Коллаген

Коллаген – это фибриллярный (нитевидный) белок, составляющий основу соединительной ткани. Он повышает ее прочность и эластичность, и выполняет в организме структурную функцию. Коллаген является самым распространенным белком в теле человека. Снижение содержания коллагена влияет на состояние волос, зубов, вен и артерий. Ухудшается работа суставов, кожа истончается и теряет эластичность, на ней появляются морщины, а ногти становятся ломкими. Восполнить потерю этого протеина помогает употребление пищи богатой коллагеном и специальных коллагеновых добавок.

Биологические особенности коллагена

Существует широкое разнообразие видов и форм коллагеновых волокон, но все они выполняют сходную функцию – скрепляют клетки разных органов, связывая весь организм в единое целое и повышая устойчивость тканей к растяжениям и другим нагрузкам.

Коллаген – что это: химический состав и структура

Молекула коллагена по структуре – это левосторонняя спираль, состоящая из трех цепей. Каждая цепь имеет в своем составе 4 или 5 звеньев – они представлены аминокислотами, которые и определяют свойства коллагена. В его состав входят:

• лизин или пролин – второе звено в цепочке;
• глицин – третье звено;
• любая другая аминокислота (кроме глютамина) – первая, четвертая и пятая (если цепь состоит из 5 звеньев) позиция в цепи.

Распространение коллагена в организме

В организме человека трудно найти орган или систему, где коллаген не содержится. Он входит в состав:

• клеточных мембран;
• волосяного покрова;
• кожи;
• ногтей;
• костей;
• хрящевой ткани и связочного аппарата суставов;
• мягких тканей;
• кровеносных и лимфатических сосудов;
• десен и зубов;
• глазных хрусталиков.

Кроме того, коллаген имеется во всех внутренних органах и любой соединительной ткани, образуя каркас тела человека.

Типы коллагена и их функции

На сегодня ученые смогли идентифицировать 28 типов различных коллагеновых молекул, содержащих разный набор аминокислот. От состава молекулы зависят и функции коллагена. Специалисты выделяют следующие основные четыре типа этого гликопротеина, составляющие 90% от всей массы коллагена в организме:

• тип I – самый распространенный коллаген в теле человека, который имеет прочные и эластичные волокна, образующие пучки фибрилл, и обеспечивает механическую прочность всех тканей [1]. Он присутствует в капсулах внутренних органов, фасциях, стенках кровеносных сосудов, сухожилиях, костях, коже, зубах и роговице глаз. Источник нативного коллагена типа I – кожа и кости свиней;
• тип II – содержится в хрящевых тканях суставов человека и обеспечивает их прочность и гибкость. Коллаген этого типа имеет более рыхлые волокна и присутствует также в стекловидном теле и роговице глаза. Он обеспечивает подвижность суставов и уменьшает боли в них после физических нагрузок. Коллаген типа II содержится в куриных лапках и коже [2];
• тип III – это второй по распространенности коллаген в организме человека, который состоит из более тонких фибрилл. Он выполняет функции структурообразующего белка стенок крупных вен, артерий и лимфатических сосудов, содержится в мышцах и коже, печени и селезенке, стенках кишечника и матки. Коллаген третьего типа отвечает за взаимодействие тромбоцитов, участвует в процессе свертывания крови и способствует образованию грануляционной ткани, создавая ее клеточный каркас [3];
• тип IV – коллаген, составляющий основу базальных мембран (глубокого слоя кожи, соединяющего дерму с эпидермисом) и вспомогательных клеток нервной ткани (шванновских клеток). Он является структурным элементом легочных альвеол, почек, хрусталиков глаз и внутреннего уха [4].

Функции коллагена

Коллаген в организме человека выполняет множество разных функций. Являясь структурным белком, он играет важную роль в сохранении красоты и здоровья, поддержании нормального функционирования всех внутренних органов и систем.

Структурная роль коллагена в соединительных тканях

Образуя структуру соединительных тканей, коллаген выполняет ряд важных функций:

• опорную, поскольку он входит в состав костей, хрящей, сухожилий и связок – основных элементов опорно-двигательного аппарата, – а также создает волокнистую опору с сосудисто-проводниковой системой для внутренних органов;
• питательную и очистительную, регулируя обменные процессы в организме, как часть кровеносных и лимфатических сосудов;
• защитную, благодаря тому, что коллаген образует каркас кожных покровов и входит в состав слизистых оболочек.

Значение коллагена для кожи волос и ногтей

Коллаген, как и гиалуроновая кислота, играют главную роль в поддержании красоты человеческого тела. Коллагеновые волокна:

• обеспечивают упругость, эластичность и прочность кожи, делают ее подтянутой, гладкой и увлажненной. Они часто входят в состав косметики, поддерживающей здоровье и красоту кожи, для регулярного ухода за ней. В этом главная польза коллагена для женщин;
• способствуют росту волос, благодаря наличию пролина (аминокислоты, участвующей в синтезе кератина), сохраняет их цвет и толщину, защищая волосяные фолликулы от воздействия свободных радикалов;
• снижает ломкость ногтей, повышая их прочность и эластичность.

Участие коллагена в процессах заживления ран и регенерации тканей

В процессе заживления ран принимает непосредственное участие коллаген третьего типа. Он образует коллагеновую решетку [5] на месте раны, в которую из здоровой ткани мигрируют фибробласты. Эти клетки начинают синтезировать собственный коллаген и, перемещаясь по коллагеновой решетке, формируют нервные волокна, кровеносные и лимфатические сосуды.

Кроме того, коллаген выполняет регенеративные функции по исправлению дефектов кожи, участвует в восстановлении сосудистых омертвений мозга, сердца, печени после токсического или вирусного поражения, а также язв органов пищеварения.

Потеря коллагена с возрастом

Эндогенный коллаген, производимый организмом, деформируется и разрушается с возрастом. Производство новых волокон замедляется, а с 25-30 лет синтез коллагена уже отстает от процесса его разрушения. Существенно ускоряет деградацию коллагеновых волокон воздействие ультрафиолета, курение и болезни.

Коллагеновые продукты и диета

Для поддержания необходимого уровня коллагена в организме необходим его прием извне – с пищей или добавками. Этот коллаген называется экзогенным.

Продукты, богатые коллагеном

Основные пищевые источники коллагена:

• мармелад, желе и другие продукты на основе желатина;
• концентрированный костный бульон;
• мясо – говядина, индюшатина и курятина;
• яичный белок;
• холодец, зельц, заливная рыба;
• морепродукты;
• субпродукты (печень, легкие).

Добавки коллагена и их эффективность

На усвоение коллагена, содержащегося в продуктах, уходит 5-6 часов, поскольку его молекула отличается большой массой и длиной, и требуется время на ее расщепление. Да и количества коллагена в продуктах недостаточно, чтобы получить ощутимый эффект.

Лучший коллаген содержится в биоактивных добавках. При их производстве спиральная структура молекул коллагена специально разбивается на более короткие цепочки – пептиды, которые усваиваются организмом быстро и практически на 100%.

Рекомендации по диете для поддержания коллагена

Для лучшего усвоения экзогенного коллагена необходимы витамины С, В, D, Е и аминокислоты. Поэтому, помимо коллагенсодержащих продуктов, в рацион питания следует включить:

• цитрусовые;
• морковь;
• красный перец;
• брокколи;
• бобовые;
• орехи;
• листья салата;
• землянику и черную смородину.

Медицинское применение коллагена

Коллаген находит широкое применение в медицине при проведении хирургических операций и различных манипуляций, а также для терапевтического лечения в составе лекарственных средств, принимаемых перорально.

Коллагеновые пептиды входят в состав препаратов, используемых для инъекционной мезотерапии при лечении болей в суставах, выпадения волос и устранении различных дефектов кожи.

Средства, содержащие коллаген, используются в программах регулярного ухода за кожей и при других медицинских процедурах.

Заключение

Коллаген – важный компонент человеческого организма, играющий большую роль в укреплении и поддержании здоровья опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой системы, других внутренних органов и систем, а также кожи, волос, ногтей и зубов. Поддержание достаточного уровня коллагена в организме поможет укрепить здоровье и сохранить молодость и красоту на долгие годы.

Часто встречающиеся вопросы о коллагене

Список литературы

1. Р. Наоми. Текущие сведения о коллагене первого типа (I). 2021

2. А. Мандал. Типы коллагена и связанные заболевания. 2023.

3. Х. Куиваниеми. Коллаген третьего типа (III, COL3A1): структура генов и белков, распределение в тканях и связанные с ними заболевания. 2019.

4. Д. Федерико. Коллаген четвертого типа (IV). 2019.

5. Nair R, Sevukarajan M, Mohammed T, Badivaddin CK, Kumar A. Collagen based drug delivery  systems: A Review. J Innov Trends Pharm Sci. 2010.