ЗМІСТ:
Ймовірно, кожен знає колаген, але чи знаєте ви, як він побудований і за що відповідає? Термін «колаген» не визначає «речовину», а ряд складних структур з дещо різними властивостями. Прочитайте статтю і дізнайтеся більше.
Що таке колаген?
Колаген утворює клейкі волокна. Він становить близько 25-30 % усіх білків організму. Саме слово походить від двох грецьких слів: colla – клеїти і gennao – народжувати. Синтез колагену – це складний процес, у якому проміжним продуктом є, зокрема, проколаген, що утворюється з клітин сполучної тканини – фібробластів. Колаген містить, окрім амінокислот, також сахариди (близько 0,5-10 %), наприклад глюкозу, галактозу та в менших кількостях манозу, фруктозу, арабіозу, ксилозу та рибозу. Наразі описано 29 генетично різних типів колагену. Характерною рисою для всіх типів є тканеспецифічне розташування та унікальна структура. Колаген складається з трьох лівозакручених α-поліпептидних ланцюгів, кожен з яких містить близько 1050 амінокислот. Ці ланцюги закручені навколо своєї осі вправо і утворюють суперспіраль. Він містить кислі амінокислоти (глутамінову кислоту – Glu, аспарагінову кислоту – Asp) та основні амінокислоти (лізин – Lys, аргінін – Arg) у еквімолярних кількостях. Вищезазначені характеристики стосуються фібрилярних колагенів, проте існують також нефібрилярні колагени, структура яких не нагадує спіраль, а утворює мережеві системи. До нефібрилярних колагенів належать якірні колагени, трансмембранні колагени, мультиплексини та FACIT-колагени. Вони становлять лише 10 % від загального вмісту колагену в організмі.
Типи колагену
Існує 29 типів колагену, які можна класифікувати за їхньою структурою та функціями:
- фібрилярні колагени: I, II, III, V, XI, XXIV, XXVII,
- Колаген базальної мембрани: IV,
- колагенутворюючі «якірні волокна»: VII,
- Мультиплексини: XV, XVIII, колагенутворюючі мікроволокна: VI,
- Колагени, що утворюють гексагональні мережеві системи: VIII, X,
- FACIT-колагени (фібрилярно-асоційовані колагени з перервами у потрійній спіралі): IX, XII, XIV, XVI, XIX, XX, XXI, XXII, XXVI,
- Трансмембранні домени: XIII, XVII, XXIII, XXV
Серед фібрилярних колагенів, які були відкриті першими і кодуються 11 генами, існують типи I, II, III, V, XI, XXIV та XXVII. У ссавців вони становлять 90 % усіх колагенових білків. Найвідомішим колагеновим білком є колаген типу I. Більша частина його міститься в кістках, зв'язках, сухожиллях, шкірі та рогівці. Подвійна спіраль цього колагену зазвичай складається з двох ідентичних α 1 [I]-ланцюгів та одного α 2 [I]-ланцюга і утворює гетеротример або три α1 [I]-ланцюги. Він головним чином відповідає за міцність тканини, в якій міститься, та за жорсткість кісток.
Якщо розглядати типи колагену за їх розташуванням, їх можна поділити, наприклад, на такі групи: 2 групи:
- локалізовані в шкірі: I, III, V, VI, VII, VIII, XII, XIII, XIV, XVI, XVII, XIX, XXIX
- Суглоби (зв’язки, хрящі): I, II, VI, VIII, IX, X, XI, XIV, XXVII,
Точне розташування кожного типу колагену та короткий опис його функцій наведено в наступній таблиці.
|
Тип колагену
|
Локалізація
|
Основні функції
|
|
ТА
|
Шкіра, кістки, зв’язки, сухожилля, рогівка
|
Складає більшість колагену в організмі, у шкірі становить близько 85-90 % колагену, забезпечує міцність тканини, в якій міститься, та жорсткість кісток
|
|
II
|
Хрящ, склоподібне тіло (близько 80 %), рогівка
|
Разом із колагеном типу XI утворює волокна
|
|
III
|
Шкіра, судини, матка, кишечник
|
Складає близько 15 % колагену шкіри, оточує колаген типу I і відповідає за правильне розташування та еластичність шкіри. Також є основним компонентом колагену в шкірі та рубцевій тканині новонароджених
|
|
IV
|
Кістки, шкіра, плацента, рогівка
|
Колаген базальної мембрани, каркас для інших структурних елементів
|
|
V
|
Базальні мембрани, капіляри
|
Підтримка еластичності та міцності кровоносних судин
|
|
VI
|
|
Підтримує цілісність сполучної тканини шляхом утворення специфічних мікроволокон і створює структуру вищого порядку
|
|
VII
|
Клітини нервової системи
|
Анкерний колаген, ключовий компонент гемідесмосом, складових, що з'єднують базальну мембрану з базальною ламінарою
|
|
VIII
|
Шкіра, мозок, серце, нирки, судини, кістки, хрящ
|
створює гексагональні мережеві системи,
|
|
IX
|
Шкіра, мозок, серце, нирки, судини, кістки, хрящ
|
Прикріплення до поверхні колагенових волокон, колаген типу FACIT
|
|
X
|
Хрящ
|
створює гексагональні мережеві системи,
|
|
XI
|
Хрящ, міжхребцева диска
|
Підтримує дію колагену типу I шляхом збереження структури та еластичності сполучної тканини
|
|
XII
|
Хрящ, сухожилля, шкіра
|
Прикріплення до поверхні колагенових волокон, колаген типу FACIT
|
|
XIII
|
Скелетний м'яз, серце, око, шкіра, ендотеліальні клітини
|
Колагенвмісні трансмембранні домени – MACITs
|
|
XIV
|
Судини, око, нерви, сухожилля, кістки, шкіра, хрящ
|
Прикріплення до поверхні колагенових волокон, колаген типу FACIT
|
|
XV
|
капіляри, яєчники, серце, яєчка, шкіра, плацента, нирки
|
стабілізація скелетної мускулатури та мікросудин, MULTIPLEXINE колагенового типу
|
|
XVI
|
серце, гладка мускулатура, шкіра, нирки
|
Прикріплення до поверхні колагенових волокон, колаген типу FACIT
|
|
XVII
|
Шкіра
|
Колагенвмісні трансмембранні домени – MACITs
|
|
XVIII
|
нирки, легені, печінка
|
підтримка структурної цілісності базальної мембрани, розвиток і правильне функціонування очей та участь у процесі органогенезу, MULTIPLEXINE колагенового типу
|
|
XIX
|
скелетний м’язовий пояс, шкіра, нирка, печінка, плацента, селезінка, передміхурова залоза
|
Прикріплення до поверхні колагенових волокон, колаген типу FACIT
|
|
XX
|
епітелій рогівки
|
Прикріплення до поверхні колагенових волокон, колаген типу FACIT
|
|
XXI
|
шлунок, нирки, судини, серце, плацента, скелетна мускулатура
|
Прикріплення до поверхні колагенових волокон, колаген типу FACIT
|
|
XXII
|
тканинні сполуки
|
Прикріплення до поверхні колагенових волокон, колаген типу FACIT
|
|
XXIII
|
метастатичні ракові клітини, серце, сітківка
|
Колагенвмісні трансмембранні домени – MACITs
|
|
XXIV
|
Кістки, рогівка
|
Нещодавно відкритий, підтримує активність колагену типу I і II
|
|
XXV
|
Око, мозок, серце, яєчка
|
Колагенвмісні трансмембранні домени – MACITs
|
|
XXVI
|
Яєчка, яєчники
|
Прикріплення до поверхні колагенових волокон, колаген типу FACIT
|
|
XXVII
|
Хрящ
|
Нещодавно відкритий, підтримує активність колагену типу I і II
|
|
XXVIII
|
Клітини нервової системи
|
Утворює мікроволокна
|
|
XXIX
|
Шкіра
|
Утворює мікроволокна
|
Легенда: волокнисті колагени виділені жирним шрифтом.
Роль колагену в організмі
Колаген є найважливішим білком сполучної тканини та будівельним блоком позаклітинного матриксу. Залежно від типу властивості колагену дещо відрізняються, але загалом колаген впливає на функцію всього організму, особливо шкіри, волосся, кістково-суглобової системи та імунної системи. Він бере участь у процесі регенерації – прискорює загоєння ран, утворює рубці, знижує активність ферментів, що викликають запалення та ревматичні болі, і сприяє відновленню сполучної тканини. Завдяки здатності зв’язувати воду забезпечує правильне зволоження, еластичність і міцність шкіри. Постачає незамінні амінокислоти, які живлять волосяні цибулини та забезпечують їх правильне зростання і відновлення. Разом із кальцієм, магнієм і фосфором становить 90 % кісткового скелета. Крім того, колаген відповідає за виробництво суглобової рідини та стан хряща – він відповідає за розтяжність хряща і підтримує його форму. Колаген підтримує імунну функцію імунної системи. Знижує фіброз і поширення патогенних мікроорганізмів, ракових клітин і токсинів. Крім того, колагенові волокна є носіями деяких ліків, наприклад інтерферону.
Наслідки дефіциту колагену
Починаючи з 25 років кількість колагену фізіологічно зменшується. У період менопаузи процес зниження синтезу цього білка значно прискорюється через зниження рівня естрогену, який впливає на синтез колагену, тому приблизно до 60 років власний колаген в організмі вже не виробляється. Цей процес і частий дефіцит колагену можуть мати серйозні наслідки для здоров'я. Симптоми дефіциту: порушення зору, зміни у функції внутрішніх органів, ослаблення волосся, погіршення стану, міцності та еластичності шкіри, а також поява зморшок (один із перших симптомів), слабкість і ламкість волосся та в довгостроковій перспективі передчасне випадіння волосся.
Що впливає на синтез і кількість колагену?
Багато факторів впливають на стан колагену, серед них:
- Вік – з віком синтез колагену зменшується, що погіршує стан шкіри. Колаген змінює свою структуру та фізико-хімічні властивості з віком. Це призводить, наприклад, до надмірного висихання шкіри, втрати пружності та еластичності, що, у свою чергу, спричиняє появу зморшок і борозен. З віком також зменшується вміст вітамінів (A, C, E) та мінералів (міді), які підтримують природне відновлення колагену.
- зовнішні фактори: сонячне випромінювання, надто високі температури, вільні радикали та токсини,
- генетичні та гормональні захворювання – причиною може бути зниження концентрації цього білка у молодих людей,
- підкреслити,
- Надмірні фізичні навантаження негативно впливають на синтез колагену, але сама фізична активність підтримує як концентрацію, так і синтез колагену та весь скелет.
- Щоб сприяти природному синтезу колагену або підтримати харчову добавку, важливо, щоб харчування було багате на вітаміни та мінерали, з особливим акцентом на вітаміни A, C, E та мідь.
Джерела колагену
Природними джерелами колагену є продукти тваринного походження. Раніше основну роль відігравали продукти з яловичини, свинини та в меншій мірі птиці, проте існують припущення, що колаген, отриманий з таких джерел, має низьку абсорбцію і справжній вплив на зростання колагену в організмі. Наразі є свідчення, що колаген із риб краще засвоюється. Однак структура цих колагенів досить схожа, тому остаточне рішення залишається спірним.
Також можливо використовувати колаген у вигляді препаратів. Найважливішу роль у цій групі відіграє колаген, отриманий шляхом гідролізу або гідратації. Однак регулярне застосування для харчової добавки саме по собі має велике значення, тому, наприклад, вам не потрібно турбуватися про прийом рідини, оскільки ми віддаємо перевагу капсулам, при яких важливо діяти систематично. Доповнення колагеном і більшістю харчових добавок не дає такого ж ефекту, як регулярне застосування препарату. Додатковим показником ефективності використовуваної харчової добавки є склад добавки, тобто відсутність шкідливих і/або непотрібних добавок. Додатковою перевагою є наявність у препараті вітаміну C, який безпосередньо впливає на синтез колагену. Крім того, слід зазначити, що желе та желатин не можуть замінити харчові добавки, оскільки вони всмоктуються лише на кілька відсотків у порівнянні з добавками, абсорбція яких значно вища.
