黑色素是生物色素，是酪氨酸经过一连串化学反应所形成，动物、植物与原生生物都有这种色素。黑色素通常是以聚合的方式存在,在黑色素细胞中，酪氨酸经酪氨酸酶作用，羟化生成多巴，后者经氧化、脱羧等反应转变成吲哚醌，最后吲哚醌聚合为黑色素。先天性酪氨酸酶缺乏的病人，因为不能合成黑色素，患者皮肤毛发等发白，称为白化病。白化病患者对阳光敏感，易患皮肤癌。
分类
目前已知细菌来源的黑色素一般可分为以下四类。第一类是真黑素（Eumelanin），第二类是棕黑色素（Pheomelanin），又称为脱黑色素。这两类黑色素又可被统称为L-多巴黑色素（L-DOPA melanin）。第三类是脓黑色素(Pyomelanin)，也被称为尿黑酸黑色素（HGA melanin），而第四类则是1,8-二羟基萘黑色素（DHN melanin）。脓黑色素与DHN黑色素又可被统称为异黑色素（Allomelanin）。真黑素可以细分为黑真黑素（Black eumelanin）和棕真黑素（Brown eumelanin）两种，黑真黑素：只有该色素，随着黑真黑素从少到多，发色呈现从灰到黑的颜色，棕真黑素：只有该色素，随着棕真黑素从少到多，发色也会从淡黄色变为棕色。
形成方式
图1 黑色素的形成历程
黑色素广泛存在于人的皮肤、粘膜、视网膜、软脑膜及胆囊与卵巢等处。黑色素的产生多与内分泌失调、日光照射有关，黑色素细胞的多少主要取决于遗传，另外，还与内分泌激素及营养状况有关，由黑色素导致的疾病如：雀斑、黄褐斑、黑变病等，成为美容界研究的课题，祖国中医认为：凡七情内伤、饮食不调、劳倦失宜、肾水不足、妇人经血不调等，均可致病。该物质是由黑色素细胞合成的。皮肤的该物质细胞主要分布在表皮之基底层，也见于毛根及外毛鞘。人的表皮约有20亿个黑色素细胞，重约一克，平均每平方毫米1560个对称分布于全身。黑色素细胞能合成并分泌黑色素，因此是一种腺细胞。然而该物质的生物合成非常复杂，是通过色体（未成熟的黑色素）内酪氨酸—酪氨酸酶反应形成的。
生物信息
图2 黑色素在表皮细胞中的示意图
MC1R （melanocortin 1 receptor）基因提供了制备称为黑皮质素1受体的蛋白质的说明。该受体在正常色素沉着中起重要作用。受体主要位于黑素细胞的表面，黑素细胞是产生称为黑色素的色素的特化细胞。黑色素是赋予皮肤，头发和眼睛颜色的物质。黑色素也存在于视网膜的光敏组织中，在正常视力中起到作用。黑色素可以保护皮肤免受阳光中紫外线辐射的伤害。黑素细胞会产生两种形式的黑色素，即真黑素和棕黑色素。这两种色素的相对量有助于确定人的头发和皮肤的颜色。主要产生真黑素的人往往有棕色或黑色的头发和深色的皮肤，很容易晒黑。主要产生棕黑色素的人往往会有红色或金色的头发，以及浅色偏白皙的皮肤。黑皮质素1受体控制黑素细胞产生哪种类型的黑色素。当受体被激活时，它会在黑素细胞内引发一系列化学反应，刺激这些细胞产生真黑素。如果受体未被激活或被阻断，则黑素细胞产生褐黑素而不是真黑素。MC1R基因中的常见变异（多态性）与皮肤和毛发颜色的正常差异相关。某些遗传变异在红头发，白皙皮肤，雀斑和对阳光照射敏感性增加的人群中最常见。这些MC1R多态性降低了黑皮质素1受体刺激真黑素产生的能力，导致黑素细胞主要产生棕黑色素。尽管MC1R是正常人类色素沉着的关键基因，但研究人员认为其他基因的作用也会影响人的头发和皮肤着色。黑皮质素1受体在黑素细胞以外的细胞中也具有活性，包括参与机体免疫和炎症反应的细胞。受体在这些细胞中的功能尚不清楚。[1]
生物作用
色素是生物为了对抗紫外线而产生的，黑色素是所有色素中最强大的色素，且十分高效。在紫外线照射到黑色素的化学链时，黑色素化学链以极快的速度震动，将99%的有害的紫外线转换成无害的热量，从而保护了生物体的生存。这就是为什么在非洲生活的人和在高原生活的人肤色比别人更重的原因。太阳光包括可见光线、红外线、紫外线，其中UVC（波长最短的紫外线）对人体细胞中的脱氧核糖核酸（DNA）具有伤害作用，如果长期照射紫外线，会得皮肤病、皮肤癌等，严重的会导致基因突变，一般基因突变都是恶性的。所以皮肤细胞就会生理上的释放出黑色素，该物质有效可以吸收紫外线，减少紫外线对人体的影响。该物质由皮肤黑色素细胞产生，可强力吸收紫外线，大幅降低紫外线对DNA的伤害，就像是给DNA撑起了一把小阳伞。不只如此，黑色素还能消除自由基，给皮肤细胞提供双重保护。[2]
科学防晒
别忘了在进行美白护理的同时防晒。在美白护理的时候，能够将已经生成的黑色素慢慢消去，而防晒可以帮助皮肤抑制新的黑色素生成。通过好的防晒产品保护肌肤基底层和真皮层不受紫外线的伤害，不刺激酪氨酸酶的活性，抑制黑色素的生成。肤色还可以通过饮食改善。大量饮水，多吃蔬菜和水果和真菌类食物，加强抗氧化食物的摄入，维他命C、维他命A、β-葡聚糖等食物都可以有效美白和保护皮肤。西红柿、柠檬中含有丰富的维他命C，而维他命A则在一些脂溶性的黄色食物中常见。一些菌类食物例如绣球菌、灵芝、冬虫夏草等则蕴含丰富的β-葡聚糖和抗氧化物质，能清除自由基和黑色素沉淀。一些富含铜或锌的食物则会激活酪氨酸酶的活性，使皮肤发黑，所以要少吃动物肝脏、豆类、桃子等食物。少吃酸性食物也是值得注意的一点，以免体内产生自由基，沉积毒素。[2]
参考文献
[1] 柴保中. 細菌黑色素的合成途徑及生物功能研究進展. 微生物学通报. 2014, 2: 334–343.
[2] 王玉林. 皮肤黑色素的产生及美白浅析, 日用化学品科学, 2015, 36, 2.