Kolagen

Postavitev in delovanje

Kolagen je protein, ki kot strukturni protein tvori nujen del vezivnega in podpornega tkiva. Skladno s tem se pojavlja v večini organov v našem telesu. Kolagen je eden izmed beljakovin vlaknin in ima specifično anatomsko strukturo, tako da ima za posledico stabilen protein. Molekula kolagena ima osnovno strukturo, sestavljeno iz treh polipeptidnih verig. To so združene beljakovine, ki jih sestavlja do 1000 posameznih aminokislin, najmanjša enota beljakovin.

V celicah najprej nastane sinteza predhodnika kolagena. Tri beljakovinske verige ležijo skupaj in se zasukajo druga okoli druge. Ti tvorijo osnovno strukturo, ki se vrti v smeri urinega kazalca, zaradi česar nastane molekula kolagena dolga približno 300 nm in debela 1,5 nm. Ta ureditev je znana kot trojna vijačnica in tvori predhodnik kolagena. Nadaljnja proizvodnja kolagena zdaj poteka zunaj celice. Nekateri encimi odrežejo peptide tega prokolgena na koncih. Zdaj so posamezne trojne vijačnice lahko razporejene vzporedno in tvorijo križne mostove. To pomeni, da se molekule kolega povezujejo med seboj in tako tvorijo stabilen in z njim povezan okvir.

V svetlobnem mikroskopu lahko vidite značilno vodoravno črtanje, ki ga povzroči dejstvo, da molekule kolegov ležijo skupaj, da tvorijo vlakna, konci pa se prekrivajo. Več vlaknin sčasoma tvori kolagena vlakna. Nato se molekule vode vežejo na končni kolagen, kar pomeni, da ima kolagen vedno visoko vsebnost vode. Sestava različnih peptidnih verig ustvarja različne trojne vijake. Zato se razlikuje med različnimi vrstami kolagena, ki jih običajno oštevilčimo zaporedno, kot so kolagen tipa 1, tip 2 ali tip 3.

Vrste kolagena se v različnih vrstah tkiva v našem telesu pojavljajo različno. Na splošno se kolagen nahaja v koži, kosteh, vlaknenih hrustancih, tetivah, ligamentih, zobeh, koži mišic in v očeh. Vsebovan kolagen daje tem strukturam potrebno moč in stabilnost. Kosti, hrustanec in kite so zaradi svojih zelo elastičnih lastnosti odporni na trganje, hkrati pa tudi prožni.

V kosteh in zobeh sodeluje tudi pri mineralizaciji, nabiranju kosti in zobne sklenine ter je pomemben del presnove tam. Organi našega telesa so običajno zaprti s kapsulo in maščobnim tkivom. Kolagen tvori tudi površinske plasti in se večinoma nahaja v vezivnem tkivu. Organi so tako ločeni drug od drugega, vendar ostanejo gibljivi v svojem položaju. Kolagen torej sodeluje tudi pri blaženju in elastičnosti naših organov in prevzame zaščitno funkcijo z maščobnim tkivom.

Kolagen v koži

Zelo velik delež kolagena je v koži, kjer prevzame pomembno podporno funkcijo za kožne plasti in sosednje vezivno tkivo. Kot beljakovina ima kolagen lastnost vezave vode, ki ohranja kožo napeto. Zaradi posebne strukture kolagena so kolageni zelo elastični, kar pomeni, da je koža tudi zelo elastična in prožna. Kako pomemben je kolagen za to Čvrstost kože je prikazano, ko se vsebnost kolagena počasi zmanjšuje od približno sredine 20-ih.

Malo po malo se pojavijo prve gube, kar ima povezavo z razpadom kolagena v koži. Koža nato izgubi elastičnost in se zruši. Lastna proizvodnja kolagena se občutno zmanjša, zato so različni Kozmetični izdelki v obliki krem ​​ali gradnikov kolagena, kot so beljakovine in aminokisline, poskušajo napolniti kolagensko blazino od zunaj. Kreme, ki vsebujejo kolagen ali neposredne injekcije v kožo, bi morale znova zgladiti gube in narediti kožo bolj zategnjeno. Ker kolagen veže vodo, mora biti koža takoj po injiciranju spet videti bolj čista in sveža.

Vrste kolagena

Tip 1

Kar zadeva kolagen, se razlikuje med različnimi vrstami, od katerih ima vsak različen delež v različnih organih. Kolagen tipa I je dolg približno 300 nm in tvori značilno strukturo gosto pakiranih kolagenskih vlaknin, ki so lahko debele med 50 in 200 nm. Glede na količino je kolagen tipa 1 najpogostejši v človeškem telesu. Ta vrsta je še posebej pogosta v koži, vezivnem tkivu, tetivah, kosteh, mišičnih fascijah in roženici. V omenjenih strukturah je kolagen v zunajceličnem matriksu, kar pomeni, da kolagen obdaja posamezne celice v koži, kosti in kite.

S shranjevanjem vode v kolagenu organi pridobijo mehansko moč. Visoka vsebnost kolagena tipa 1 v koži in kiteh jih naredi še posebej močne in prožne. Delež kolegov zagotavlja potrebno tlačno trdnost in čvrstost različnih konstrukcij.

Ena najbolj znanih motenj sinteze kolagena tipa 1 je Osteogenesis imperfecta. To je Bolezen steklastih kosti, dedna napaka v tvorbi kosti. Posledično nastane premalo kolagena, kost pa je manj stabilna in prožna. Glede na resnost bolezni je to lahko drugače. Stopite k bolniku spontani in pogosti zlomi naprej. Pojavijo se lahko tudi deformacije lobanje in hrbtenice. Poleg tega pacienti običajno ne zrastejo zelo visoko, saj bolezen vpliva na celotno rast kosti.

Tip 2

Kolagen tipa 2, tako kot tip 1, je tudi kolagen, ki tvori fibrile. Dve vrsti sta si po dolžini zelo podobni. Tip 2 je dolg približno 300 nm, vendar je ponavadi tanjši od kolagena tipa 1. Kolagen tipa 2 je še posebej pogost v hialinu in elastiki hrustanec pred. Hialinski hrustanec usmerja sklepe telesa in tvori zgornjo plast sklepnega prostora.

Elastični hrustanec se pojavi na primer na predelu ušesa, ušesnem kanalu in tudi v majhnih bronhijih pljuč. Medtem ko ima kolagen tipa 1 gosto strukturo, kolagenska vlakna tipa 2 ležijo ohlapno v različnih strukturah vezivnega tkiva. Poleg kolagena obstajajo še druge snovi, kot so proteoglikan in Hialuronska kislina v hrustancu. Zaradi te sestave in kopičenja vode hrustanec postane odporen na pritisk, elastičen in raztegljiv, vendar ni tako stabilen kot kosti.

Hidrolizat

Hidrolizati so proizvodi, ki nastanejo pri razgradnji beljakovin ali beljakovin. Hidrolizat lahko dobimo tudi iz kolagena z encimskim cepitvijo (hidrolizo). Ti kolagenski proteini se prednostno pridobivajo iz kolagena tipa 1 in se uporabljajo kot Prehranska dopolnila izkoriščen. Vsebujejo visok delež kratkih verig aminokislin (peptidov) in so zelo podobne želatini.

Ena razlika je v tem, da hidrogelati kolagena ne gelirajo in jih je mogoče enostavno raztopiti v vodi. To je bel prah brez vonja in okusa, ki ga je mogoče uporabiti za vezavo, emulgiranje in penjenje. Ta prah se uporablja zlasti pri dietah, bogatih z beljakovinami in Športna prehrana. Na voljo je v obliki praška, ki se lahko raztopi in dopolni vnos beljakovin med močno telesno aktivnostjo. Uporablja se tudi za popravilo poškodovanega hrustančnega tkiva.

Kolageni hidrolizati naj bi spodbudili nastanek hrustanca in tako regenerirali obrabljen material za sklepe. Pri bolnikih z obrabo hrustanca (osteoartritis) naj bi to privedlo do izboljšanja bolečine in gibljivosti sklepov. Kolagenske beljakovine so vsebovane tudi v nekaterih kozmetičnih izdelkih, saj jih telo dobro absorbira, bi morale biti sposobne prodreti v globlje plasti kože ter izboljšati in zategniti videz kože.