Žmogaus odos spalva: melaninas, evoliucija, UV ir vitaminas D
Sužinokite, kaip melaninas, evoliucija ir UV spinduliai formuoja žmogaus odos spalvą ir kodėl vitaminas D lėmė jos pokyčius per tūkstantmečius.
Žmogaus odos spalva yra vienas iš lengviausiai pastebimų žmogaus bruožų. Ji gali būti nuo tamsiausios rudos iki šviesiausios rausvai baltos spalvos. Odos spalva paveldima ir yra natūralios atrankos rezultatas. Žmogaus odos pigmentacija išsivystė daugiausia tam, kad kontroliuotų į odą prasiskverbiančios ultravioletinės spinduliuotės kiekį ir taip sumažintų jos poveikį. Be to, odos spalva yra sudėtingas bruožas, kurį lemia daugybė genų ir aplinkos sąlygų — tai nėra vien tik „tamsu“ ar „šviesu“, o spektras su daugybe tarpininių būsenų.
Melaninas ir odos pigmentacija
Svarbiausia žmogaus odos spalvą lemianti medžiaga yra pigmentas melaninas. Melaniną odoje gamina ląstelės, vadinamos melanocitais. Yra dviejų pagrindinių melanino tipų: tamsusis eumelaninas (skaidresnis į juodą–rudos spalvos atspalvius) ir šviesusis feomelaninas (rausvi–geltoni atspalviai). Melaninas kaupiasi mažose organelėse — melanozomuose — ir paskui perduodamas aplinkinėms odos ląstelėms (keratinocitams), kas lemia ryškų odos atspalvį.
Raudoni kraujagyslių ir požydi („po oda“) elementai atsispindi per ploną šviesią odą, todėl baltoje odoje gali būti labiau matomas rausvas atspalvis, ypač veido srityje. Fiziologiniai pokyčiai, pvz., atliekant fizinius pratimus arba stimuliuojant nervų sistemą (pyktis, baimė), išsiplečia kraujagyslės ir oda parausta.
Evoliucija ir geografinis pasiskirstymas
Yra tiesioginis ryšys tarp UV spinduliuotės (UVR) ir vietinės odos pigmentacijos paplitimo visame pasaulyje. Vietovėse, kuriose UV spinduliuotė didesnė, taip pat gyvena tamsesnės odos gyventojai. Toli nuo atogrąžų ir arčiau ašigalių esančiose teritorijose UVR koncentracija yra mažesnė, o gyventojų oda šviesesnė. Žmonių populiacijos iš tamsiaodžių tapo šviesiaodėmis, kai maždaug prieš 100 000 metų paliko Afriką, o kai kurios grįžusios į aukštesnio UV spindulio zonas vėl tapo tamsesnės odos.
Evoliuciniai paaiškinimai grindžiami keliomis biologinėmis priežastimis. Melaninas padeda saugoti odos ląsteles nuo ultravioletinių spindulių sukeliamų pažeidimų, įskaitant DNR pažeidimus, kurie gali didinti vėžio riziką. Tačiau per daug pigmento šaltose, mažiau saulėtomis teritorijomis gali riboti organizmo gebėjimą sintezuoti pakankamai vitamino D, todėl ten atsirado atranka link šviesesnės odos.
UV spinduliai, odos vėžys ir vitaminas D
Natūrali odos spalva taip pat gali patamsėti dėl įdegio, atsirandančio veikiant saulės spinduliams. Toks fenotipinis odos patamsėjimas yra laikinas ir vadinamas facultative pigmentacija (tanning), o skirtumas nuo constitutive pigmentacijos — genetinės, nuolatinės spalvos — yra svarbus. Pagrindinė teorija teigia, kad odos spalva prisitaiko prie intensyvių saulės spindulių, kad apsisaugotų nuo ultravioletinių spindulių, kurie pažeidžia odos ląstelių DNR ir taip sukelia mutacijas.
Nesunku suprasti, kodėl tamsi oda tropikuose yra privalumas ir dalinė apsauga nuo odos vėžio. Daug mažiau lengva suprasti, kodėl balta oda yra privalumas šaltesnio klimato šalyse. Tyrėjai pasiūlė dvi (ir daugiau) priežasčių, ir abi jos tikriausiai yra svarbios. Pirmoji — šviesiai padengta oda gali skirti kitokį šilumos spinduliavimą ir termoreguliaciją tam tikrose sąlygose. Antroji — silpnesnėje saulės šviesoje organizmas linksta gaminti mažiau vitamino D. Yra hipotezė, kad šviesesnės odos atranką lemia poreikis didesnei vitamino D gamybai: mažiau melanino leidžia efektyviau absorbuoti UVB spindulius, būtinuosius vitamino D sintezei.
Svarbu pabrėžti: vitaminas D susidaro odoje veikiant UVB bangų ilgiams (~290–315 nm). Didesnis melanino kiekis sumažina šį procesą, todėl populiacijose esant mažam UVB intensyvumui natūraliai buvo atrankai palankios genetikos, mažinančios pigmentaciją. Taip pat yra hipotezės apie folatą — UV spinduliai gali skaidyti folatą (vitaminą B9), svarbų reprodukcijai ir vystymuisi, tad tamsesnė oda gali saugoti folato atsargas tropikų sąlygomis.
Biologiniai, genetiniai ir lytiniai skirtumai
Be to, suaugusių žmonių moterų odos pigmentacija paprastai yra šviesesnė nei vyrų. Moterims nėštumo ir žindymo laikotarpiu reikia daugiau kalcio, o vitaminas D padeda organizmui pasisavinti kalcį. Todėl moterų odoje gali būti evoliucinis spaudimas palaikyti geresnę vitamino D sintezę — vienas iš paaiškinimų, kodėl moterų oda kartais būna šviesesnė nei vyrų toje pačioje populiacijoje.
Genetiniai tyrimai rodo, kad odos spalvą lemia daug genų (pvz., MC1R, SLC24A5, OCA2 ir kt.). Kai kurios mutacijos mažina melanino gamybą ar keičia melanino tipą, o tai pasireiškia šviesesne oda. Taip pat egzistuoja ryškūs klinikiniai pavyzdžiai, kaip albinizmas (melanino trūkumas) arba vitiligo (lokalus pigmentacijos praradimas), kurie parodo, kiek svarbus melaninas yra odos apsaugai.
Kultūriniai ir socialiniai aspektai
Socialinė odos spalvos skirtumų reikšmė įvairiose kultūrose ir laikui bėgant skyrėsi, kaip matyti iš socialinės padėties ir diskriminacijos. Odos spalva tapo ne tik biologiniu, bet ir kultūriniu, politiniu bei ekonominiu ženklu, todėl jos reikšmė toli gražu nėra vien mokslinė. Istorijoje ir šiuolaikiniame pasaulyje odos spalvos pagrindu kyla socialinės hierarchijos, diskriminacija ir spalvinė hierarchija (colorism), kurios turi konkrečių pasekmių sveikatai, prieigai prie išteklių ir gyvenimo kokybei.
Apibendrinant: žmogaus odos spalva yra kompleksinis bruožas, rezultatą lemia genetika, aplinka (ypač UV spinduliuotė), evoliuciniai spaudimai ir kultūriniai veiksniai. Supratimas apie melanino funkcijas, vitamino D reikšmę ir geografinius skirtumus padeda paaiškinti, kodėl žmonių oda yra tokia įvairi ir kaip šie skirtumai susiję su sveikata bei visuomenės struktūromis.
Pietų Afrikos Respublikos daugiavaikė šeima, kurioje matomos skirtingos odos spalvos
Žmogaus odos spalvos pasiskirstymo pasaulyje žemėlapis pagal vietines populiacijas 1940 m.
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Koks pagrindinis veiksnys lemia žmogaus odos spalvą?
A: Svarbiausia žmogaus odos spalvą lemianti medžiaga yra pigmentas melaninas.
K: Kaip UV spinduliai veikia odos pigmentaciją?
A: Tarp UV spinduliuotės (UVR) ir vietinės odos pigmentacijos pasiskirstymo visame pasaulyje yra tiesioginis ryšys. Vietovėse, kuriose UV spinduliuotės koncentracija didesnė, gyvena ir tamsesnės odos gyventojai, o vietovėse, esančiose toliau nuo atogrąžų ir arčiau ašigalių, UV spinduliuotės koncentracija mažesnė, o gyventojų oda šviesesnė.
Klausimas: Kaip žmonės evoliucionavo, kad jų oda tapo šviesesnė, kai jie ėmė tolti nuo Afrikos?
Atsakymas: Maždaug prieš 100 000 metų išvykus iš Afrikos, žmonių populiacijos iš tamsiaodžių virto šviesiaodėmis, o kai kurios, grįžusios į aukštesnio UV spindulio zonas, vėl tapo tamsesnės odos. Natūrali odos spalva taip pat gali patamsėti dėl įdegio, atsirandančio veikiant saulės spinduliams. Pagrindinė teorija teigia, kad odos spalva prisitaiko prie intensyvių saulės spindulių, kad iš dalies apsaugotų nuo ultravioletinių spindulių, kurie pažeidžia odos ląstelių DNR ir taip sukelia mutacijas.
Klausimas: Kodėl moterų oda paprastai būna šviesesnė nei vyrų?
Atsakymas: Suaugusių žmonių moterų oda paprastai būna šviesesnė nei vyrų, nes nėštumo ir žindymo metu moterims reikia daugiau kalcio. Dėl saulės spindulių poveikio odai organizmas sintetina vitaminą D, kuris padeda pasisavinti kalcį, todėl moterų oda evoliucionavo šviesesnė, kad jų organizmas pasisavintų daugiau kalcio.
K: Kokios dvi galimos priežastys, kodėl balta oda gali būti privalumas šaltesnio klimato šalyse?
A: Mokslininkai nurodo dvi priežastis, kodėl balta oda gali būti pranašesnė šaltesniame klimate; pirma, esant tam tikrai temperatūrai balta oda spinduliuoja mažiau šilumos nei juoda; antra, esant silpnesniems saulės spinduliams, organizmas linkęs gaminti mažiau vitamino D - yra hipotezė, kad šviesesnės odos atranką lėmė šis poreikis gaminti daugiau vitamino D, kai žmonės iš Afrikos persikėlė į šiaurę.
Klausimas: Kaip laikui bėgant keitėsi žmogaus odos spalvos skirtumų socialinė reikšmė skirtingose kultūrose?
A: Socialinė žmogaus odos spalvos skirtumų reikšmė įvairiose kultūrose laikui bėgant keitėsi; istorijos eigoje tai buvo įrodoma atsižvelgiant į socialinį statusą ir diskriminaciją.
Ieškoti