Зачем нам нужен коллаген? Что говорит наука

Белок коллаген - незаменимый материал, входящий в состав тканей живого организма. Каково его строение? Для чего он нужен? Какие заболевания связаны с дефицитом коллагена? И почему продукты косметической индустрии с коллагеном не помогут коже.

Всем известный коллаген - самый распространенный структурный белок во внеклеточном пространстве организма и ключевой белок соединительной ткани. Введение дополнительного коллагена снимает проявления артрита и усиливает рост волос. Каким образом еще этот ценный белок благотворно воздействует на организм и как поднять продуцирование коллагена.

Для чего нужен коллаген

Что представляет из себя коллаген

Внеклеточная матрица

Ткани нашего тела строятся не из одних клеток, как большинство из нас считает. Значительную долю объема тканей составляет так называемая внеклеточная матрица (ВКМ), разветвленная сеть белков и сахаров, продуцируемых конкретными клетками, которая выполняет функции субстанции, связывающей клетки в единый организм.

В состав ВКМ входят 2 компонента: протеогликаны и волокнистые белки. Коллагены, эластины, фибронектины и ламинины —  это и есть волокнистые белки, формирующие своеобразный каркас во внеклеточной матрице. Протеогликаны наполняют пробелы между названными составляющими. 

Коллаген – особый белок, встроенный в описанную выше матрицу.  Это самый распространенный белок, имеющийся в тканях организмов. 30% от всего содержащегося белка у млекопитающих – имеено коллаген.

Структура белка коллагена

Тропоколлаген

Тропоколлаген - ключевой строительный материал для коллагена.  

Коллагеновая область является серией 3-х аминокислот. 1-я аминокислота, глицин, - самая главная. Две другие - обыкновенно это пролин и гидроксипролин. 

Три пептидные нити тропоколлагена содержат большое количество глицина. Ткани с высоким содержанием коллагена также имеют и высокий уровень глицина. Глицин защищает сосудистую систему: последний имеет способность уменьшать формирование тромбов и снижать воспалительные процессы. 

Не коллагеновая область: здесь не наблюдается повторяющаяся аминокислотная последовательность, составляющая саму структуру спирали. Она имеет связующие молекулы для контакта с остальными молекулами внеклеточной матрицы.  

Типы коллагена

Коллаген имеется повсюду в теле существ и несет целый ряд функций. У человека имеется 28 типов коллагеновых белков и еще большее количество так называемых коллаген-ассоциированных генов. 

Присутствие определенных коллагенов наблюдаются намного чаще. Более 80% коллагена - это типы I, II или III, локализующиеся главным образом в коже, костях, хрящах, сухожилиях, легких, кишечнике и в сосудистой системе. 

Коллаген IV типа тоже довольно распространен, он - один из ключевых компонентов уже известного намвнеклеточного матрикса.

5 главных типов коллагена и их преимущественная локализация:

• тип I — кость, сухожилия, роговица, плацента, стенки артерий, печень, склера
• тип II — хрящевая ткань, межпозвонковые диски, стекловидное тело глаза
• тип III — артерии, матка, кожа плода, строма органов
• тип IV — базальные мембраны, капсула хрусталика
• тип V — хорион, амнион, эндомизия, перемизия, кожа

Как происходит синтез коллагена

Синтез белка коллагена в живом организме представляет собой непростой процесс. Существуют определенные условия для возможности этого процесса: клетки должны уметь верно читать гены в ДНК, чтобы произвести α-цепи; кроме того, нужно обернуть вокруг друг друга три α-цепи. От типа коллагена будет зависеть, идентичны α-цепи или нет.

Когда одиночные α-цепи продуцированы внутри клетки, энзимы (они носят названия проулигидроксилаза и лизилгидроксилаза) производят аминокислоты под названием пролин и лизин. Такие модификации нужны для формирования известной нам тройной спирали.  

Каждый конкретный тип коллагена отличается своими коэффициентами глицина, пролина, гидроксипролина и гидроксилизина. Мутации, воздействующие на синтез коллагена, способны иметь отрицательные последствия в плане здоровья.

Существует целый ряд генетических заболеваний, связанных с пониженным продуцированием коллагена. Это несовершенный остеогенез — недуг наследственный и неизлечимый. Отличается крайней хрупкостью костей и патологией тканей. Еще одно заболевание - Синдром Элерса-Данлоса (EDS) провоцируется нехваткой коллагена или дефектной его структурой. Мутации в определенных генах оказывают воздействие на фибриллярные коллагены, нужные нашей коже, сухожилиям и сосудистой системе.

Польза коллагена

Главным образом, коллаген для борьбы с недугами и профилактики принимают внутрь.  

Недуги или болезненные состояния, при которых прием коллагена внутрь рекомендован:

• Ревматоидный артрит
• Остеоартрит
• Остеоартроз
• Атеросклероз 
• Сниженный уровень ЛПВП холестерина 
• Старение кожи / агрессивная для кожи среда
• Уменьшение роста волос
• Остеопороз / снижение плотности костей
• Саркопения 
• Повышенный уровень глюкозы
• Пролежни
• Ухудшение структуры ногтей и увеличение их ломкости 
• Целлюлит (только для женщин с нормальным весом) 

1. Ослабление проявления ревматоидного артрита и остеоартрита

В эксперименте с участием 60 страдающих ревматоидным артритом по истечении 3-х месяцев употребления коллагена II типа снизилось число опухших и болезненных суставов в сравнении с плацебо. У 4-х человек, принимающих коллаген, признаки недуга пропали и его развитие прекратилось. Коллаген II типа - ключевой белок в суставном хряще и является  целью иммунных клеток при данном недуге. 

Эксперимент с участием 52-х человек, страдающих остеоартрозом, выявил, что 90 дней приема коллагена II типа снизили проявления болезненного состояния, уменьшали боль и облегчили возможность больным осуществлять обычные действия, такие как ходьба вверх и вниз по ступеням.

2. Улучшение общего физического состояния

Изучение 147 спортсменов с болями в суставах говорит, что прием внутрь гидролизата коллагена на протяжении 24 недель ощутимо снижал болевые ощущения.

3. Улучшение состояния кожи

Кожа, как известно, - самый крупный орган в теле человека, и коллаген -одна из его ключевых составляющих. Со временем наличие коллагена снижается на 1% в год (на единицу площади поверхности кожи). Данное уменьшение демонстрируется нам как сморщивание и обвисание кожи. 

В исследовании, в котором приняли участие 69 дам, было установлено, что введение коллагена в пищу каждый день в продолжение 8 недель повышало уровень эластичности кожи. А это является ярким показателем роста количества коллагена. 

4. Усиление роста волос

В эксперименте, в котором приняли участие 15 дам с редеющими волосами. Они получали внутрь на протяжении 180 дней добавки коллагена, что привело к явному усилению волос, блеска и их толщины. Такие показатели, как влажность и гладкость кожи улучшились тоже. 

5. Увеличение плотности костной ткани

Коллаген – ключевая составляющая костной ткани. Со временем продуцирование коллагена в костях снижается, а это ведет к ослаблению костей. Люди после 70 лет отличаются низкой плотностью костной ткани и имеют большой риск переломов.

Люди, страдающие остеопорозом и проблемами пористых костей, утрачивают плотность костей быстрее, чем здоровые. Прием гидролизованного коллагена отмечал увеличение плотности костной ткани у лабораторных крыс. 

Прием гидролизованного коллагена повышал уровень коллагена I типа в костях подопытных крыс, имеющих остеопороз. 

6. Стабилизация уровня глюкозы в крови

Было проведено исследование, в котором 50 человек, принимавших коллагеновые добавки 3 месяца, продемонстрировали более низкий уровень глюкозы в крови, артериального давления,  холестерина и креатинина.

7. Возможность лечить пролежни

В эксперименте с участием 89 людьми, страдающими наличием пролежней, введение гидролизата коллагена трижды в день на протяжении 8 недель ускоряло заживление язв. 

Факторы, снижающие выработку коллагена

Ультрафиолетовое излучение

Солнечное излучение активирует факторы роста клеток и цитокиновых рецепторов, что снижает выработку коллагена I типа.

Воздействие УФ-излучения еще нарушает состояние внеклеточного матрикса и ведетк ослаблению продуцирования коллагена. 

Недостаток витамина С

Витамин С нужен организму для образования коллагена. Нехватка данного витамина ведет к такому заболеванию, как цинга. Цинга – итог неправильного формирования коллагена во внеклеточном матриксе. Это ведет к деградации тканей и даже может привести к смерти. 

Табакокурение

Курение может ослабить продуцирование коллагена. По результатам специального исследования курящие люди вырабатывают на 18% меньше коллагена I типа и на 22% меньше коллагена III типа в   коже, чем, соответственно, те, кто не некурят.

Понижая уровень продуцирования коллагена, данная вредная привычка ускоряет процесс старения кожи.

Стресс и дефицит сна

Психологический стресс отрицательно воздействует на здоровье. Последний в состоянии косвенным путем спровоцировать ускоренное старение кожи и плохое заживление ран из-за снижения целостности коллагена.
Бессонница провоцирует стресс и повышает уровень кортизола.  

Гормон кортизол снижает уровень продуцирования коллагена и его способность складываться. Это ослабляет стабильность белка. 

Высокий уровень сахара в крови и сахарный диабет

Коллаген относится к долгоживущим белком. Аминокислоты в составе коллагеноподобного лизина и гидроксилисила способны аккумулироать сахара с годами. Повышенный уровень сахара в крови (гипергликемия) приводит к тому, что коллаген становится более восприимчивым к аккумуляции глюкозы.

С годами коллаген в организме становится жестче. Специалисты даже в состоянии предсказать возраст человека судя по тому, как хорошо их коллаген усваивается в лабораторных условиях. Больные, страдающие сахарным диабетом, обладают более жестким коллагеном.

У пациентов с высоким показателем сахара в крови наблюдается меньше ферментативных связей между коллагеновыми нитями, а это ослабляет образование коллагена.  

У диабетиков наблюдается повышенный уровень гомоцистеина, а он снижает качество коллагена.

Как увеличить продуцирование белка коллагена

Продукты и вещества, способствующие выработке коллагена

Есть большой перечень коллагеновых добавок, но они, как правило, предусматривают неоднократные дозы на протяжении дня. Факторы, стимулирующие естественное продуцирование коллагена:

• Витамин С — имеется в большом перечне фруктов и овощей. Нужен ферментам для гидроксилирования коллагена и образования здоровых сшитых фибрилл. 
• Лизин и пролин  - есть в постном мясе (курица, рыба). Это аминокислоты, необходимые для построения спиралей тропоколлагена.
• Витамин В3 (ниацин) – есть в постном мясе, арахисе, грибах. Может помочь активизировать синтез коллагена.
• Витамин А (ретинол) – имеется в печени, яйцах и молочных продуктах. Способен увеличивать продуцирование коллагена.
• Физические нагрузки. Эксперименты на мышах и крысах, демонстрируют, что концентрация гидроксипролина и коллагена возрастает именно после физических нагрузок.
• Маточное молочко.Маточное молочко - продукт секреции медоносных пчел. В нем содержатся ненасыщенные жирные кислоты, увеличивающие продуцирование коллагена и уменьшающие деградацию последнего.
• Алоэ вера. Алоэ вера —  активно используется в продукции для кожи и волос (лосьоны, мази, шампуни). Добавка алоэ вера способна улучшить состояние сморщенной кожи способом усиления продуцирования коллагена и уменьшения скорости деградации этого белка.  

Добавки коллагена

Коллагеновые добавки производятся из такого сырья как ткани коров, свиней, рыбы. Большинство таких добавок гидролизуются: связи, удерживающие коллагеновые нити вместе, разрываются.

У гидролизованного коллагена есть много названий: трипептид коллагена, гидролизат коллагена, желатин, гидролизат желатина и гидролизованный желатин. Гидролизованные коллагеновые пептиды меньшего размера, чем обычные коллагеновые структуры, что дает возможность организму лучше поглощать и использовать их.
Гидролизат желатина и коллагена производят из кожи и костей. 

Побочные эффекты при приеме коллагена

От приема именно коллагена не были зафиксированы побочные эффекты. Но данный белок, выработанный из рыбы, может иметь более высокое содержание кальция. 

Возможно наличие стойкого неприятного вкуса во рту при приеме коллагена (но это связывают со спецификой ЖКТ). Также после приема коллагена у некоторых людей отмечалось чувство сытости и изжога. 

Однако, большинство отзывов после приема коллагена - положительные. У людей отмечались уменьшение боли в суставах, повышенная гибкость и ускоренный рост волос и ногтей. Обычно негативные отзывы связаны с отсутствием ожидаемого результата, а не с какими-то побочными явлениями.

Крема с коллагеном помогут коже?

Нет, не помогут.  Коллаген - структурный белок в соединительной ткани человека, и прежде всего кожи. Максимум коллагена в коже локализуется в дерме (под эпидермисом), там же он и продуцируется. Клетки эпителия под названием фибробласты (находящиеся в дерме) синтезируют коллаген, поддерживающий дерму, что и придает коже общую структуру.

Структура самого коллагена напоминает веревку: отдельные аминокислоты соединяются, образуя цепи, связанные вместе, формируя более толстые нити. Далее нити скручиваются и обматываются вокруг друг друга, формируя уже упомянутые в начале тройные спирали. Спирали соединяются конец в конец и укладываются друг на друга, формируя кластеры под названием фибриллы. Как видите, коллаген представляет собой необычайно сложно устроенную молекулу.

А кремы с формулой чистого коллагена элементарно не в состоянии отвечать их заявленным показателям — эти огромные плетеные молекулы коллагена чересчур велики для того, чтобы проникнуть в эпидермис и позже спуститься в дерму.

В целях избежать проблемы транспортировки коллагена в глубинные слои кожи, львиная доля лосьонов, кремов и таблеток, заявляющих коллаген как ключевой ингредиент, в реальности содержат гидролизованный коллаген или пептиды коллагена.  

 Но, имеются исследования, демонстрирующие факт, что прием коллагена внутрь способен улучшить внешний вид кожи.  Прием коллагеновых пептидов внутрь связан с улучшением увлажнения кожи, эластичности и уменьшения морщин, в сравнении с плацебо. Но данные исследования использовали небольшую выборку (порядка 60 добровольцев) и были кратковременными (от 4 до 12 недель) и были акцентированы только на женщинах старше 35 лет.

Если вы соблюдаете сбалансированную диету (включающую богатые белком продукты), вы, скорее всего, получаете достаточное вам количество коллагена.

Теперь вы знаете о коллагене достаточно много. Из прочитанного вывод можно сделать следующий: целесообразно получать коллаген из природных продуктов, поменьше времени проводить на солнце, бросить курить (если вы курите) и уделять время физической активности. Это ключевые позиции сохранения и выработки в вашем организме достаточного уровня белка коллагена. Также введение дополнительного коллагена в организм возможно в виде добавок. А вот продукция косметической индустрии, не смотря на громкие заявления, на практике оказывается далеко не настолько эффективной, когда речь заходит об обогащении кожи коллагеном.

Источник: econet