Plaukų pigmento melanino granulės – melanosomos – susiformuoja specialiuose ląstelėse – melanocituose, kurias galima nagrinėti kaip vienos ląsteles liaukas, išskiriančias pigmento granules sekretą į aplinkines ląsteles. Melanocitai – neutralios kilmės atauginėjančios epidermio bazalinio sluoksnio ląstelės. Charakteringiausias melanocitų bruožas – jie yra premelanosomų, melanosomų ir melanino granulių citoplazmoje, t.y. įvairių melanino sintezės stadijų morfologiniai reiškiniai. Melanocitai susiformuoja iš melanoblastų (premelanocitų), kurie savo ruožtu išsivysto ankstyvajame embriono vystymosi periode iš nervų volelio ląstelių ir migruojančių iš jo odos derivatų link. Melanoblastai įsikuria plaukų folikuluose kai formuojasi plauko spenelis, be to į kiekvieną plauko folikulą patenka nemažiau 4-5 melanoblastų. Šie du melaninai organizme susiformuoja iš aminorūgščių aromatinių branduolių – fenilalaminu ir tirozinų. Melanino pigmentų sintezę praveda fermentų sistemos monofenoldihydrooksifenilalaninas: deguonies oksido reduktazė su vario jonais aktyviajame centre. Tirozinų perėjimas į DOFĄ ir iš DOFA į DOFA-chinon praeina esant deguoniui po fermento tirozinazės poveikio, o toliau pigmento formavimasis eina „autopilotu“ (auto katalizatoriaus pagalba) be fermento. Manoma, kad melaninui susiformuoti reikia ne mažiau aštuonių fermentų, kurie katalizuotų kiekvieną perėjimą.

 

Melanocitų tipai: 1 - Nukleofugalinis; 2 - Nukleopetalinis; 3 - Be ataugų; 4 - Daugiabranduolinis.

Prieš tai, kai sintezuotas melaninas susikoncentruos granulių pavidale, ląstelėje vyksta tokie procesai:
1. Ribosomų sintezuotos tirozinazės įsitvirtina Goldai aparato struktūroje, kur susiriša su fosfolipidais.
2. Struktūros, kuriose yra baltymas-fosfolipidų kompleksas padidėja iki 0,5 mk. skersmens, viduje susiformuoja granulių struktūros – tarpinės veikulės.
3. Veikulės pasidaro ovalios formos ir jų dydis padidėja iki 0,7x0,3 mk., o fosfoproteinai juose susideda kaip karoliukai į eilę. Šios struktūros vadinasi premelanosomomis.
4. Vyksta sintezė ir melanino kaupimas premelanosomuose. Vietoj „karoliukų“ eilių premelanosomos viduje formuojasi lameliarinės struktūros. Tai melanosomos.
5. Melanosomuose dingsta tirozinazės aktyvumas ir jos vidus pavirsta labai tankia homogenine mase. Tai galutinė melanino granulės formavimosi stadija.

 

Melanocitų ataugos prasiskverbia į kaimynines epitelio ląsteles – į keratinocitus, kurie juos pasiglemžia ir prisipildo pigmentu. Melanino pigmentų sistema susideda iš milijonų melanocitų, kiekvienas jų funkcionaliai surištas daugmaž su 36 keratinocitais.

Viena ar kita plauko spalva yra galutinis melanoblastų formavimosi procesų nervų volelyje ir jų migravimu į epitelio audinius, pigmentų ląstelių diferencijavimo, melanino sintezės ląstelėse, pigmento granulių perėjimas iš melanocitų į keratinocitus ir kt. rezultatas. Tai yra spalva priklauso nuo daugelio kintančių faktorių: pigmento struktūros, kiekio, formos ir melanino granulių pasiskirstymo, melanocitų savybių ir plauko tipo. Be to, ląstelių, kurios apsupa melanocitus, savybės taip pat turi poveikį į pigmentą.. Savo ruožtu, melanocitų buvimas atitinkamuose audiniuose priklauso nuo normalaus nervų volelio formavimosi procesų ir melanoblastų migravimo iš jo.

 

Melanoblastų migravimas iš nervų volelio: 1 - nervų volelio ląstelė; 2 - Melanoblastai; 3 - nesubrendę Melanocitai; 4 -epidermio Melanocitai; 5 - dermos Melanocitai.

Vienos grupės genai paveikia pigmentus tiesiogiai nervų volelyje, rezultate melanoblastų formavimosi intensyvumas sumažėja, jeigu pasikeičia jų forma ir funkcijos dėl sunkių organizmo sveikatos pažeidimų. Kitos grupės genai, kai jie paliko nervų volelį, gali stabdyti melanoblastų diferenciacijos užbaigimą, rezultate plaukai bus be pigmento – balti, arba gali ženkliai sumažinti melanoblastų populiacijos kiekį, rezultate – plaukai praras natūralios spalvos intensyvumą. Šeštos grupės genai veikia šį procesą dėl supančių melanoblastus audinių pasikeitimo sąlygų. Melanocitų morfologijos pasikeitimas yra veikiamas trečios ir septintos grupės genais, rezultate – Melanocitai nustoja tinkamai atlikti melanino sintezės funkciją ir pigmento granulių sekreto išskyrimą, t.y. melanino granulės pasiskirsto netolygiai per plauką, o įvairiom dėmėm, nors pigmento bendras kiekis nesumažėjo. Ketvirtos grupės genai veikia baltyminę melanosomų matricą ir paveikia melanino granulių formų ir dydžio pasikeitimą. Kai kurie melanino sintezės etapai yra kontroliuojami penktos ir aštuntos grupių genais. Šių genų mutacija gali sulėtinti ar sustabdyti melanino sintezę ar perjungti Eumelanino sintezę į Feomelanino ar atvirkščiai. Yra manoma, kad ten, kur išauga balti plaukai, Melanoblastai patenka į epidermį vidutiniškai dviem dienom vėliau, nei į plaukus su pigmentu, kas pažeidžia ląstelinę sąveiką tarp melanocitų ir plauko folikulų ir yra pigmento prasiskverbimo stabdymo priežastimi ir melanocitų žlugimo.

Yra žinoma, kad mūsų galvos, intymių vietų, pažastų, rankų ir kojų plaukai yra storesni nei kūno pūkelio plaukai, be to, jie yra tamsesni ir ryškesni. Tai paaiškinama yra tuo, kad Melanocitai yra pakankamai didelės ląstelės, o kūno pūkelio plaukų folikulai yra labai smulkūs ir jų skersmuo yra vos didesnis už melanocitų skersmenį, t.y. žiūrint į pūkelio plaukus iš morfinės-mechaninės pusės melanocitams yra „ ankšta“ pūkelio plaukų folikuluose.