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黑色素由黑色素细胞产生。黑色素细胞是我们在第一章中提到过的一种特殊的迁移细胞（见图1、图2），深植于表皮和毛球基质。关于黑色素细胞的系统发育（整体演化史）和个体发育（个体发育史），那是一个相当引人入胜的故事。黑色素细胞源自胚胎神经管两侧的神经嵴（见图18），起初为一种活跃的分裂细胞，即成黑色素细胞，在胚胎发育的第十八周逐渐迁移至表皮，最终到达皮肤、耳朵、眼睛及脑膜（见图19）。
黑色素细胞通过细胞内的膜结合小泡（黑素体）产生黑色素，随后，黑色素被挤出细胞，并通过蜘蛛状树突进入表皮角质细胞。黑素体的大小、形状及其聚合方式都会影响它保护皮肤及其下方组织免受紫外线辐射伤害的能力。深色皮肤中的黑素体更大、黑色素含量更丰富，并均匀分布在角质细胞中。相较于浅色皮肤个头较小、密度较稀、颜色较浅的黑素体，深色皮肤中的黑素体能吸收更多能量。[95]表皮中游离在黑素体之外的小颗粒—黑色素颗粒，也能吸收和散射紫外线辐射，以起到额外保护皮肤的作用。[96]