Sắc tố melanin là gì? Khám phá bí mật sắc tố quyết định màu da

Dù bạn có da sáng hay tối, sự hiện diện của melanin luôn đóng vai trò then chốt. Melanin là hợp chất sinh học được tạo ra trong các tế bào melanocyte, quyết định màu sắc tự nhiên của da, tóc và mắt, đồng thời bảo vệ da khỏi tác hại của ánh nắng mặt trời bằng cách hấp thụ tia UV và hạn chế tổn thương DNA. Theo dõi bài viết để hiểu rõ hơn Vậy sắc tố melanin là gì có ở đâu?

Sắc tố melanin là gì? Vai trò và các loại melanin phổ biến

Melanin là một nhóm sắc tố tự nhiên mà cơ thể con người và nhiều loài sinh vật khác tự sản xuất. Đây là những đại phân tử phức tạp, hình thành từ axit amin tyrosine qua chuỗi phản ứng oxy hóa và polymer hóa. Ở người, melanin chủ yếu được tổng hợp trong các tế bào đặc biệt gọi là melanocytes, nằm ở lớp đáy của thượng bì, trong nang tóc và mống mắt. Chức năng chính của melanin không chỉ là tạo màu da, tóc, mắt mà còn tham gia vào nhiều quá trình sinh lý quan trọng.

Quá trình tổng hợp melanin được gọi là melanogenesis. Tyrosine, một loại amino acid, dưới tác dụng của enzyme tyrosinase, chuyển thành DOPA rồi dopaquinone. Từ dopaquinone, melanin có thể đi theo hai con đường:

• Eumelanin: Hình thành từ DHI/DHICA, tạo màu nâu đậm đến đen.
• Pheomelanin: Có sự tham gia của cysteine, tạo màu vàng đỏ đến nâu đỏ.

Các hạt melanin sau khi hình thành được đóng gói trong bào quan melanosomes và phân phối đến tế bào sừng, nang tóc, hoặc mống mắt. Sự khác biệt về loại và lượng melanin chính là nguyên nhân khiến màu da, tóc và mắt khác nhau giữa các cá nhân.

Có nhiều loại melanin, nhưng phổ biến nhất ở con người gồm:

• Eumelanin: Màu nâu đen, có khả năng hấp thụ tia UV rất tốt, bảo vệ da và mắt khỏi tác hại của ánh sáng. Người có nhiều eumelanin thường có da sẫm, tóc tối.
• Pheomelanin: Màu đỏ hoặc vàng đỏ, khả năng bảo vệ tia UV kém hơn eumelanin. Người có nhiều pheomelanin thường da sáng, tóc đỏ hoặc vàng.
• Neuromelanin: Tồn tại trong tế bào thần kinh ở não (hạch đen, locus coeruleus), giúp giữ kim loại nặng và chống stress oxy hóa. Tuy nhiên, nếu neuromelanin rối loạn, có thể liên quan tới các bệnh thần kinh như Parkinson.
• Các loại khác: Bao gồm allomelanin ở thực vật, pyomelanin ở vi khuẩn, nấm, đóng vai trò bảo vệ sinh học và được nghiên cứu ứng dụng trong vật liệu và y sinh. 

Melanin có vai trò gì? Các vai trò sinh học của melanin phải kể đến như:

• Bảo vệ da khỏi tia UV và bức xạ: Eumelanin hấp thụ và tán xạ tia UV, ngăn DNA và tế bào da bị tổn thương, giảm nguy cơ cháy nắng, lão hóa sớm và ung thư da. Melanin còn có khả năng chống oxy hóa, trung hòa các gốc tự do sinh ra từ ánh sáng và môi trường.
• Quyết định màu sắc bề ngoài: Lượng và loại melanin quyết định màu da, tóc và mắt. Eumelanin nhiều → màu tối; pheomelanin nhiều → màu sáng hoặc đỏ.
• Vai trò trong hệ thần kinh: Neuromelanin là một dạng melanin đặc biệt tồn tại chủ yếu trong các neuron của não, đặc biệt là ở vùng substantia nigra và locus coeruleus. Chức năng chính của nó bao gồm bảo vệ tế bào thần kinh bằng cách giữ lại các ion kim loại nặng như sắt, đồng, đồng thời giảm stress oxy hóa — các cơ chế này giúp ngăn ngừa tổn thương tế bào thần kinh do gốc tự do và kim loại ion gây ra. Nghiên cứu được thực hiện bởi Zecca et al., 2008, Journal of Neural Transmission cho thấy, Neuromelanin có khả năng che chắn ion sắt và giảm stress oxy hóa trong neuron dopaminergic, đồng thời sự rò rỉ neuromelanin ra môi trường ngoại bào có thể kích thích viêm và góp phần vào thoái hóa.

Cơ chế hình thành và điều tiết của cơ thể

Melanin là sắc tố quan trọng giúp màu da, tóc và mắt, đồng thời bảo vệ cơ thể khỏi tác hại của tia UV. Cơ thể tạo ra melanin thông qua một quá trình sinh học tinh vi bắt đầu từ các tế bào chuyên biệt gọi là tế bào melanocyte.

Melanin được tổng hợp từ axit amin tyrosine. Dưới tác động của enzyme tyrosinase, tyrosine trải qua nhiều bước biến đổi hóa học để tạo thành các loại melanin khác nhau, phổ biến nhất là eumelanin (màu nâu-đen) và pheomelanin (màu vàng-đỏ). Quá trình này xảy ra trong các bào quan gọi là melanosome, sau đó melanin được vận chuyển từ melanocyte sang các tế bào da xung quanh (keratinocyte) để tạo màu sắc cho da và tóc.
Sản xuất melanin không diễn ra tự do mà được điều hòa bởi nhiều yếu tố:

• Di truyền: Gen quy định số lượng và hoạt động của melanocyte, quyết định màu da và tóc cơ bản.
• Ánh sáng mặt trời: Tia UV kích thích melanocyte sản xuất melanin nhiều hơn, giúp da tự bảo vệ khỏi cháy nắng và tổn thương DNA.
• Hormone: Hormone như melanocyte-stimulating hormone (MSH) có thể tăng cường sản xuất melanin, trong khi một số hormone khác có thể ức chế.
• Tuổi tác và sức khỏe: Sự giảm hoạt động của melanocyte theo tuổi tác hoặc do bệnh lý cũng ảnh hưởng đến lượng melanin, dẫn đến hiện tượng da nhạt màu hoặc tóc bạc.

Yếu tố ảnh hưởng tới sản xuất melanin

Một số yếu tố chính ảnh hưởng tới việc cơ thể sản xuất melanin nhiều hay ít:

• Yếu tố ánh sáng và tia UV: Một trong những yếu tố quan trọng nhất kích thích sản xuất melanin là ánh sáng, đặc biệt là tia cực tím (UV). Khi da tiếp xúc với UV, các tế bào sừng (keratinocytes) và tế bào lớp bì giải phóng những chất tín hiệu như α‑Melanocyte‑Stimulating Hormone (α‑MSH) hay Endothelin‑1 (ET‑1), kích hoạt tế bào melanocytes sản xuất melanin. Quá trình này diễn ra thông qua con đường tín hiệu cAMP → MITF → các enzyme quan trọng như tyrosinase, TYRP1, TYRP2, từ đó thúc đẩy tổng hợp melanin. Nghiên cứu từ MDPI (2018) cho thấy, ánh sáng nhìn thấy cũng có thể kích thích melanin, không chỉ tia UV, cho thấy da phản ứng với nhiều loại ánh sáng khác nhau.
• Yếu tố di truyền và enzyme: Sản xuất melanin còn chịu ảnh hưởng mạnh từ yếu tố di truyền. Hàng trăm gen liên quan tới melanocytes, melanosome và enzyme tổng hợp melanin được phát hiện, trong đó tyrosinase là enzyme quan trọng nhất. Nếu gen hoặc enzyme này hoạt động kém, lượng melanin tạo ra sẽ giảm, dẫn đến các vấn đề về sắc tố da như da sáng màu hoặc dễ cháy nắng. Một số nghiên cứu cũng chỉ ra rằng pH bên trong melanosome – nơi melanin được tổng hợp – ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động enzyme, từ đó ảnh hưởng đến lượng melanin cuối cùng.
• Yếu tố môi trường khác: Nhiệt độ môi trường cũng tác động đến quá trình melanogenesis. Một nghiên cứu trên tế bào melanocyte chỉ ra rằng khi tế bào được nuôi ở nhiệt độ thấp hơn (31–34°C so với 37°C), hoạt động tyrosinase giảm, dẫn đến sản xuất melanin ít hơn. Mặc dù trong thực tế ở người, ảnh hưởng của nhiệt độ lên da có thể nhỏ, nhưng kết quả này chứng minh rằng môi trường xung quanh vẫn đóng vai trò trong việc điều tiết sắc tố da.
• Tác động từ tế bào xung quanh: Không chỉ melanocytes, các tế bào xung quanh như keratinocytes hay fibroblasts cũng tham gia vào quá trình này. Khi tiếp xúc UV, các tế bào này tiết các yếu tố như ET‑1, SCF, hoặc các cytokine IL‑1α, TNF‑α, kích thích melanocytes sản xuất melanin. Đây là một cơ chế bảo vệ sinh học, giúp da tăng khả năng chống lại tác hại từ ánh sáng mặt trời.

Rối loạn sắc tố Melanin có thể gây ra những tác hại gì cho da?

Khi việc điều tiết melanin không cân bằng, cơ thể có thể gặp các vấn đề sắc tố như:

Tăng sắc tố: Nám, sạm da, tàn nhang

Khi cơ thể sản xuất quá nhiều melanin hoặc melanin phân bố không đồng đều, da sẽ xuất hiện các mảng sẫm màu. Đây chính là nguyên nhân gây nám, sạm da và tàn nhang, đặc biệt ở những vùng hay tiếp xúc với ánh nắng như mặt, cổ và tay. Nguyên nhân thường là do tia UV kích hoạt enzym tyrosinase trong melanocyte, thúc đẩy tổng hợp melanin.

Nếu cơ chế điều tiết bị rối loạn, melanin sẽ tích tụ không đều, khiến màu da mất cân bằng. Theo nghiên cứu của Shreaz và cộng sự (2020), tình trạng tăng melanin còn liên quan đến stress oxy hóa và viêm da, góp phần hình thành các đốm nâu trên da.

Ung thư da

Mặc dù melanin có vai trò bảo vệ DNA khỏi tia UV, nhưng khi cơ chế sản xuất hoặc phân bố melanin bị rối loạn, nguy cơ ung thư da có thể tăng lên. Melanocyte phát triển bất thường, không kiểm soát, có thể dẫn đến melanoma, dạng ung thư da ác tính. Khi melanin không được điều tiết đúng, DNA trong tế bào da dễ bị tổn thương và đột biến. Nghiên cứu của Slominski và cộng sự (2019) chỉ ra rằng bất thường trong melanocyte có thể làm thay đổi các tín hiệu tế bào, tạo điều kiện cho ung thư da phát triển.

Giảm sắc tố và bạch biến

Ngược lại, nếu melanin hoặc melanocyte thiếu hụt, da sẽ trở nên nhạt màu hoặc xuất hiện các vùng mất sắc tố, như bạch tạng hoặc vitiligo. Khi enzym tyrosinase hoạt động yếu hoặc số lượng melanocyte giảm, cơ thể không thể tổng hợp đủ melanin, dẫn đến da mất màu tự nhiên. Hậu quả là da trở nên nhạy cảm với ánh sáng, dễ cháy nắng và tổn thương. Ngoài ra, mất sắc tố còn ảnh hưởng đến thẩm mỹ và tâm lý của người bệnh. Theo nghiên cứu của Taieb & Picardo (2009), sự giảm số lượng melanocyte là nguyên nhân chính dẫn tới vitiligo.

Rối loạn thần kinh do Neuromelanin

Melanin không chỉ xuất hiện ở da mà còn tồn tại trong hệ thần kinh dưới dạng neuromelanin, giúp giữ ion kim loại và giảm stress oxy hóa trong tế bào thần kinh. Khi neuromelanin quá ít, tế bào thần kinh dễ bị tổn thương; ngược lại, nếu quá nhiều và thoát ra ngoài khi tế bào chết, nó có thể thúc đẩy quá trình thoái hóa thần kinh. 

Melanin có trong thực phẩm nào?

“Melanin có trong thực phẩm nào hay melanin có ở đâu là thắc mắc được nhiều người quan tâm. Thực tế, khái niệm “thực phẩm chứa melanin” không hoàn toàn chính xác. Melanin trong cơ thể người được tổng hợp tự nhiên, và hầu hết thực phẩm không chứa melanin với hàm lượng cao tương tự. Tuy nhiên, một số thực phẩm có khả năng hỗ trợ cơ thể sản xuất melanin, nhờ chứa các chất dinh dưỡng quan trọng cho quá trình tổng hợp sắc tố này.

• Thực phẩm giàu đồng: Đồng là khoáng chất thiết yếu giúp enzyme tyrosinase – nhân tố quan trọng trong quá trình tổng hợp melanin – hoạt động hiệu quả. Các thực phẩm giàu đồng bao gồm: Hạt điều (1 chén ~ 1 mg đồng), đậu lăng (100 g ~ 0,5 mg đồng), gan bò (100 g ~ 4 mg đồng), nấm và đậu phộng. Việc bổ sung đủ đồng có thể thúc đẩy sản xuất melanin, giúp da và tóc duy trì sắc tố khỏe mạnh.
• Rau xanh, ngũ cốc nguyên hạt và các loại hạt giàu vitamin A, C, E: Những vitamin này đóng vai trò chống stress oxy hóa, bảo vệ tế bào melanocyte (tế bào sản xuất melanin) và điều chỉnh sắc tố da. Ví dụ, 100g ớt chuông đỏ chứa khoảng 127 mg vitamin C, 100g hạt hạnh nhân chứa ~25 mg vitamin E, đều hỗ trợ quá trình này.
• Các loại nấm như shiitake, maitake: Nấm không chỉ giàu đồng mà còn chứa vitamin D, giúp cơ thể cân bằng sắc tố và hỗ trợ tổng hợp melanin. Một nghiên cứu chỉ ra rằng, 100g nấm shiitake có thể cung cấp khoảng 1 mg đồng và 18 IU vitamin D.
• Thực vật đặc biệt: Mucuna monosperma: Mucuna monosperma, thuộc họ đậu, có khả năng kích thích sản xuất melanin. Loại cây này đã được nghiên cứu trong lĩnh vực mỹ phẩm và y học để hỗ trợ điều chỉnh sắc tố da, nhờ chứa L-DOPA – tiền chất trực tiếp của melanin.
• Trà đen: Một nghiên cứu gần đây cho thấy melanin tự nhiên có thể được chiết xuất từ lá trà đen, làm nổi bật trà đen như một nguồn melanin tiềm năng trong thực phẩm, mặc dù hàm lượng không lớn bằng melanin trong cơ thể.

Tóm lại, thay vì tìm thực phẩm “chứa melanin”, bạn nên tập trung vào các thực phẩm giàu đồng, vitamin A, C, E và các hợp chất kích thích tyrosinase để hỗ trợ cơ thể tổng hợp melanin một cách tự nhiên và hiệu quả.

Kiểm soát sắc tố melanin: Từ nội sinh đến ngoại sinh

Để duy trì sắc tố melanin cân bằng, cần kết hợp cơ chế tự nhiên của cơ thể với các biện pháp chăm sóc da và dinh dưỡng từ bên ngoài. Việc này giúp da sáng khỏe, đều màu và hạn chế các vấn đề về tăng sắc tố như nám, sạm, tàn nhang.

Điều chỉnh yếu tố nội sinh:

• Cân bằng nội tiết: Hormone là yếu tố quan trọng tác động đến sản xuất melanin. Một số hormone như MSH (Melanocyte-Stimulating Hormone) hay estrogen có thể làm tăng hoạt động của melanocyte, dẫn đến da xuất hiện nám hoặc vùng da tối màu không đều. Việc duy trì cân bằng hormone thông qua chế độ sinh hoạt hợp lý, kiểm tra sức khỏe định kỳ giúp hạn chế sự tăng sản xuất melanin quá mức.
• Bổ sung dinh dưỡng: Cơ thể cần đủ khoáng chất và vitamin để melanocyte hoạt động ổn định. Đồng, vitamin A, C, E là những chất quan trọng giúp quá trình melanogenesis diễn ra hiệu quả mà không gây tăng sắc tố quá mức. Thiếu các dưỡng chất này có thể làm melanocyte hoạt động bất thường, dẫn đến da xỉn màu hoặc không đều màu.
• Giảm stress oxy hóa: Stress oxy hóa là nguyên nhân khiến melanocyte bị kích thích quá mức, tạo ra melanin nhiều hơn bình thường. Sử dụng thực phẩm giàu chất chống oxy hóa như trái cây, rau xanh, ngủ đủ giấc và chăm sóc da nhẹ nhàng giúp hạn chế tác động này, bảo vệ da khỏi tình trạng tăng sắc tố không mong muốn.

Đối phó yếu tố ngoại sinh gồm:

• Bảo vệ da khỏi tia UV: Ánh nắng mặt trời là tác nhân kích thích mạnh mẽ sản xuất melanin. Tia UV có thể gây tăng sắc tố, sạm da và lão hóa sớm. Việc thoa kem chống nắng hàng ngày là cách đơn giản nhưng hiệu quả để hạn chế tác động xấu từ ánh sáng mặt trời.
• Sử dụng hoạt chất ức chế melanin khi cần: Một số thành phần như axit kojic, arbutin hay niacinamide có khả năng ức chế enzyme tyrosinase hoặc ngăn vận chuyển melanosome, giúp giảm sản xuất melanin và cải thiện màu da. Việc kết hợp các hoạt chất này với chế độ chăm sóc da phù hợp sẽ hỗ trợ làm da sáng và đều màu hơn.
• Điều trị y tế khi cần thiết: Trong các trường hợp rối loạn sắc tố nghiêm trọng như nám, sạm, bạch biến, việc tự chăm sóc tại nhà không đủ. Tham khảo bác sĩ da liễu để được hướng dẫn các phương pháp điều trị chuyên sâu như laser, thuốc hoặc liệu pháp tại chỗ sẽ mang lại hiệu quả cao hơn và an toàn cho da.

Hiểu rõ về sắc tố melanin là gì giúp chúng ta nhận thức được vai trò quan trọng của melanin trong việc bảo vệ da, điều hòa sắc tố và duy trì sức khỏe tổng thể. Khi nắm vững kiến thức này, bạn có thể áp dụng các biện pháp chăm sóc da, chế độ dinh dưỡng và lối sống phù hợp để cân bằng melanin, từ đó có làn da khỏe mạnh, đều màu và chống lão hóa hiệu quả.

Nguồn tham khảo:

• https://www.verywellhealth.com/melanin-8665833
• https://en.wikipedia.org/wiki/Mucuna_monosperma
• https://plantigo.in/blogs/plant-based-protein-powders/top-9-melanin-rich-foods-for-hair-growth-and-pigment-restoration