SẠM NÁM VÀ TĂNG SẮC TỐ (P1) – HIỂU ĐÚNG VỀ MELANIN, CƠ CHẾ HÌNH THÀNH

Melanogenesis (quá trình hình thành sắc tố) là một quá trình phức tạp với các giai đoạn khác nhau. Hiểu đúng về cơ chế của quá trình này sẽ giúp bạn lựa chọn được phương pháp phù hợp cho vấn đề tăng sắc tố của mình, cụ thể là từ những gợi ý Twins sắp liệt kê trong bài viết này.

Ở phần 1, Twins sẽ giải đáp cho bạn những câu hỏi như: Thâm, nám, tàn nhang do đâu hình thành? Melanin có phải chỉ toàn gây hại? Tia UV ảnh hưởng ra sao đến việc tăng sắc tố? Phần 2 sẽ là những phương pháp giúp bạn vượt qua nỗi lo này.

Chúng ta bắt đầu thôi nào!

Cơ chế hình thành sắc tố (Melanogenesis)

Melanin liệu có cần thiết?

Sắc tố da được quy định chủ yếu bởi melanin – yếu tố quyết định chính của da, tóc và màu mắt của chúng ta. Melanin được sản xuất trong các melanosome bởi các tế bào hắc tố từ một quá trình phức tạp được gọi là quá trình hình thành hắc tố. Tế bào hắc tố tương tác với các hệ thống nội tiết, miễn dịch, viêm và thần kinh trung ương, và hoạt động của chúng cũng được điều chỉnh bởi các yếu tố bên ngoài như bức xạ tia cực tím và thuốc.

Và Twins cũng muốn khẳng định một điều, đối với làn da, melanin vẫn có vai trò riêng của mình. Bên cạnh việc xác định đặc điểm kiểu hình của con người, melanin còn giúp bảo vệ cơ thể trước tác động của ánh sáng mặt trời do khả năng hấp thụ bức xạ cực tím (tia UV). Nếu không có hoặc rối loạn melanin, bạn sẽ có nguy cơ mắc bệnh bạch biến, bạch tạng và thậm chí là ung thư da rất cao. Sau đây Twins sẽ cung cấp cho bạn một số thông tin về những loại bệnh này:

• Bạch biến là một bệnh tự miễn dịch mắc phải, đặc trưng bởi các dát và mảng mất sắc tố trên da, xảy ra thứ phát sau sự phá hủy tế bào hắc tố.
• Bệnh bạch tạng da (OCA) là một rối loạn lặn trên nhiễm sắc thể thường gây ra bởi sự vắng mặt hoặc giảm hoàn toàn quá trình tổng hợp melanin trong tế bào hắc tố. Chính sự thiếu hụt melainin này làm da mất đi khả năng tự bảo vệ trước ánh sáng, tia UV. Nhiều người bạch tạng phát triển dày sừng quang hóa hoặc ung thư da trước khi 30 tuổi. Di chứng của ung thư da là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tử vong sớm ở người bạch tạng. Giảm thị lực, tật khúc xạ, mờ mống mắt, rung giật nhãn cầu, giảm sản màng xương, giảm sắc tố đáy mắt, và suy giảm bất thường của các sợi thần kinh thị giác ở co thắt cũng là những đặc điểm phổ biến ở người bạch tạng. Điều đáng buồn là hiện tại gần như không có biện pháp điều trị bạch tạng, chủ yếu là các phương pháp bảo vệ cơ thể khỏi tổn hại của môi trường, đặc biệt là việc thiếu sắc tố melanin.

Các giai đoạn của quá trình hình thành hắc tố

Tiếp theo Twins sẽ nói về diễn biến của quá trình hình thành sắc tố:

Tế bào hắc tố Melanocytes bắt nguồn từ mào thần kinh melanoblasts di chuyển đến địa điểm khác nhau, trong đó có lớp đáy của biểu bì và các nang tóc. Đây là những tế bào duy nhất sản xuất ra các melanosome.

Tổng hợp melanin xảy ra trong các melanosome, bào quan liên quan đến lysosome (LRO). Cho bạn nào chưa biết, các protein quan trọng liên quan đến sắc tố da, chẳng hạn như các thành phần của sợi liên kết với melanin (glycoprotein Pmel17) và các enzym tạo hắc tố đều nằm trong các melanosome. Trong các bào quan này, chất nền cấu trúc được sắp xếp, enzyme tyrosinase được thu nhận và melanin được tổng hợp dọc theo bốn giai đoạn trưởng thành. Trong đó, tyrosinase (TYR) là một loại enzyme chiếm vai trò quan trọng nhất để tổng hợp melanin. Các giai đoạn này được mô tả như sau:

Các sợi nội tế bào tiền thân của melanin bắt đầu hình thành trong các melanosomes giai đoạn I hình cầu vô định hình và tạo ra lưới tiền sắc tố trong các melanosome giai đoạn II, cả hai giai đoạn này đều thiếu sắc tố melanin trưởng thành và thường được gọi là melanosome sơ khai. Quá trình tổng hợp melanin bắt đầu trong các melanosome giai đoạn II dạng sợi và các melanins được lắng đọng đồng nhất trên các sợi bên trong, dẫn đến việc tạo ra các melanosome giai đoạn III. Trong các tế bào hắc tố có sắc tố nhiều, tất cả các chi tiết cấu trúc cuối cùng bị che khuất do sự hiện diện của rất nhiều sắc tố melanin trong các melanosome giai đoạn IV. Hầu hết các protein chuyên biệt về sắc tố ảnh hưởng đến sắc tố da đều được bản địa hóa trong các melanosome, và bao gồm các thành phần enzym cần thiết để tổng hợp melanin (quan trọng nhất là tyrosinase). Khi quá trình tổng hợp melanin được hoàn thành, các melanosome di chuyển hai chiều từ vùng cận nhân về phía đuôi gai tế bào hắc tố, trong một chuyển động được điều khiển bởi các protein vi ống (kinesin, dynein). Quá trình vận chuyển này kết thúc bằng các sợi actin liên kết melanosome thông qua một phức hợp được tạo thành bởi myosin Va, Rab27a và melanophilin (mlph).

Trong lớp biểu bì, mỗi tế bào hắc tố tương tác thông qua các đuôi gai với 30 đến 40 tế bào sừng, cho phép chuyển các melanosome trưởng thành vào tế bào chất của tế bào sừng, từ đó tạo nên sắc tố trên da.

Sự đa dạng về kiểu hình của sắc tố và các loại sắc tố melanin

Có thể bạn chưa biết, trong cơ thể chúng ta, số lượng tế bào hắc tố tương đối không đổi ở các nhóm dân tộc khác nhau (số lượng có thay đổi ít khi do di truyền mà chủ yếu do các yếu tố ngoại sinh tác động), mà là do kích thước tế bào hắc tố, số lượng nhiều và kích thước lớn của melanosome, số lượng và loại sắc tố melanin, sự vận chuyển và phân bố melanin trong tế bào sừng. Các melanosome của những người da sẫm màu lớn hơn, nhiều hơn và dài ra, dẫn đến sự suy thoái chậm trong tế bào sừng và do đó làm tăng sắc tố da có thể nhìn thấy được. Những khác biệt này trong các melanosome có ngay từ khi mới sinh và không được xác định bởi các yếu tố bên ngoài như tia UV.

Có hai loại melanin:

• Eumelanin: polyme không hòa tan màu nâu đen hoặc sẫm;
• Pheomelanin: polyme hòa tan màu vàng đỏ được hình thành do sự liên hợp của cysteine hoặc glutathione.

Eumelanin là loại chủ yếu ở những người có da và tóc sẫm màu và hiệu quả hơn trong việc bảo vệ trước tác động của ánh sáng. Pheomelanin chủ yếu được tìm thấy ở những người có tóc và da màu đỏ dễ bị ung thư da hơn.

Tia UV tác động đến vấn đề tăng sắc tố như thế nào?

Tia UV là yếu tố bên ngoài quan trọng nhất trong việc điều chỉnh quá trình hình thành hắc tố. Sự thật là, sau khi tiếp xúc với tia UV, sắc tố ngay lập tức sẽ xuất hiện 5-10 phút và rồi biến mất vài phút hoặc vài ngày sau đó. Điều này phần lớn là do tia UVA gây ra và không phụ thuộc vào sự gia tăng tổng hợp melanin, mà là do quá trình oxy hóa của melanin đã có từ trước và sự phân bố lại của các melanosome đến các lớp biểu bì trên. Trường hợp chậm phát triển sắc tố, xảy ra 3-4 ngày sau khi tiếp xúc với tia UV, biến mất trong vòng vài tuần, là do cả bức xạ UVA và chủ yếu là UVB, và là kết quả của sự gia tăng mức độ hắc tố biểu bì, đặc biệt là eumelanin để bảo vệ da trước tác động của tia UV.

Mặt khác, tia UV còn làm tăng sự tăng sinh và / hoặc làm trưởng thành các tế bào hắc tố, số lượng đuôi gai và việc chuyển các melanosomes đến vị trí nhân trên tế bào sừng để bảo vệ DNA. Ngoài ra, các peptit POMC, MC1-R và các enzym tạo hắc tố cũng tăng lên dưới kích thích của tia UV, thêm vào đó là sự hình thành các loại oxy phản ứng (ROS) trong tế bào sừng và tế bào hắc tố, với hậu quả là tổn thương DNA. Đây cũng là lý do vì sao bạn sẽ thấy da mình sạm đi khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời cũng như việc dùng kem chống nắng và che chắn thật kỹ khi ra ngoài quan trọng ra sao.

Vậy còn trường hợp các đốm tàn nhang, đồi mồi ở người cao tuổi? Điều này có thể được giải thích là do các tế bào hắc tố có tuổi có hoạt động chức năng tăng cường sau nhiều năm tiếp xúc với tia UVR tích lũy. Và khi lão hóa, số lượng tế bào hắc tố chức năng cũng giảm, bao gồm cả Eumelanin – hoạt động như một chất chống nắng tự nhiên chống lại quá trình tác động và hình thành ung thư, một phần bằng cách giảm ROS và tăng cường sửa chữa các tổn thương DNA.

Các vấn đề tăng sắc tố

Nám da

Nám da là một rối loạn sắc tố mắc phải, đặc trưng bởi các mảng và mảng sắc tố phân bố đối xứng ở những vùng da tiếp xúc với ánh nắng mặt trời như trán, má và cằm. Tại vị trí bị nám, các tế bào hắc tố tăng hoạt động bị kích thích bởi tiếp xúc với tia cực tím (UV) là nguyên nhân lớn nhất gây nên tình trạng này. Bởi tiếp xúc với tia cực tím kích thích sự gia tăng quá trình hình thành hắc tố do enzyme tyrosinase và chuyển melanosome (các quá trình này Twins đã mô tả ở trên) đến các tế bào sừng của biểu bì, dẫn đến sự xuất hiện của các mảng sắc tố sau khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời hoặc bỏng nắng. Các nguyên nhân khác như di truyền, thuốc nhạy cảm với ánh sáng và nội tiết tố / bệnh nội tiết cũng đóng một vai trò và có thể góp phần vào sự nhạy cảm với tia cực tím. Estrogen, liên quan đến việc mang thai hoặc uống thuốc tránh thai, gây ra sự giải phóng hormone kích thích tế bào hắc tố (MSH), kích thích tyrosinasa – một lý do giải thích cho việc phần lớn các trường hợp nám được nhìn thấy ở nữ giới so với nam giới.

Trên làn da tổn thương của bệnh nhân bị nám da, có sự điều hòa của yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF), yếu tố tế bào gốc (kit-ligand), gen điều hòa tín hiệu Wnt và các loại gốc oxy hóa, tất cả đều là các sản phẩm phụ của quá trình viêm da do tia UV gây ra, lần lượt thúc đẩy quá trình tuần hoàn mạch máu và kích thích sự tăng hoạt động của tế bào hắc tố.

Đặc điểm mô học của nám da bao gồm sự gia tăng hàm lượng của cả hắc tố biểu bì và hạ bì, nhưng số lượng thay đổi theo cường độ của loại tăng sắc tố. Ngoài ra, hầu hết các nghiên cứu cho thấy không có sự gia tăng số lượng tế bào hắc tố. Tuy nhiên, các tế bào được mở rộng với các đuôi gai nổi rõ, dài ra và các melanosome phong phú hơn.

Căn nguyên của nám da có nhiều yếu tố. Tia UV được cho là tạo ra các loại oxy phản ứng (ROS) bằng cách kích hoạt oxit nitric cảm ứng và thúc đẩy quá trình hình thành hắc tố. Gần đây, vai trò của ánh sáng nhìn thấy được trong việc hình thành sắc tố đã được khẳng định trong các nghiên cứu. Một nghiên cứu cho thấy rằng ánh sáng nhìn thấy ở bước sóng 415 nm có thể gây ra tăng sắc tố (có thể kéo dài trong 3 tháng).

Nguồn: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pcmr.12273

Quá trình hình thành hắc tố sau khi tiếp xúc với tia UV và ánh sáng khả kiến (mắt thường có thể nhìn thấy được) có thể được kích thích bởi các tế bào sừng và nguyên bào sợi. Một con đường chính của cả sắc tố gây ra bởi tia UV và ánh sáng nhìn thấy là sự tiết ra yếu tố tế bào gốc (SCF), phối tử cho thụ thể tyrosine kinase, c-kit, dẫn đến tác động cuối cùng lên sự tăng sinh hoạt động của tế bào hắc tố. Có cả sự gia tăng biểu hiện của SCF ở lớp hạ bì(đặc biệt với những trường hợp có nám hỗn hợp và nám hạ bì đơn độc) và c-kit ở lớp biểu bì ở những vùng bị nám. Điều này được hỗ trợ thêm bởi sự gia tăng mức độ mRNA của các gen liên quan đến sự phát sinh hắc tố. Ngoài ra, yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF), một sản phẩm của tế bào sừng sau khi bị tổn thương bởi tia cực tím, có thể duy trì tế bào hắc tố của người bằng việc tăng cấp máu cho các vùng có hoạt động mạnh hơn của tế bào sắc tố. Đây được coi là một trong những cơ chế làm tăng hoạt động của các tế bào hắc tố gây nám da. Biểu hiện gen và protein tại vị trí có bệnh lý nám cho thấy sự điều chỉnh giảm của các gen liên quan đến chuyển hóa lipid ở da bị tổn thương, điều này có thể cho thấy chức năng hàng rào bị suy giảm góp phần vào cơ chế bệnh sinh của nám da.

Tiền sử gia đình cũng được biết là một yếu tố nguy cơ quan trọng để nám da phát triển, củng cố giả thuyết về khuynh hướng di truyền đối với tình trạng này với nghiên cứu có thể kể đến như: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/bjd.13059

Mặc dù không có nghiên cứu trên toàn bộ bộ gen để kiểm tra các gen liên quan, nhưng những phát hiện hiện tại cho thấy rằng các gen chịu trách nhiệm liên quan đến phản ứng sắc tố, viêm, nội tiết tố và có thể là mạch máu.

Ảnh hưởng của nội tiết tố đóng một vai trò quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của nám da, được thấy bởi sự gia tăng tỷ lệ hiện mắc khi mang thai, sử dụng thuốc tránh thai và các liệu pháp nội tiết tố khác. Nám da ngoài mặt cũng có liên quan đến trạng thái tiền mãn kinh. Sự biểu hiện của thụ thể progesterone tăng lên đáng kể trong lớp biểu bì của vùng da bị nám. Ngoài ra còn có sự gia tăng của thụ thể estrogen ở lớp hạ bì và xung quanh mạch máu, điều này hiện vẫn chưa được biết rõ về cơ chế cụ thể.

Trong lịch sử, nám da được phân loại là có ba dạng mô học: biểu bì, hạ bì và hỗn hợp. Ở loại biểu bì, có sự gia tăng sắc tố trên khắp các lớp của biểu bì, đặc biệt là ở lớp đáy và lớp gai. Tế bào hắc tố ở lớp biểu bì thường mở rộng, có các đuôi gai nổi rõ và các melanosome tăng lên. Hầu hết các nghiên cứu đều báo cáo không có sự thay đổi về số lượng tế bào biểu bì tạo hắc tố. Sắc tố biểu bì có thể được làm nổi bật bằng đèn Wood có thể giúp phân biệt các loại biểu bì và hạ bì. Loại tăng sắc tố hạ bì có melanophages (các tế bào thực bào chứa sắc tố da) ở bề mặt và lớp bì sâu. Ngoài ra, thâm nhiễm tế bào bạch huyết có thể được nhìn thấy ở lớp hạ bì ở những vùng có sự lắng đọng melanin tăng lên. Nám hỗn hợp thường biểu hiện các đặc điểm mô học kết hợp của loại biểu bì và hạ bì.

Tàn nhang

Tàn nhang là nhiều đốm sắc tố trên da thường xuất hiện ở người da trắng. Tàn nhang được đặc trưng bởi các dát sắc tố (1–3 mm) trên mặt, thậm chí trên cổ, vai và mu bàn tay. Tàn nhang xuất hiện lần đầu tiên với một người vào khoảng 5 năm tuổi dưới dạng các dát sắc tố màu nâu nhạt trên vùng da tiếp xúc với ánh sáng. Chúng tăng về số lượng, kích thước và độ đậm của sắc tố trong những tháng mùa hè, nhỏ hơn, nhạt hơn và ít hơn vào mùa đông. Tàn nhang được coi là bệnh lý sắc tố bị ảnh hưởng lớn bởi tia UV trong ánh sáng mặt trời. Tàn nhang thường ngừng phát triển trước tuổi vị thành niên và tồn tại suốt đời, nhưng đôi khi có thể chỉ bắt đầu xuất hiện ở tuổi trưởng thành. Chúng được xác định về mặt di truyền và có thể tái diễn trong các thế hệ kế tiếp ở các vị trí và kiểu hình tương tự, chúng được truyền cho đời sau như một kiểu gen trội trên NST (nhiễm sắc thể) thường. Các biến thể gen MC1R đóng một phần quan trọng trong sự phát triển của tàn nhang và các nốt sần tăng sắc tố do mặt trời. Tàn nhang chủ yếu xảy ra như một đặc điểm độc lập và hầu hết các trường hợp bị tàn nhang không có bất thường nào khác.

Đồi mồi

Đồi mồi(SLs) phát triển về mặt lâm sàng dưới dạng các mảng da phẳng, được khoanh tròn với nhiều màu sắc và kích cỡ khác nhau, thường xuyên xuất hiện trên mặt và trên mu bàn tay đường kính một số nốt lớn có thể lên tới 3cm. Mô học của các tổn thương đồi mồi được nhuộm Hemoxylin & Eosin cho thấy các vết nám và sắc tố nhẹ dọc theo lớp tế bào đáy. Có hai dạng SLs trên mặt:

• Một dạng cho thấy biểu bì dẹt với hắc tố cơ bản;
• Dạng khác cho thấy tăng sản biểu bì với sẩn nổi gồ trên bề mặt da bao gồm các tế bào cơ bản có sắc tố sâu.

Phân tích mô miễn dịch cho thấy số lượng tế bào hắc tố tăng lên trong tổn thương đồi mồi. Tuy nhiên, mật độ thực tế của các tế bào hắc tố dọc theo ranh giới giữa hạ bì và biểu bì ở SLs tương tự ở cả 2 dạng SLs. Hóa mô miễn dịch sử dụng kháng tyrosinase cho thấy các tế bào hắc tố dương tính với tyrosinase đã tăng lên đáng kể gấp 2 lần trong lớp biểu bì tổn thương của SLs. Phân tích gen bằng RT-PCR bán định lượng cho thấy mức độ biểu hiện mRNA của tyrosinase được điều chỉnh đáng kể gấp 2,3 lần ở lớp biểu bì tổn thương. Những phát hiện trên ủng hộ khả năng có sự kích thích tăng sinh tế bào hắc tố và tăng mức hoạt động của tyrosinase trong các tế bào hắc tố tại vùng đồi mồi.

Kết nối giữa tế bào sừng và tế bào sắc tố dưới tác động của tia UV

Tăng sắc tố sau viêm

Tăng sắc tố sau viêm (PIH) là một rối loạn mắc phải phổ biến xảy ra sau khi bị viêm hoặc chấn thương da. Các tổn thương có thể kể đến như mụn trứng cá, viêm da dị ứng và chốc lở. Ngoài ra còn có dị ứng, chấn thương, do thuốc… PIH có thể xảy ra ở mọi lứa tuổi ở mọi loại da nhưng phổ biến hơn ở loại da Fitzpatrick III-VI. Da càng sẫm màu thì chứng tăng sắc tố da càng có xu hướng dữ dội và dai dẳng. Không có sự khác biệt về giới tính. Tỷ lệ PIH ở những bệnh nhân da sẫm màu bị mụn trứng cá có thể lên tới 65%. Bạn biết không, vết thâm sau mụn cũng là một dạng PIH đấy!

Theo đó, tăng sắc tố sau viêm, hoặc chứng tăng sắc tố da, là kết quả của việc sản xuất quá mức melanin hoặc lắng đọng melanin bất thường ở lớp biểu bì hoặc hạ bì sau quá trình viêm. Các chất trung gian gây viêm kích hoạt sự phì đại và hoạt động của tế bào hắc tố, làm tăng sản xuất melanin trong lớp biểu bì. Trong các quá trình tăng sắc tố sâu hơn kéo dài đến lớp hạ bì, các tế bào ở lớp đáy bị tổn thương và giải phóng một lượng lớn melanin. Melanin bị thực bào và lắng đọng, khiến da đổi màu xanh xám, có thể tồn tại vĩnh viễn. Tăng sắc tố giới hạn ở lớp biểu bì có khả năng phân giải cao hơn và cũng dễ xử lý hơn so với chứng tăng sắc tố da tới hạ bì

Mô bệnh học PIH biểu bì cho thấy sự gia tăng melanin trong tế bào sừng. Sự hiện diện của melanin trong đại thực bào ở da được ghi nhận trong bệnh tăng sắc tố sau viêm ở hạ bì. Chẩn đoán PIH là lâm sàng đánh giá bằng đèn Wood có thể giúp phân biệt giữa PIH biểu bì và hạ bì.

Khác với nám, phần lớn các trường hợp PIH không đều và không đối xứng hoặc không nhất thiết ở những vùng da tiếp xúc với ánh sáng thường xuyên. Tuy nhiên, ánh sáng vẫn tác động mạnh đến mức độ biểu hiện của PIH, như đã thấy ở nám da. Về mặt mô học, không có sự khác biệt giữa một trong hai thực thể nám và PIH, cơ chế hình thành PIH tương tự dạng tăng sắc tố ở nám với mục đích tăng sinh melanin là để bảo vệ.

Kết thúc phần 1 tại đây, Twins mong rằng qua bài viết, bạn đã có thể nắm vững bản chất vấn đề. Từ đó dễ dàng lựa chọn cho mình phương pháp phù hợp trong những đề xuất Twins sắp nêu ra ở phần 2.

Cùng đón chờ nhé!

Nguồn: Cố vấn chuyên môn Twins Skin – Bác sĩ Đỗ Thành tổng hợp, bình luận và biên tập.