PENDAHULUHAN
Warna kulit terdiri dari tiga komponen yaitu karoten yang akan menyebabkan jaringan akan berwarna inheren kekuningan, komponen yang kedua yaitu adanya Hb beroksigen dalam dasar kapiler dari dermis, akan menyebabkan warna kemerahan, dan komponen yang ketiga yang menyebabkan kulit berwarna kecoklatan sampai kehitaman adalah akibat jumlah pigmen melanin yang bervariasi.
Dari ketiga komponen diatas, hanya hanya melanin yang di hasilkan oleh kulit, melanin adalah produk dari melanosit. Melanosit merupakan sel khusus yang terdapat pada lapisan epidermis, tepatnya pada stratum basale dari lapisan epidermis. Asal embriologi dari melanosit berasal dari sel krista nural. Melanosit ini memiliki bentuk badan sel bulat tempat bermulanya cabang- cabang panjang yang iregular dalam epidermis. Cabang- cabang ini berada diantara sel-sel stratum basalis dan stratum spinosum. Dengan mikroskop elektron, terlihat sel berwarna pucat, berisikan banyak mitokondria kecil, kompleks golgi sangat berkembang, sisterna pendek dan retikulum endoplasma yang kasar.
 |
| juluran melanosit, meluas hingga kearah keratosit, garnul melanin di sintesis di dalam melanosit, kemudian berimigrasi ke keratosit. |
Melanin adalah senyawa biologi yang ditemukan pada manusia, tanaman, hewan, dan protista, yang berfungsi sebagai pigmen. Pigmen yang dihasilkan biasanya merupakan turunan dari asam amino tirosina. Melanin merupakan zat yang memberikan warna pada kulit, rambut dan mata. Melanin terbentuk dari metabolisme asam amino tyrosin. Pada kulit melanin dibentuk oleh sel yang disebut melanosit dan melalui proses melanogenesis (Pembentukan melanin oleh sel-sel hidup).
Melanin merupakan suatu metabolit sekunder dimana Senyawa ini tidak selalu dihasilkan, tetapi hanya pada saat dibutuhkan saja atau pada fase-fase tertentu. Fungsi metabolit sekunder adalah untuk mempertahankan diri dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, misalnya berfungsi melindungi lapisan kulit bagian dalam dari sinar jahat Ultra violet.
Manusia dengan kulit gelap memiliki jumlah melanin yang lebih tinggi, dan sebaliknya manusia yang memiliki melanin lebih sedikit akan memiliki kulit yang lebih putih. Pada dasarnya jumlah melanosit pada manusia yang memiliki kulit hitam maupun kulit putih adalah sama, yang membedakan adalah ukuran dari sel melanosit dan penyebarannya.
Pada manusia yang memiliki kulit hitam, melanositnya lebih besar dan penyebarannya lebih merata, sedangkan pada manusia yang memiliki kulit lebih putih melanositnya lebih kecil dan kurang menyebar. Pada manusia yang memiliki kulit putih, aktivitas melanosit untuk menghasilkan melanin lebih rendah dibandingkan pada manusia yang kulit hitam.
Dalam proses pembentukan melanin (melanogenesis) terdapat dua tahap penting, yaitu :
- Sintesis melanosom, yang termasuk dalam proses ini adalah pembentukan melanosom, melanisasi melanosom, dan sekresi atau transfer melanosom.
- Degradasi melanosom
Melanin dibentuk oleh melanosit dengan enzim tirosinase memainkan peranan penting dalam proses pembentukannya. Sebagai akibat dari kerja enzim tironase, tiroksin diubah menjadi 3,4 dihidroksiferil alanin (DOPA) dan kemudian menjadi dopaquinone, yang kemudian dikonversi, setelah melalui beberapa tahap transformasi menjadi melanin. Enzim tirosinase dibentuk dalam ribosom, ditransfer dalam lumer retikulum endoplasma kasar, melanosit diakumulasi dalam vesikel yang dibentuk oleh kompleks golgi.
4 tahapan yang dapat dibedakan pada pembentukan granul melanin yang matang:
- Tahap I :
- Sebuah vesikel dikelilingi oleh membran dan menunjukkan awal proses dari aktivitas enzim tirosinase dan pembentukan substansi granul halus; pada bagian perifernya. Untaian-untaian padat elektron memiliki suatu susunan molekul tirosinase yang rapi pada sebuah matrik protein.
- Tahap II :
- Vesikel (melanosom) berbentuk oval dan memperlihatkan pada bagian dalam filamen-filamen dengan jarak sekitar 10 nm atau garis lintang dengan jarak sama. Melanin disimpan dalam matriks protein.
 |
| Gambar 1. Diagram Melanosit, ilustrasi gambaran utama melanogenesis. Tirosinase di sintesis dalam retikulum endoplasma yang kasar dan diakumulasikan dalam vesikel kompleks Golgi. Vesikel yang bebas sekarang dinamakan melanosom. Sintesis melanin dimulai pada melanosom tahap II, di mana melanin diakumulasikan dan membentuk melanosom tahap III. Terakhir struktur ini hilang dengan aktivitas tirosinase dan membentuk granul melanin. Granul melanin bermigrasi ke arah juluran melanosit dan masuk ke dalam keratinosit. |
- Tahap III :
- Peningkatan pembentukan melanin membuat struktur halus agak sulit terlihat.
- Tahap IV :
- Granul melanin matang dapat terlihat dengan mikroskop cahaya dan melanin secara sempurna mengisi vesikel. Utrastruktur tidak ada yang terlihat. Granul yang matang berbentuk elips, dengan panjang 1 μm dan diameter 0,4 μm.
- Ketika dibentuk granul melanin migrasi di dalam perluasan sitoplasma melanosit dan ditransfer ke sel-sel dalam stratum germinativum dan spinosum dari epidermis. Proses transfer ini telah diobservasi secara langsung pada kultur jaringan kulit.
- Granul melanin pada dasarnya diinjeksikan ke dalam keratinosit. Ketika di dalam keratinosit, granul melanin berakumulasi di dalam sitoplasma di daerah atas inti (supranuklear), jadi melindungi nukleus dari efek merusak radiasi matahari.
- Meskipun melanosit yang membentuk melanin, namun sel-sel epitel/keratinositlah yang menjadi gudang dan berisi lebih banyak melanin, dibandingkan melanosit sendiri. Di dalam keratinosit, granul melanin bergabung dengan lisosom – alasan mengapa melanin menghilang pada sel epitel bagian atas.
- Faktor-faktor penting dalam interaksi antara keratinosit dan melanosit yang menyebabkan pigmentasi pada kulit:
- Kecepatan pembentukan granul melanin dalam melanosit.
- Perpindahan granul ke dalam keratinosit, dan
- Penempatan terakhirnya dalam keratinosit.
Di antara ras-ras kulit bangsa di dunia, tidak ada perbadaan jumlah melanosit.Perbedaan jumlah melanosit terdapat pada daerah-daerah tertentu di tubuh. Di kulit kepala dan lengan (bagian yang tidak tertutup pakaian) terdapat kurang lebih 2.000 melanosit epidermal dalam 1 mm. Sedangkan pada bagian badan lain terdapat kurang lebih 1.000 melanosit epidermal dalam 1 mm.
Degradasi Melanosom
Melanosom di dalam keratinosit mengalami degradasi. Melanosom yang terbentuk dari gabungan beberapa partikel dan besarnya kurang dari satu mikron akan mengalami degradasi. Ini terdapat pada ras Kaukasia, Mongoloid dan Indian Amerika. Melanosom yang besarnya lebih dari satu mikron dan tunggal tidak mengalami degradasi, misalnya terdapat pada ras Negro dan Aborigin. Ukuran melanosom dipengaruhi oleh faktor genetik dan non genetik misalnya penyinaran oleh matahari (ultraviolet). Dibuktikan ada korelasi antara warna kulit dan besarnya melanosom. Kulit hitam melanosomnya besar, tunggal, padat dengan melanin, sedangkan kulit putih melanosomnya terdiri atas partikel- partikel kecil yang bergabung, melanin tidak padat.
Proses sintesis melanin dari melanosit
Melanin memegang peranan penting dalam mengatur warna kulit, rambut dan mata yang ada pada tubuh kita, pada dasarnya ada dua macam tipe pigmen melanin, yaitu eumelanin dan feomelanin.
- Eumelanin (yang artinya melanin sejati).
- Ditinjau dari struktur kimianya, eumelanin merupakan protein yang mengandung asam amino tirosin. Pembentukan eumelanin membutuhkan enzim tirosinase, yang menggabungkan asam amino tirosin ke molekul dopa dan dopamin.
- Tirosin diproduksi di dalam sel dengan hidroksilasi fenilalanin. Setengah dari fenilalanin dibutuhkan untuk memproduksi tirosin. Tirosin memiliki satu gugus fenol ( fenil dengan satu tambahan gugus hidroksil). Bentuk yang umum adalah L-tirosin (S-tirosin) yang ditemukan dalam tiga isomer struktur para,meta dan orto. Pembentukan tirosin menggunakan bahan baku fenilalanin oleh enzim phehidroksilase. Enzim ini hanya membuat para tirosin. Dua isomer yang lain terbentuk apabila terjadi serangan dari radikal bebas pada kondisi oksidatif tinggi.
- Tirosin oleh enzim tirosin hidoksilase diubah menjadi DOPA ( 3,4dihidroksiferil alanin) dan kemudian menjadi dopaquinone, yang kemudian dikonversi, setelah melalui beberapa tahap transformasi menjadi melanin
- Tirosinase lebih aktif pada orang dewasa dibanding pada anak-anak atau remaja. Namun pada orang tua tidak begitu aktif lagi. Karena itu, defisiensi tirosin dapat mempengaruhi warna rambut manusia. Kurangnya tirosin menyebabkan warna rambut yang seharusnya gelap akan memudar.
- Eumelanin memberikan warna gelap, terutama hitam, coklat dan variasinya. Pigmen ini tidak larut dalam hampir semua macam larutan, mempunyai berat molekul yang tinggi, mengandung nitrogen dan terjadi karena oksidasi polimerisasidari bentuk intermediate yang berasal dari DOPA
- Feomelanin
- feomelanin berwarna kemerahan atau pirang dan ditemukan pada sebagian besar orang; Feomelanin juga tersusun atas asam amino tirosin; dan juga membutuhkan enzim tirosinase. Namun feomelanin itu sendiri merupakan produk antara dalam produksi eumelanin, yang bereaksi dengan asam amino sistein. Asam amino sistein mengandung atom sulfur; sehingga inilah yang memberi warna kemerahan atau oranye. Semakin banyak interaksi dengan sistein, maka akan menyebabkan semakin merah warna yang terbentuk. Feomelanin memiliki stabilitas di antara melanin coklat dan hitam.
Fungsi Melanin bagi Organisme Asalnya
Melanin yang sering disebut dengan pigmen terdapat dalam semua makhluk hidup. Fungsi melanin atau pigmen tersebut tergantung pada makhluk hidup yang memproduksinya. Misalnya pada manusia melanin berfungsi sebagai pembari warna pada kulit, rambut dan mata, melanin juga berfungsi melindungi kulit dari paparan sinar ultra violet. Semakin sering kulit tubuh terkena paparan sinar ultra violet maka produksi melanin dalam tubuh bertambah banyak sehingga kulit akan terlihat lebih gelap.
Untuk hewan melanin berfungsi sebagai pemberi warna untuk kulit, mata dan bulu. Tetapi pada beberapa serangga pigmennya berubah menjadi senyawa beracun dan digunakan sebagi signal apabila ada bahaya disekitarnya. Jadi pada serangga tersebut pigmen barfungsi ganda. Pada tanaman pigmen berfungsi sebagai pemberi warna pada daun dan bunga bagi tanaman yang memiliki bunga. Warna daun dan bunga setiap tanaman berbeda-beda, hal tersebut dikarenakan molekul pigmen yang ada pada tanaman tersebut berbeda