Kolagen: Właściwości, rodzaje i funkcje. Kompletny przewodnik o białku młodości

Funkcje kolagenu w organizmie – na co pomaga białko młodości?

Jest on budulcem skóry, kości, zębów, ścięgien, naczyń krwionośnych czy rogówki oka. Ochrania narządy i zapewnia sprężystość tam, gdzie jest ona potrzebna. Jest odporny na rozciąganie i np. włókno kolagenowe o średnic 1 mm nie ulegnie zerwaniu nawet w wyniku zawieszenia na nim ciężarka o masie 10 kg.

W ścięgnach, substancja międzykomórkowa składa się prawie wyłącznie z kolagenu, w kościach z kolagenu i kryształów fosforanów wapnia, w oku natomiast będąc przejrzystą galaretowatą substancją zawiera niewielką jego ilość.

Kolagen produkowany jest w głównej mierze w fibroblastach, ale też w chondroblastach, odontoblastach i osteoblastach. Co ciekawe, wyłącznie z aminokwasów endogennych.

Kolagen zwany białkiem młodości ma za zadanie:

• utrzymać gładkość, elastyczność, dobre napięcie i nawilżenie skóry, gdzie stanowi 72% jej suchej masy.

• Ponadto zapewnia prawidłowe funkcjonowanie stawów bez dokuczliwych dolegliwości bólowych,

• bierze udział w procesie gojenia ran oraz zrastania się złamanych kości * a także utrzymuje strukturalną integralność narządów i tkanek oraz elastyczność naczyń krwionośnych, co jest niezbędne dla prawidłowego przepływu krwi.

Kolageny uczestniczą w rozwoju narządów i naprawie tkanek, tworzą interakcje ze specyficznymi receptorami, wpływając tym samym na adhezję, różnicowanie, wzrost i przeżywalność komórek. Chociaż wiele typów kolagenu występuje w organizmie w niewielkich ilościach, to jednak odgrywają one bardzo ważną rolę w nadawaniu tkankom odpowiednich właściwości.

Skład kolagenu i jego struktura – rola aminokwasów.

Kolageny możemy podzielić na dwie główne grupy – kolageny fibrynalne i niefybrynalne, chociaż z tymi pierwszymi możemy spotkać się częściej. Białka te mają łańcuchy polipeptydowe splecione w strukturę prawoskrętnej rozciągniętej potrójnej helisy powstałej z nawinięcia wokół własnej osi trzech pojedynczych lewoskrętnych łańcuchów. Odwrotny kierunek skręcania pojedynczych łańcuchów i potrójnej helisy sprawia, że struktura ta jest wyjątkowo odporna na odwijanie pod wpływem rozciągania.

Rodzaje i typy kolagenu – czym się od siebie różnią?

• Kolagen typu I to kolagen fibrylarny. Występuje w skórze, ścięgnach, wiązadłach, kościach, zębinie i ma włókna o długości 300 nm i średnicy 1,5 nm.

• Kolagen typu II ma taką samą długość włókien, ale inną budowę superhelisy kolagenowej i występuje on w chrząstkach, ciele szklistym w oku oraz jądrze miażdżystym w krążkach miedzykręgowych.

• Kolagen typu III buduje często razem z kolagenem typu I, rozciągliwe tkanki łączne skórę, mięśnie i układ naczyniowy.

• Kolagen typu V jest charakterystyczny dla rogówki, zębów, kości, skóry i mięśni gładkich, gdzie występuje również razem z kolagenem typu I.

• Kolejne kolageny IV, VIII i X tworzą układy sieciowe występując w błonach podstawnych, śródbłonku, błonie Descemeta czy chrząstce hipertroficznej.

• Poza tym, kolageny kotwiczące to VII, transbłonowe XIII, XVII, multipleksyny XV i XVIII to kolageny niefibrylarne.

Potrójna helisa to podstawowa jednostka strukturalna kolagenu i nazywamy ją tropokolagenem. Na jej końcach znajdują się telopeptydy, które odpowiadają za immunogenność białka.

Jakkolwiek skomplikowanie to brzmi, jednak stanowi o tym jak ważne są dlanas białka kolagenowe i jak niezwykle odporne na działanie proteaz. Ich degradacja jest możliwa jedynie pod wpływem enzymu - kolagenazy.

Gdzie występuje kolagen w organizmie i na co wpływa?

Kolagen w naszym organizmie jest obecny w:

• skórze i tkance podskórnej,

• ścięgnach, kościach, tętnicach, rogówce,

• w tkance tworzącej blizny, w chrząstce, mięśniach szkieletowych,

• macicy, jelitach, pęcherzu, mózgu, sercu, nerkach,

• w pępowinie i owodni

utrzymując strukturalną integralność tkanek i narządów. Wypełniając przestrzenie między komórkami, zapewnia tkankom wytrzymałość mechaniczną, twardość, sprężystość, elastyczność oraz sztywność.

Kolagen wiąże wodę w tkankach, bierze udział w krzepnięciu krwi, w procesach regeneracyjnych tj. gojeniu ran, tworzeniu się blizn, zrastaniu kości po złamaniach oraz odgrywa istotną rolę w układzie immunologicznym, gdzie zapobiega ingerencji wszelkich drobnoustrojów i toksyn oraz chroni nas przed inwazją komórek rakowych. Zasadniczo wpływa na procesy odnowy komórek w skórze oraz utrzymuje odpowiedni poziom jej nawilżenia, co ma odzwierciedlenie w jej kondycji, wyglądzie i sprężystości.

Niedobór kolagenu – objawy i skutki ubytku w organizmie.

Ubytki kolagenu są widoczne w pierwszej kolejności właśnie na twarzy i szyi - to tam oznaki starzenia takie jak: suchość, bruzdy i zmarszczki czy opadająca, zwiotczała, mało elastyczna skóra, w tym: cellulit i rozstępy jest dla nas bardziej dotkliwa aniżeli pojawiające się później problemy ze stawami czy krążeniem.

Od zarania dziejów ludzkość dąży do utrzymaniem gładkiej, zdrowo i młodo wyglądającej skóry. Jednak wraz z wiekiem obniża się zdolność naszego organizmu do produkcji kolagenu. Oznacza to, iż więcej komórek kolagenu obumiera aniżeli jest wytwarzanych. To naturalny proces przebiegający u każdego z nas.

• Już w stosunkowo młodym wieku, bo około 25-30 roku życia, mamy do czynienia z utratą kolagenu, który w młodym oraz zdrowym organizmie podlega regularnej wymianie ok. 3 kg/rok.

• Jako że w syntezie, czyli tworzeniu się kolagenu niezbędne są estrogeny, insulina i hormony tarczycy to jest rzeczą oczywistą że po 50 r. ż jest jego gwałtowny spadek, a po 60 r. ż ustaje zupełnie.

Niechybnie u kobiet dodatkowo przyczynia się do tego menopauza, która zakłóca biosyntezę tego białka, ale nie bez wpływu jest tu nasz tryb życia, stres, przebyte choroby, toksyny czy zanieczyszczenie środowiska i promieniowanie słoneczne.

Niedobór kolagenu przyczynia się również do poważnych zniszczeń strukturalnych układu szkieletowego, co skutkuje powstawaniem żylaków, przepukliny, zwyrodnień kręgosłupa szyjnego oraz stawu rzepkowo-udowego. Stawy stają się sztywne, obolałe, pojawiają się obrzęki.

Kolagen, jako że umożliwia przemianę glukozy w energię i pobudza procesy metaboliczne, to jego niedobór sprzyja zbędnym kilogramom i predysponuje do cukrzycy.

W układzie trawiennym, wspierając regenerację uszkodzonych ścian komórkowych oraz dostarczając leczniczych aminokwasów, wspomaga leczenie:

• nieszczelnego jelita,

• refluksu

• oraz choroby Leśniowskiego-Crohna,

więc tu też jego obecność jest kluczowa. Podobnie w układzie krwionośnym, gdzie kontroluje ciśnienie krwi, rozluźnia naczynia krwionośne, rozszerza tętnice oraz pozwala na oczyszczanie ich ścian z tłuszczu.

Kolagen umożliwia lepsze wchłanianie składników mineralnych, zwiększając gęstość kości, wspiera też procesy ochronne i naprawcze w tkance chrzęstnej, zmniejsza aktywność enzymów odpowiedzialnych za stany zapalne i ból. Zmniejszenie jego poziomu prowadzi do osłabienia włosów, które stają się łamliwe i słabe co w konsekwencji może prowadzić do łysienia.

Kolagen chroni narządy wewnętrzne takie jak wątroba, nerki, żołądek, tworząc wokół nich warstwę zabezpieczającą, więc jego ubytek może prowadzić do ich dysfunkcji. Jest on wszechobecny i pozwala na prawidłowe funkcjonowanie naszego organizmu jako całości, a nieprawidłowości w genach kodujących kolagen czy w potranslacyjnej modyfikacji kolagenu, skutkują chorobami związanymi z nieprawidłową budową tego białka w organizmie i przez to brakiem odpowiedniej wytrzymałości.

Choroby związane z nieprawidłową budową kolagenu.

Do chorób takich zaliczamy:

• zespół Ehlersa-Danlosa związany z nadmierną rozciągliwością skóry, podatnością tkanek na urazy i zwiększoną ruchomością stawów,

• zespół Alporta (nieprawidłowości w błonie podstawnej),

• epidermoliza pęcherzowa, która związana jest z pękaniem skóry i tworzeniem się pęcherzy nawet w wyniku niewielkich urazów,

• łamliwość kości,

• szkorbut.

Zastosowanie kolagenu w medycynie, kosmetyce i przemyśle.

Naturalny kolagen ze względu na swoje specyficzne właściwości, nietoksyczność, biozgodność ze wszystkimi żywymi organizmami, biodegradowalność, właściwości biologiczne i rozpowszechnienie, jest szeroko stosowany w farmacji oraz medycynie w tym stomatologii i kosmetyce jako biomateriał i ma ogromny wpływ na rozwój medycyny regeneracyjnej, inżynierii tkankowej czy kosmetologii. Stosowany jest też w gałęziach przemysłu takich jak: skórzany, spożywczy, biotechnologiczny.

Z kolagenów wytwarza się:

• nici chirurgiczne, kompresy, gąbki stosowane w leczeniu ran oraz oparzeń,

• tabletki i minigranulki, które są nośnikami białek, interferonów, czynników wzrostu, kwasów nukleinowych w różnorakich systemach dostarczania leków,

• implanty (np. kości, naczyń krwionośnych i skóry).

Stosuje się je:

• w chirurgii stomatologicznej do wypełnień tkanki chrzęstno – stawowej,

• w ortopedii stawu kolanowego,

• w uszkodzeniach rogówki a także do podawania leków na powierzchnię oka,

• w ginekologii – w schorzeniach układu moczowo-płciowego,

• otolaryngologii do regeneracji tkanek fałd głosowych,

• w medycynie estetycznej jako wypełniacze tkankowe w postaci iniekcji w celu wyrównania powierzchni skóry w miejscu zmarszczek czy blizn oraz do modelowania owalu twarzy i ust - przy czym efekt takiego zabiegu jest czasowy dla preparatów wchłanialnych lub trwały dla preparatów, które się nie wchłaniają.

Wypełniacze te, mogą być syntetyczne lub naturalne pochodzące z tkanek zwierząt (kolagen ksenogeniczny), tkanek innych ludzi (allogeniczny) lub własnych (autogeniczny).

Nutriceutyki, czyli suplementy diety zawierające kolagen oraz jego hydrolizaty, których głównym wskazaniem jest profilaktyka chorób związanych ze zmianami w tkance łącznej (chrzęstno - stawowej), opóźnienie efektów starzenia się skóry, wzmocnienie paznokci, redukcja rozstępów i łagodzenie stresu oksydacyjnego.

Kosmetyki z kolagenem – żele, kremy i ich skuteczność.

Preparaty do aplikacji na powierzchnię skóry to żele, kremy, maski, płatki kolagenowe pod oczy, rękawiczki z kolagenem, lecz skuteczność tych form jest ograniczona ze względu na wysoką masę cząsteczkową kolagenu i tworzy on jedynie film ograniczający transepidermalną utratę wody na powierzchni skóry.

Suplementacja kolagenu – jak wybrać najlepszy kolagen do picia lub w tabletkach?

Najskuteczniejszym działaniem cieszą się formy doustne, w których istotną rolę pełnią hydrolizaty kolagenowe, najlepiej w formie płynnej, dedykowane w szczególności osobom, które wykazują duży niedobór włókien kolagenowych. Formy tabletek natomiast, sprawdzą się u osób dbających o stan swoich włosów i paznokci. Prócz wymienionych kryteriów warto pamiętać, że dodatek kwasu hialuronowego oraz witaminy C dodatkowo stymulują produkcję kolagenu.

Naturalny kolagen jest doskonale wchłaniany przez ludzki organizm i praktycznie nie powoduje żadnych skutków ubocznych, niekiedy mogą wystąpić reakcje alergiczne przy przekroczonych normach dawkowania, pacjenci mogą się też skarżyć na:

• ogólne osłabienie,

• bóle mięśni, stawów,

• kwaśny oddech i nieprzyjemny posmak w ustach.

Suplementacja białkiem kolagenowym może przybierać różne formy gdyż na rynku dostępne są zarówno tabletki, proszek jak i formy płynne. Kolagen jest potrzebny zwłaszcza:

• osobom starszym w celu poprawy sprawności narządu ruchu,

• osobom uprawiającym sport po to, by zachować elastyczność stawów,

• wszystkim nam, którzy chcemy zachować swoją urodę i jak najdłużej cieszyć się nią bez pojawiających się z czasem niedoskonałości.

Preparaty z kolagenem powinniśmy stosować przynajmniej przez trzy miesiące i warto tu wspomnieć o tym, że systematyczne ich przyjmowanie zwiększa naturalną syntezę tego białka przez nasz organizm. Niewątpliwie słusznym wnioskiem, jaki nasuwa się nam w związku ze stosowaniem kolagenu, to dodatkowo zmieniając dietę i dotychczasowy tryb życia, możemy spowolnić procesy starzenia się skóry oraz zadbać o prawidłowe funkcjonowanie całego organizmu.