Kolagen to białko powszechnie występujące w organizmie człowieka i wszystkich zwierząt. Stanowi około 30% wszystkich białek organizmu ludzkiego. Jest budulcem wielu tkanek i narządów. Przedstawiamy budowę, funkcje i właściwości kolagenu.
Spis treści (kliknij, by przejść do sekcji)
Co to jest kolagen?
Kolagen jest białkiem, podstawowym składnikiem substancji międzykomórkowej. Zapewnia tkankom odporność na rozciąganie. Występuje praktycznie we wszystkich tkankach organizmu.
Szacuje się, że kolagen stanowi około 30% wszystkich białek ludzkiego organizmu. Ponieważ miejsca jego występowania oraz funkcje w organizmie różnią się od siebie również kolageny w nich występujące są nieco inne. Modyfikacje zarówno strukturalne, jak i funkcjonalne sprawiają, że mówimy o kolagenach jako o rodzinie białek. Dotychczas odkryto 29 różnych typów kolagenu u ludzi.
Budowa kolagenu
Kolagen jest jednym z najważniejszych polimerów naturalnych. Zbudowany jest z trzech aminokwasów glicyny, proliny i hydroksyproliny. Łączą się one wiązaniem peptydowym w długie (liczące około 1000 aminokwasów) lewoskrętne α - łańcuchy peptydowe. Trzy takie łańcuchy skręcone w prawo wokół jednej wspólnej osi tworzą superhelisę - podstawową jednostkę strukturalną kolagenu nazywaną tropokolagenem. Tropokolagen łączy się we włókienka kolagenowe, te zaś we włókna kolagenowe.
Dodatkowo pomiędzy pojedynczymi α-łańcuchami aminokwasów występują wiązania wodorowe. Za ich sprawą kolagen jest stabilny, ale nie sztywny, a „prześwity” w jego strukturze umożliwiają wyginanie się włókien we wszystkich kierunkach.
Kolagen tworzy zróżnicowane struktury – włókniste, globularne lub włóknisto-globularne. Dzięki temu może tworzyć tkankę łączną o zróżnicowanych właściwościach (skóra, włosy, chrząstka stawowa itd.).
Warto zwrócić uwagę, że istnieje sporo nieścisłości w nazewnictwie związanym z kolagenem.
Najczęściej mówiąc „kolagen” mamy na myśli skrót od „tropokolagenu”. Dla produkcji przemysłowych „kolagen” oznacza pojedyncze alfa łańcuchy aminokwasów.
Nawet w opracowaniach naukowych na temat kolagenu ciężko znaleźć odpowiedź, czy takie upraszczanie jest poprawne, gdyż sami autorzy tych publikacji je stosują.
Właściwości kolagenu
Właściwości kolagenu są ściśle związane z jego budową. Cechą, która powoduje, że kolagen jest tak niezwykły jest duża wytrzymałość na rozciąganie i urazy mechaniczne.
Kolagen jest blisko 20 razy bardziej wytrzymały mechanicznie niż elastyna.
Obecność w strukturze kolagenu dużej ilości wiązań (głównie wodorowych i kowalencyjnych) powoduje, że do zaburzenia jego struktury potrzebna jest duża ilość energii. Dzięki temu nawet uszkodzenie pojedynczych wiązań sprawia, że struktura nie traci formy, a uszkodzone wiązania mogą się odbudować.
Struktura superhelisy w cząsteczkach białek kolagenowych powoduje, że są one praktycznie nierozpuszczalne w wodzie. Ma to ogromne znaczenie ponieważ enzymy odpowiadające za niszczenie wiązań peptydowych są aktywne tylko w środowisku wodnym.
Jedynymi enzymami zdolnymi do degradacji kolagenu są kolagenazy.
Funkcje kolagenu:
- utrzymuje strukturalną integralność tkanek i narządów. Zapewnia im twardość, sprężystość, elastyczność i sztywność,
- wiąże wodę w tkankach,
- bierze udział w procesach regeneracyjnych organizmu – gojenie się ran, tworzenie blizn, zrastanie się kości,
- wpływa na procesy odnowy komórkowej w skórze,
- utrzymuje odpowiedni poziom nawilżenia skóry,
- poprawia wchłanianie się składników mineralnych (np. do kości),
- wspiera procesy naprawcze w tkance chrzęstnej,
- zmniejsza aktywność prozapalnych enzymów.
Synteza kolagenu i degradacja kolagenu
Organizm ludzki potrafi syntezować kolagen samodzielnie z aminokwasów dostarczanych mu wraz z pożywieniem.
Proces wymiany kolagenu (fibrylogenezy) trwa praktycznie przez całe ludzkie życie. Stare włókna kolagenowe zastępowane są nowymi. W młodym organizmie procesy syntezy i degradacji kolagenu pozostają w dynamicznej równowadze.
Zależnie od źródeł pomiędzy 20 a 25 rokiem życia równowaga pomiędzy syntezą a degradacją kolagenu zostaje zachwiana. Proces fibrylogenezy kolagenu znacząco zwalnia, a w okolicach 60 urodzin ustaje praktycznie całkowicie.
Rocznie z naszego organizmu ubywa około 1-2% kolagenu.
Niektóre czynniki wpływające na utratę kolagenu:
- promieniowanie UV,
- palenie papierosów,
- stres,
- niezdrowa dieta.
Dowiedz się więcej o tym, co powoduje niedobory kolagenu.
Właściwości kolagenu w skórze
Skóra jest największym organem ludzkiego ciała. Pełni szereg istotnych funkcji niezbędnych w życiu codziennym. Jej wygląd zmienia się w ciągu ludzkiego życia wielokrotnie.
Skóra ludzka w 75% zbudowana jest z dwóch typów kolagenu. Typ I stanowi około 85–90% oraz typ III (maksymalnie 15%). Kolagen typu I buduje pewnego rodzaju szkielet, który zapewnia skórze napięcie i jędrność. Kolagen typu III oplata go i powoduje jego prawidłowe ułożenie, co zapewnia skórze sprężystość.
Kolagen jako jeden z podstawowych budulców tkanki łącznej spaja ze sobą wszystkie elementy strukturalne zapewniając jej integralność. Stanowi swego rodzaju "klej biologiczny".
Ważną cechą kolagenu jest również zdolność wiązania wody. Odpowiednie nawodnienie powoduje, że włókna białkowe skóry właściwej zachowują swoją strukturę i właściwości. Dzięki temu skóra jest napięta, sprężysta i odporna na działanie czynników mechanicznych.
Ponadto wysoka zawartość wody w naskórku i skórze właściwej jest kluczem do jej prawidłowego funkcjonowania. Większość reakcji biochemicznych zachodzi w środowisku wodnym.
W przesuszonej skórze następuje spadek metabolizmu, co uniemożliwia jej prawidłowe funkcjonowanie.
Kolagen bierze także udział w procesach poliferacji (namnażania się) komórek. W skórze proces ten jest szczególnie istotny przy regeneracji jej ubytków. Ta funkcja kolagenu jest równie ważna, co funkcja budulcowa i podporowa.
SPRAWDŹ NAJLEPSZE KOLAGENY URODOWE
Właściwości kolagenu na stawy
Szkielet ludzki składa się aż w 90% z kolagenu oraz jego połączeń z wapniem, fosforem i magnezem. Oprócz budowy szkieletu kolagen odpowiada także za produkcję mazi stawowej i chrząstki. Zapewnia jej odporność na rozciąganie i odpowiedni kształt.
Ponadto kolagen przyspiesza regenerację zmienionych chorobowo tkanek oraz redukuje stan zapalny poprzez obniżenie aktywności enzymów odpowiedzialnych za jego powstawanie.
SPRAWDŹ NAJLEPSZY KOLAGEN NA STAWY
Przychodzące wraz z wiekiem zmiany ilości, struktury i jakości kolagenu występującego w tkance kostnej i chrzęstnej stają się przyczyną odwapnienia kości. Powoduje to ich kruchość oraz zwiększa podatność na złamania.
W czym jest kolagen?
Na zdjęciu przedstawione są podstawowe elementy diety prokolagenowej: podroby, golnka, salceson, kurze łapki.
Wśród produktów zawierających najwięcej kolagenu dominują galarety – zarówno mięsne jak i owocowe. Kluczową rolę odgrywa tutaj żelatyna.
Dobrym źródłem kolagenu są także:
- wywar z kurzych łapek,
- podroby,
- golonka
- salceson.
Pełna lista z produktami o przyjemniejszej dostępności dla każdego znajduje się w artykule pt.: "W czym jest kolagen?".
Produkty zawierające kolagen są polecane osobom z różnymi chorobami stawów. Warto jednak zachować umiar w ich spożywaniu. Jako produkty pochodzenia zwierzęcego zawierają duże ilości tłuszczu i przyczyniają się do wzrostu poziomu cholesterolu oraz rozwoju miażdżycy.
Warto pamiętać, że kolagen jest białkiem więc po dostarczeniu go do organizmu zarówno w diecie jak i suplementach zostaje strawiony – "rozłożony" na aminokwasy. Organizm sam decyduje dokąd one trafią i które białka zostaną z nich zbudowane.
Sprawdź, co dzieje się, gdy połykasz tabletkę z kolagenem rybim.
Nie oznacza to, że nie ma sensu dostarczania kolagenu z zewnątrz. Wręcz przeciwnie. Tylko regularna i długotrwała suplementacja kolagenem ma sens.
By zwiększyć syntezę kolagenu przez organizm w naszej diecie nie może zabraknąć:
- witamin C, E, D3 i z grupy B,
- cynku,
- miedzi,
- krzemu,
- selenu,
- siarki.
Niedobór kolagenu – objawy
Niedobór kolagenu widać przede wszystkim na skórze. Traci ona jędrność, staje się cienka, wiotka, wysuszona, pozbawiona blasku. Na jej powierzchni zaczynają pojawiać się zmarszczki.
Poza tymi oczywistymi objawami istnieje także gro innych, nieoczywistych objawów świadczących o niedoborach kolagenu w organizmie. Niektóre z nich mają poważne skutki zdrowotne.
Kolagen – suplement
Jeśli nasza skóra traci jędrność, staje się cienka, wiotka i pozbawiona blasku, a stawy dają o sobie znać – może to być sygnał, że w naszym organizmie zaczyna brakować kolagenu.
Warto w takim wypadku sięgnąć po suplementy z kolagenem, np. kolagen do picia. Na rynku dostępnych jest dziesiątki najróżniejszych produktów.
Suplementy z kolagenem zawierają aminokwasy – te kluczowe dla jego odbudowy, łatwo wchłaniane i przyswajane przez organizm.
Wybierając dla siebie suplement z kolagenem warto pamiętać, aby był to produkt dobrej jakości. Powinien zawierać:
- Dobre źródło kolagenu: kolagen rybi (kolagen morski),
- Kolagen przetworzony w odpowiedni sposób i w odpowiedniej dawce: od 2,5 g - 10 g kolagenu hydrolizowanego lub kolagenu liofilizowanego.
WYBIERZ NAJLEPSZY KOLAGEN NA SKÓRĘ
Powyższe argumenty nie pozostawiają wątpliwości, że kolagen to jedno z najważniejszych białek organizmu. Jego budowa pozwala na tworzenie wysoce wyspecjalizowanych tkanek. Wraz z upływem lat produkcja kolagenu zaczyna spadać.
Mając tę wiedzę możemy zadbać o utrzymanie poziomu kolagenu na odpowiednim poziomie stosując odpowiednia dietę lub sięgając po suplementy.
Źródła
- https://www.liposhell.eu/images/ascolip-beauty/Structure_Propertie
- s_and_Fundaction.pdf
- Katarzyna Dybka, Piotr Walczak - Institute of Fermentation Technology and Microbiology Technical University of Lodz - COLLAGEN HYDROLYSATES AS A NEW DIET SUPPLEMENT
- Nowicka-Zuchowska A., Zuchowski A., Kolagen – rola w organizmie i skutki niedoboru, Lek w Polsce, 12/2019.
- Zhang, Xiaoxia & Xu, Songcheng & Shen, Lirui & Li, Guoying. (2020). Factors affecting thermal stability of collagen from the aspects of extraction, processing and modification. Journal of Leather Science and Engineering. 2. 19. 10.1186/s42825-020-00033-0.