.
20. Miyamura, Y., et al., Regulation of human skin pigmentation and responses to ultraviolet radiation. Pigment Cell Res, 2007. 20(1): p. 2-13.
21. Busca, R. and R. Ballotti, Cyclic AMP a key messenger in the regulation of skin pigmentation. Pigment Cell Res, 2000. 13(2): p. 60-9.
22. Ortonne, J.P., Photoprotective properties of skin melanin. Br J Dermatol, 2002. 146 Suppl 61: p. 7-10.