Kolagen jest najliczniej występującym białkiem w organizmie człowieka i ważnym składnikiem macierzy pozakomórkowej wielu tkanek zwierzęcych. Szacuje się, że stanowi ok. 25-30% masy wszystkich białek organizmu ludzkiego. Jest budulcem wielu tkanek i narządów. W tym artykule przedstawię Ci budowę, funkcje i właściwości kolagenu.
Spis treści (kliknij, by przejść do sekcji)
Co to jest kolagen?
Kolagen jest rodziną białek i podstawowym składnikiem macierzy pozakomórkowej. Zapewnia tkankom odporność na rozciąganie i występuje w wielu narządach, szczególnie w tkankach łącznych.
Szacuje się, że kolagen stanowi ok. 25-30% masy wszystkich białek ludzkiego organizmu [1]. Ponieważ miejsca jego występowania oraz funkcje w organizmie różnią się od siebie, poszczególne kolageny są nieco inne. Modyfikacje strukturalne i funkcjonalne sprawiają, że mówimy o kolagenach jako o rodzinie białek. U kręgowców badacze opisali dotychczas 28 typów kolagenu, które różnią się budową, organizacją ponadcząsteczkową, rozmieszczeniem w tkankach i funkcjami [2-3].
Dowiedz się więcej o kolagenie z mojego filmu na YouTube:
Suplementy diety określane jako „kolagen” mogą zawierać m.in. żelatynę, hydrolizowane peptydy kolagenowe albo niezdenaturowany kolagen typu II. Są to różne postacie surowca, badane w odmiennych porcjach i zastosowaniach, dlatego ich ilości nie należy porównywać bezpośrednio.
Suplementy kolagenowe mogą znacznie różnić się składnikami – zarówno surowcami kolagenowymi, jak i innymi substancjami aktywnymi, takimi jak witaminy i minerały. Nie wszystkie produkty są warte polecenia, nie każdy kolagen jest też dla każdego. Dlatego na podstawie badań naukowych opracowałam dwa odrębne algorytmy: Uroda i Stawy, które oceniają kolageny w naszej porównywarce suplementów diety.
Jak zbudowany jest kolagen?
Kolagen należy do rodziny białek strukturalnych. Charakterystyczną cechą kolagenów są trzy łańcuchy α zawierające domeny o powtarzającym się motywie Gly-X-Y. Glicyna występuje w co trzeciej pozycji, a miejsca X i Y często zajmują prolina i hydroksyprolina. W kolagenach fibrylarnych centralna domena potrójnej helisy liczy około 1000 reszt aminokwasowych. Trzy lewoskrętne łańcuchy α owijają się wokół wspólnej osi, tworząc prawoskrętną potrójną helisę. W kolagenach włóknistych, np. typu I i III, takie cząsteczki łączą się w fibryle i włókna kolagenowe [2].
Pomiędzy łańcuchami α powstają wiązania wodorowe, a stabilność potrójnej helisy zwiększa m.in. obecność hydroksyproliny. W kolagenach fibrylarnych wytrzymałość dojrzałych włókien zależy również od uporządkowania fibryli i kowalencyjnych wiązań krzyżowych [2].
Kolagen tworzy zróżnicowane struktury: włókna, sieci i filamenty, których organizacja zależy od typu kolagenu. Dzięki temu macierz pozakomórkowa różnych tkanek, m.in. skóry, kości i chrząstki, ma odmienne właściwości [2-3].
Warto rozróżnić kolagen natywny, żelatynę i hydrolizat kolagenu. Kolagen natywny zachowuje potrójną helisę, żelatyna powstaje w wyniku jego denaturacji, a hydrolizat zawiera krótsze peptydy uzyskane przez dalszy rozkład białka [4].
Właściwości kolagenu
Właściwości kolagenu są ściśle związane z jego budową. Jedną z charakterystycznych właściwości struktur kolagenowych jest duża wytrzymałość na rozciąganie i obciążenia mechaniczne [2-3].
Kolagen i elastyna pełnią odmienne funkcje mechaniczne: włókna kolagenowe przede wszystkim przenoszą obciążenia rozciągające, natomiast włókna sprężyste umożliwiają odwracalne odkształcenie i powrót tkanki do pierwotnego kształtu.
Duża wytrzymałość dojrzałych struktur kolagenowych zależy m.in. od organizacji cząsteczek w fibryle oraz od stabilizujących je wiązań krzyżowych. Uszkodzona macierz może następnie podlegać enzymatycznej degradacji i przebudowie [2].
Dojrzałe struktury kolagenu fibrylarnego są stosunkowo odporne na proteolizę (enzymatyczny rozpad włókien kolagenowych), ale podlegają fizjologicznej przebudowie. W degradacji kolagenu uczestniczą m.in. wybrane metaloproteinazy macierzy (MMP) oraz katepsyny, a powstałe fragmenty mogą być następnie dalej rozkładane przez proteazy (grupę enzymów) [2], [5-6].
Funkcje kolagenu:
- współtworzy macierz pozakomórkową i zapewnia tkankom wytrzymałość mechaniczną, zwłaszcza odporność na rozciąganie,
- współtworzy przestrzenną strukturę macierzy pozakomórkowej, w której znajdują się również proteoglikany i glikozaminoglikany uczestniczące w wiązaniu i retencji wody,
- uczestniczy w procesach naprawy i przebudowy tkanek, m.in. podczas gojenia ran i remodelingu blizny, a w kości współtworzy macierz powstającą podczas jej naprawy i przebudowy,
- pośrednio wpływa na zachowanie komórek oraz na procesy naprawcze poprzez strukturę i sygnały macierzy pozakomórkowej,
- w kości stanowi rusztowanie dla mineralizacji, a w chrząstce jest kluczowym składnikiem macierzy zapewniającej odporność mechaniczną [7-8].
Synteza kolagenu i degradacja kolagenu
Organizm syntetyzuje kolagen z aminokwasów dostępnych w ustrojowej puli aminokwasów, które pochodzą m.in. z diety i obrotu własnych białek. Witamina C pełni funkcję kofaktora enzymów uczestniczących m.in. w hydroksylacji reszt proliny i lizyny podczas biosyntezy kolagenu [9].
Przebudowa kolagenu obejmuje jego syntezę i degradację oraz trwa przez całe życie, ale jej tempo silnie zależy od tkanki. Fibrylogeneza oznacza tworzenie fibryli kolagenowych, a nie cały proces wymiany kolagenu. Tempo przebudowy zależy m.in. od typu kolagenu, wieku, obciążenia mechanicznego i stanu zdrowia [2].
Przebudowa kolagenu zmienia się wraz z wiekiem, a jej tempo jest zależne od tkanki. W skórze starzenie wiąże się m.in. ze zmniejszeniem syntezy kolagenu oraz większą fragmentacją i dezorganizacją włókien [10-12].
W badaniach skóry wykazano, że zawartość kolagenu w przeliczeniu na jednostkę powierzchni skóry może zmniejszać się w dorosłości średnio o 1% rocznie. Nie oznacza to jednak ubytku 1% całkowitej puli kolagenu z całego organizmu [11].
Do czynników związanych ze zmianami kolagenu skóry należą m.in.:
- promieniowanie UV,
- palenie tytoniu,
- wiek, stan hormonalny,
- niezdrowa dieta, uboga w białko lub witaminę C, choć znaczenie żywienia zależy od rzeczywistego stanu odżywienia [10-12].
Właściwości kolagenu w skórze
Kolagen stanowi ok. 75% suchej masy skóry, przede wszystkim w obrębie skóry właściwej. W puli kolagenu skóry typ I stanowi ok. 80–90%, typ III ok. 8-12%, a mniejsze ilości przypadają m.in. na typ V [10].
Kolagen jest jednym z podstawowych składników macierzy pozakomórkowej skóry i współtworzy jej strukturalne rusztowanie, przez co wpływa na integralność mechaniczną tkanki.
Uwodnienie wpływa na właściwości mechaniczne macierzy skóry właściwej, jednak za wiązanie i retencję wody w istotnym stopniu odpowiadają proteoglikany i glikozaminoglikany, w tym kwas hialuronowy. Kolagen pełni przede wszystkim funkcję strukturalną [10].
Zaburzenie bariery naskórkowej może zwiększać przeznaskórkową utratę wody (TEWL), sprzyjać suchości i zwiększać podatność skóry na czynniki drażniące. Uszkodzenie bariery uruchamia również odpowiedź homeostatyczną naskórka, obejmującą m.in. zmiany w proliferacji i różnicowaniu keratynocytów [13-14].
Kolagen, jako składnik macierzy pozakomórkowej, wpływa na zachowanie komórek pośrednio, poprzez właściwości mechaniczne macierzy, receptory adhezyjne i dostępność sygnałów regulujących m.in. proliferację, różnicowanie i migrację [2].
Właściwości kolagenu w stawach
Kolagen jest ważnym składnikiem zarówno kości, jak i chrząstki stawowej, jednak jego rola w obu tkankach jest inna.
Kość jest materiałem kompozytowym, który składa się z fazy mineralnej, macierzy organicznej i wody. Kolagen typu I stanowi ok. 90% białkowej części macierzy organicznej i istotnie współdecyduje o właściwościach mechanicznych kości [15].
Kolagen typu II jest kluczowym składnikiem macierzy chrząstki stawowej i współdecyduje o jej właściwościach mechanicznych. Maź stawową wytwarza błona maziowa, dlatego roli samego kolagenu strukturalnego nie należy sprowadzać i opisywać do „produkcji mazi” [3].
Wraz z wiekiem zmieniają się zarówno ilość i jakość macierzy kolagenowej, jak i mineralizacja, mikroarchitektura oraz tempo przebudowy kości. Ryzyko złamań jest wieloczynnikowe i nie można sprowadzać go wyłącznie do zmian kolagenu [15].
W czym jest kolagen?
Kolagen występuje w tkankach zwierzęcych, zwłaszcza w skórze, ścięgnach, chrząstkach i kościach. Żelatyna jest produktem częściowej denaturacji kolagenu. Galaretki owocowe zawierają żelatynę tylko wtedy, gdy została użyta jako substancja żelująca. Produkty na pektynie lub agarze nie zawierają kolagenu.
Źródłami kolagenu lub żelatyny w diecie mogą być m.in.:
- wywary przygotowane z kości, skóry i tkanek łącznych,
- mięso zawierające dużo tkanki łącznej,
- niektóre podroby i elementy bogate w tkankę łączną,
- produkty żelatynowe pochodzenia zwierzęcego.
Pełną listę produktów zawierających kolagen znajdziesz w artykule pt. Kolagen w jedzeniu. Sprawdź, w czym jest najwięcej kolagenu.
Wartość odżywcza takich produktów jest zróżnicowana. Niektóre przetwory mięsne mogą zawierać dużo tłuszczów nasyconych i soli, ale nie dotyczy to w takim samym stopniu każdego wywaru, podrobów czy produktu żelatynowego. Należy oceniać konkretny skład i porcję.
Po spożyciu hydrolizatu kolagenu jego peptydy są dalej trawione w przewodzie pokarmowym. We krwi można następnie wykryć zarówno wolne aminokwasy, jak i niektóre krótkie peptydy zawierające hydroksyprolinę, m.in. Pro-Hyp [16]. Ich obecność w krążeniu nie dowodzi jednak, że zostaną bezpośrednio wbudowane w kolagen określonej tkanki.
Po czym można poznać niski poziom kolagenu w organizmie?
Nie istnieje prosty, rutynowy sposób rozpoznawania „niskiego poziomu kolagenu w organizmie” na podstawie wyglądu skóry. Utrata jędrności, suchość czy zmarszczki nie są swoistymi objawami. Starzenie skóry jest procesem wieloczynnikowym, który obejmuje zmiany w kolagenie oraz innych elementach macierzy i naskórka [10-12].
Kolagen suplement
W ostatnich latach coraz więcej osób sięga po suplementy diety z kolagenem, takie jak kolagen do picia, kolagen w proszku lub kolagen w tabletkach. Na rynku dostępne są dziesiątki różnych produktów, które dla Ciebie oceniamy.
Jeżeli rozważasz suplement z kolagenem, oceniaj go pod kątem konkretnego celu stosowania. Warto sprawdzić:
- czy konkretny surowiec i porcję dzienną badano u ludzi w odniesieniu do oczekiwanego efektu – sama niska masa cząsteczkowa ani określenie „bioaktywne peptydy” nie dowodzą efektów,
- czy produkt ma wiarygodnie opisane pochodzenie surowca, sposób kontroli jakości i bezpieczeństwo stosowania,
- czy dzienna porcja konkretnego surowca jest zbliżona do porcji ocenianej w badaniach dotyczących danego zastosowania,
- czy składniki dodatkowe odpowiadają indywidualnym potrzebom i czy przypisywane im korzyści są odpowiednio udokumentowane oraz zgodne z dopuszczonymi oświadczeniami zdrowotnymi
Jako że specjalizujemy się w recenzowaniu suplementów z kolagenem, możesz odwiedzić nasze rankingi z kolagenem lub przejść do najpopularniejszego zestawienia.
SPRAWDŹ NASZ RANKING KOLAGENU DO PICIA
KOLAGENÓW DO PICIACo to jest kolagen? Podsumowanie
Kolagen to najobfitsza rodzina białek w organizmie człowieka i główny składnik macierzy pozakomórkowej wielu tkanek. Stanowi ok. 30% wszystkich białek ludzkiego ciała. Różne typy kolagenu tworzą włókna, sieci i inne struktury, które nadają tkankom wytrzymałość oraz organizują ich środowisko. Kolagen jest stale syntetyzowany i degradowany, lecz tempo tej przebudowy zależy od tkanki, wieku, zdrowia i obciążenia. W skórze starzenie i promieniowanie UV sprzyjają zmniejszeniu syntezy oraz fragmentacji włókien. Suplementy kolagenowe różnią się składem, postacią kolagenu oraz poziomem dowodów, które dotyczą poszczególnych zastosowań. Dlatego w naszej opinii ich ocenę należy opierać na badaniach konkretnego surowca, porcji i celu stosowania.
Suplement diety jest środkiem spożywczym, którego celem jest uzupełnienie normalnej diety. Suplement diety nie ma właściwości leczniczych. Powyższa treść ma charakter wyłącznie informacyjny i nie zastępuje porady medycznej. Zanim wprowadzisz jakiekolwiek zmiany dotyczące zdrowia, skonsultuj się z lekarzem.
