Na czym polega synteza kolagenu?

Nasze ciało składa się z wielu związków fascynujących pod względem budowy i właściwości. Jednym z nich jest kolagen, który w rzeczywistości stanowi grupę substancji różniących się strukturą, miejscem występowania w organizmie i działaniem. Jest on ważny dla życia i zdrowia, a także element niezbędny do zachowania urody. W młodości synteza kolagenu przebiega intensywnie, z wiekiem słabnie. Co więcej, na ilość tego związku w ciele człowieka wpływa wiele czynników, głównie związanych ze stylem życia. Dowiedz się więcej na temat syntezy kolagenu!

Spis treści:

  1. Czym jest naturalny kolagen w organizmie?
  2. Podstawowe typy kolagenu i ich znaczenie dla ciała
  3. Czym jest synteza kolagenu w organizmie człowieka? 
  4. Gdzie i jak zachodzi synteza kolagenu? Etapy
  5. Jakie związki biorą udział w syntezie kolagenu?
  6. Czynniki, które mogą zaburzać syntezę kolagenu w skórze i nie tylko
  7. Jak uzupełnić ilość kolagenu i pobudzić jego syntezę? Źródła w diecie
  8. Nasz ekspert odpowie na Twoje pytania
    1. Kiedy synteza kolagenu naturalnie spowalnia?
    2. Kiedy zalecana jest suplementacja kolagenu?
    3. Czy poziom kolagenu można uzupełniać w formie kosmetyków?

.

Czym jest naturalny kolagen w organizmie?

Pod względem budowy kolagen to białko strukturalne, które stanowi kluczowy element większości narządów ludzkiego organizmu. Ponieważ w naszym ciele cząsteczki tego białka są kodowane przez różne geny, wyróżnia się wiele typów tego związku, które mają odmienną budowę i właściwości. Prawidłowo określa się go jako kolageny (z racji, że w organizmie ludzkim wystepuje wiele rodzajów kolagenów) należące do pewnej rodziny białek, których cechą wspólną jest m.in. zawartość minimum jednego fragmentu cząsteczki zdolnej do zachowania własnej struktury trójwymiarowej. W skład kolagenów wchodzą liczne aminokwasy, takie jak arginina, glutamina, glicyna, prolina, a także sacharydy. Związek ten zbudowany jest z trzech lewoskrętnych łańcuchów polipeptydowych. Każdy z nich zawiera przeszło 1000 aminokwasów i jest skręcony wokół wspólnej osi. Jednak to, co interesuje nas najbardziej, to jego działanie i sposób powstawania w ludzkim ciele.

Kolagen stanowi podstawowy składnik tkanki łącznej. Odznacza się bardzo dużą wytrzymałością i elastycznością, tym samym zapewnia tkankom odpowiednie napięcie i sprężystość. Jest to podstawowy element międzykomórkowy, składnik większości narządów, którym zapewnia ochronę i warunkuje ich funkcjonalność, także poprzez udział w licznych procesach. Najwięcej kolagenu zawartego jest w skórze właściwej (jej głębszych warstwach). Dzięki niemu skóra się nie rozrywa, jest zwarta i elastyczna. Już przy niewielkim deficycie tego związku pogarsza się stan tkanek — skóra traci jędrność i szybko się odwadnia, a to prowadzi do powstawania zmarszczek i bruzd.

.

Podstawowe typy kolagenu i ich znaczenie dla ciała 

Obecnie wyróżnia się 29 podstawowych rodzajów kolagenu występujących w organizmie człowieka. Część z nich to białka fibrylarne, które stanowią większość i znajdują się m.in. w skórze, ścięgnach, więzadłach, kościach, chrząstkach, jelitach oraz przestrzeniach międzykręgowych. Wypełniają też przestrzeń między komórkami wątroby, płuc i łożyska. Pozostałe to kolageny niefibrylarne, obecne w włóknach kotwiczących, mikrowłóknach czy błonie podstawnej. 

Wszystkie kolageny są oznaczane cyframi rzymskimi. Około 90% białek z tej grupy stanowi kolagen typu I. Znajdziemy go w ścięgnach, kościach, skórze, tkance podskórnej, rogówce oka i bliznach. Pozostałe typy i przykłady ich lokalizacji to:

  • kolagen typu II — jest to kluczowy element stawowy, który warunkuje prawidłowe funkcjonowanie narządu ruchu;
  • kolagen typu III — powstają z niego włókna tkanki łącznej siateczkowatej, niezbędne w procesie gojenia i zabliźniania wszelkich ran, znajduje się on też w mięśniach szkieletowych;
  • typu IV — zlokalizowany jest w błonie podstawnej, oddziela tkanki organizmu, przyjmując formę cienkich membran;
  • typu V i VI — uzupełniają działanie kolagenu I;
  • typu VII — znajduje się głównie w skórze, a także na powierzchni ścian naczyń krwionośnych, którym zapewnia elastyczność;
  • typu VIII — wypełnia błony śluzowe, jak również wnętrze żył i tętnic;
  • typu IX, X, XI, XII — w uproszczeniu dopełniają działanie innych rodzajów włókien kolagenowych;
  • pozostałe — serce, siatkówka i rogówka, kości, jądra, jajniki, mózg, skóra, połączenia tkankowe, układ nerwowy. 

Różne rodzaje kolagenu stanowią macierz wypełniającą przestrzenie międzykomórkowe, chronią narządy i umożliwiają im prawidłowe funkcjonowanie poprzez zwiększenie ich odporności i elastyczności. Związki te biorą udział w procesach regeneracyjnych, zasklepiają urazy, są niezbędne do tworzenia blizn i odbudowy uszkodzonych tkanek –- dzięki kolagenowi możliwe jest gojenie się ran. Kolagen jest szczególnie istotny dla układu ruchu, trawiennego i sercowo-naczyniowego. 

 

.

Czym jest synteza kolagenu w organizmie człowieka? 

Każdego dnia kolagen podlega regularnej wymianie – stare, zużyte cząsteczki są zastępowane przez nowe. Co ciekawe, w ciągu roku w zdrowym organizmie jest to nawet 3 kg tego związku! Synteza kolagenu to po prostu proces jego tworzenia. Wyjaśniając, mianem syntezy określa się powstawanie pewnego związku z innych, drobniejszych elementów. W przypadku kolagenu odbywa się to poprzez łączenie aminokwasów.

.

Gdzie i jak zachodzi synteza kolagenu? Etapy 

Synteza kolagenu zachodzi w fibroblastach, a dokładniej w siateczce śródplazmatycznej szorstkiej. W pierwszym etapie powstaje produkt pośredni — prokolagen o pojedynczym łańcuchu. Kolejne etapy zachodzące w syntezie kolagenu kolejno to: 

  • oddzielenie sekwencji sygnałowej (rozpoczęcie podziału białka);
  • hydroksylacja lizyn i prolin (przyłączenie grup hydroksylowych), w wyniku czego powstają cząsteczki hydroksylizyny i hydroksyproliny;
  • glikozylacja (przyłączenie węglowodanów). 

Czysty kolagen to białko, które zostaje przetransportowane do miejsca docelowego (tkanek i narządów).  Ostatecznie powstałe włókna kolagenowe stanowią rodzaj sieci zapewniającej komórkom wytrzymałość i sztywność, a tkankom podporę. 

.

Jakie związki biorą udział w syntezie kolagenu? 

Do prawidłowej syntezy kolagenu niezbędne są liczne witaminy oraz enzymy. Wśród nich wymienia się hormony tarczycy, insulinę i estrogeny (hormony płciowe). Stymulująco na powstawanie kolagenu działa zwłaszcza witamina C, która jest też silnym antyoksydantem chroniącym przed negatywnym działaniem promieniowania UV. Witaminami biorącymi udział w syntezie kolagenu są również A, K i D3. 

.

Czynniki, które mogą zaburzać syntezę kolagenu w skórze i nie tylko 

Niestety synteza kolagenu spowalnia wraz z upływem lat. Stężenie kluczowego budulca naszego ciała stopniowo spada już po 25. roku życia. Drastyczny deficyt kolagenu obserwuje się w okresie menopauzy, na co wpływają zmiany hormonalne. Przypuszcza się, że u osób po 60. roku życia synteza endogennego kolagenu zostaje całkowicie zahamowana. Ponadto negatywnie na produkcję tego białka wpływają liczne czynniki, takie jak np.: 

  • promieniowanie słoneczne,
  • reaktywne formy tlenu (wolne rodniki),
  • wahania temperatury,
  • toksyny,
  • zanieczyszczenia,
  • stres,
  • używki,
  • niska aktywność fizyczna lub nadmierne forsowanie ciała,
  • niedobory witamin i minerałów biorących udział w syntezie kolagenu.

.

Jak uzupełnić ilość kolagenu i pobudzić jego syntezę? Źródła w diecie

Najlepszym źródłem kolagenu są produkty spożywcze. Znajdziesz go głównie w pokarmach pochodzenia zwierzęcego, np. w:

  • żelatynie wieprzowej,
  • chrząstkach zwierzęcych,
  • podrobach,
  • golonce,
  • salcesonie,
  • bulionach mięsnych,
  • rybach w galarecie,
  • sproszkowanych chrząstkach i płetwach rekina.

Spadek zdolności organizmu do odtwarzania włókien kolagenowych może być spowodowany także niedoborem witamin. Warto więc w diecie zwiększyć ilość produktów zawierających witaminy C, A, K i D3 stymulujące powstawanie nowego kolagenu. Źródłem wymienionych związków są oleje roślinne, owoce i warzywa. Aby organizm mógł prawidłowo wytwarzać ten związek, warto również unikać czynników, które mogą go zaburzać.

.

Nasz ekspert odpowie na Twoje pytania 

Kiedy synteza kolagenu naturalnie spowalnia? 

Spadek produkcji włókien kolagenowych obserwuje się wcześnie, już u osób po 25. roku życia. 

Kiedy zalecana jest suplementacja kolagenu? 

Po suplementy z kolagenem warto sięgać przy objawach jego niedoboru, takich jak: zmęczenie, bóle stawów, pogorszenie kondycji skóry, włosów i paznokci. Braki kolagenu mogą objawiać się również odwapnieniem układu kostnego, który zbudowany jest głównie z połączeń tego związku z magnezem i fosforem, a także wapniem. 

Czy poziom kolagenu można uzupełniać w formie kosmetyków? 

Ze względu na wysoką masę cząsteczkową kolagen stosowany zewnętrznie nie wchłania się do głębszych warstw skóry. Warto jednak stosować go ze względu na liczne właściwości. Chroni on m.in. przed transepidermalną utratą wody, nawilża i zabezpiecza powierzchnię skóry. 

Żródła:
Anna Nowicka-Zuchowska, mgr Aleksander Zuchowski, Kolagen – rola w organizmie i skutki niedoboru, https://depot.ceon.pl/bitstream/handle/123456789/17816/Kolagen.pdf?sequence=1&isAllowed=y [dostęp: 20.10.2023]