Kolagen - rodzaje, właściwości i zastosowanie

Kolagen to produkowane przez ludzki organizm białko strukturalne, które stanowi budulec wielu narządów. Jest jednym z głównych składników tkanki łącznej, a więc swoistym spoiwem skóry, kości, ścięgien, naczyń krwionośnych, chrząstek stawowych oraz zębów. Wyróżnia się specyficzną budową i właściwościami, a nawet zdolnością dostosowania do zmiennych czynników zewnętrznych. Z jednej strony stymuluje syntezę nowych włókien, a z drugiej przyspiesza ich rozkład. Nie bez powodu nazywany jest więc białkiem młodości. Jego produkcja z wiekiem spada, co przejawia się widocznymi procesami starzenia.

Warto pamiętać, że kolagen nie jest strukturą jednorodną. Oznacza to, że mamy do czynienia z wieloma genami kodującymi to białko. Zbudowany jest z pojedynczych aminokwasów, które organizm układa w długie łańcuchy alfa, skręcające się w potrójną helisę. Wyróżnia się aż 29 typów kolagenu w zależności od miejsca występowania oraz podstawowych funkcji. To jednak nie koniec podziałów, ponieważ naukowcy wyodrębnili także kilka innych grup tej substancji: włókniste, niewłókniste, związane z błonami komórkowymi, tworzące struktury sieciowe, będące prekursorami endostatyn i inne.

Najważniejsze właściwości kolagenu

Kolagen stanowi około 30% wszystkich białek ludzkich i pełni wiele istotnych funkcji w organizmie. Buduje tkanki i narządy, utrzymując ich odpowiednią strukturę. Wiąże się z wodą, przez co wpływa na jędrność i elastyczność skóry, a także jej wygląd i kondycję w późniejszych latach życia człowieka. Wzmacnia kości i nadaje im odpowiednią sztywność oraz chroni narządy wewnętrzne i stabilizuje ich położenie. Przyspiesza proces gojenia ran oraz zwiększa odporność tkanek na rozciąganie.

Jako składnik mazi stawowej, kolagen utrzymuje także wytrzymałość chrząstki. Uczestniczy w prawidłowym funkcjonowaniu układu odpornościowego - ogranicza wnikanie do organizmu drobnoustrojów oraz ułatwia transportowanie niektórych leków przez ścianę komórkową. To dzięki obecności tego białka tkanki i narządy mają odpowiednią strukturę i integralność.

Jakie wyróżnia się rodzaje kolagenu?

Jak już wspomniano, obecnie odkryto 29 rodzajów kolagenu, które determinują jego właściwości. Najliczniejszą grupę w organizmie stanowią białka fibrylarne (włókniste), które obejmują typy I-V oraz X-XI. Występują w kościach, skórze, więzadłach, rogówce i ścięgnach. Odpowiadają za wytrzymałość tkanek na rozciąganie oraz stanowią istotny składnik wątroby, płuc, śledziony i naczyń krwionośnych. Znajdują się także w błonie podstawowej, czyli macierzy międzykomórkowej, gdzie budują swego rodzaju rusztowanie dla tkanki tłuszczowej, włókien mięśniowych, nabłonka i śródbłonka.

Kolejną grupę stanowi kolagen niefibrylarny (nie tworzący włókien), który obejmuje typy: IX, XII, XIV, XVI, XIX, XX, XXI i XXII. Ich zadaniem jest wiązanie ze sobą pojedynczych włókien poprzez formowanie tzw. ramion kolagenowych i mostów. Odpowiadają również za łączenie struktur białkowych z pozostałymi elementami macierzy międzykomórkowej i samymi komórkami. Niektóre z nich mogą nawet zmieniać właściwości cierne włókien.

Kolejne rodzaje kolagenu są mniej znane, ale równie ważne dla właściwego funkcjonowania organizmu. Istnieją typy występujące w łożysku i wspierające rozwój płodu. Niektóre uczestniczą w procesie formowania synaps w hipokampie, czyli części mózgu odpowiedzialnej za pamięć, a inne znajdują się w sercu, nerkach i jelitach. Naukowcy wciąż badają właściwości kolagenu z myślą o kolejnych zastosowaniach.

Rola kolagenu w organizmie

Intensywna synteza kolagenu zachodzi na bieżąco w pierwszych kilkunastu latach życia. Wraz z wiekiem dochodzi jednak do spowolnienia naturalnego procesu produkcji włókien. Poziom białka regularnie zmniejsza się już od 25. roku życia, a wieku 50-70 lat człowiek niemal całkowicie traci zdolność wytwarzania kolagenu. Objawia się to utratą jędrności, nawilżenia i elastyczności skóry. Pojawiają się pierwsze oznaki starzenia, a kości, ścięgna i więzadła ulegają osłabieniu.

Naturalny kolagen jest wyjątkowo ważnym elementem budulcowym, który nadaje tkankom i narządom odpowiednią strukturę i wytrzymałość. Wchodzi w skład ścian naczyń krwionośnych, nadając im elastyczność i giętkość. Pełni także funkcję ochronną i wzmacniającą. Negatywny wpływ na włókna kolagenowe ma jednak nie tylko wiek, ale także tryb życia, przewlekły stres, używki i inne czynniki zewnętrzne. Proces syntezy białka zaburza palenie papierosów, nadużywanie alkoholu, częsta ekspozycja na promieniowanie słoneczne oraz intensywny wysiłek fizyczny.

Objawy niedoboru i nadmiaru kolagenu

Niedostateczna ilość kolagenu w organizmie sprawia, że skóra traci jędrność i elastyczność. Staje się sucha i matowa, a zmarszczki oraz bruzdy są coraz bardziej widoczne. Dochodzi do nadmiernego wypadania włosów, niekiedy może się także pojawić łupież i łysienie. Płytka paznokciowa również ulega osłabieniu, kruszy się i łamie. Na skutek niedoboru kolagenu kości stają się bardziej podatne na załamania. Opóźniona regeneracja chorych tkanek i aktywacja stanów zapalnych prowadzą do sztywności stawów i bólów reumatycznych. Co więcej, drobnoustroje i toksyny łatwiej wnikają i rozprzestrzeniają się w ludzkim organizmie, a naczynia krwionośne tracą giętkość.

Nadmiar kolagenu w organizmie to bardzo rzadkie zjawisko. Prowadzą do niego choroby autoimmunologiczne, uszkodzenia tkanek, mutacje genetyczne, zaburzenia hormonalne oraz skrajnie nieodpowiedzialna suplementacja (przedawkowanie występuje incydentalnie). Wówczas może dochodzić do zgrubienia i stwardnienia skóry, mrowienia lub drętwienia palców u rąk i nóg, problemów żołądkowo-jelitowych czy osłabienia mięśni. Symptomy nadmiaru kolagenu to także kołatanie serca, bóle w klatce piersiowej, a niekiedy bliznowacenie narządów, pojawianie się rozstępów oraz zagęszczenie i włóknienie tkanek.

Kolagen – zastosowanie

Ze względu na biozgodność ze wszystkimi organizmami żywymi, właściwości i rozpowszechnienie, naturalny kolagen jest szeroko stosowany w farmacji, medycynie regeneracyjnej oraz inżynierii tkankowej. Służy jako biomateriał do wytwarzania nici chirurgicznych, kompresów i gąbek stosowanych w leczeniu ran oraz oparzeń. Stanowi także składnik tabletek i minigranulek będących nośnikami białek, interferonów i czynników wzrostu w różnego rodzaju systemach dostarczania leków. Znajduje zastosowanie w chirurgii stomatologicznej i ortopedycznej.

Preparaty kolagenowe wykorzystywane są również do celów kosmetycznych. Największą grupę stanowią wypełniacze tkankowe w postaci iniekcji stosowane w medycynie estetycznej. Mają za zadanie wyrównywać powierzchnię skóry w miejscach zmarszczek lub zanikowych blizn oraz modelować owal twarzy bądź kształt ust. Dużą popularnością cieszą się także preparaty aplikowane na skórę, a więc kremy, żele, maski, płatki pod oczy itp. Kolagen nie wnika w głębsze warstwy naskórka, lecz tworzy na powierzchni film ograniczający utratę wody.

Wiele osób stosuje preparaty kolagenowe także w celu poprawy kondycji stawów, zwiększenia gęstości kości, uelastycznienia naczyń krwionośnych czy zmniejszenia widoczności oznak starzenia. To naturalne białko można również spotkać w kosmetykach do pielęgnacji suchych i zniszczonych włosów, wnikających w cebulkę i wzmacniających ją od środka.

Jak suplementować kolagen?

Zalecana dawka kolagenu to nawet 10 g dziennie. Suplementację powinno się stosować co najmniej przez 3 miesiące. Składnik ten można dostarczać do organizmu, spożywając produkty pochodzenia zwierzęcego, w tym ryby, organizmy morskie, golonkę, salceson, kurze łapki i wyroby mięsne na bazie żelatyny. Inne źródła kolagenu to: galaretki warzywne i owocowe, jajka, podroby, pasztety itp. Alternatywą mogą być suplementy na bazie białka. Tego typu preparaty są dobrze tolerowane, a skutki uboczne zdarzają się sporadycznie. Nie powinny ich jednak przyjmować kobiety w ciąży i karmiące piersią.

Kolagen przyjmują przede wszystkim osoby zmagające się z bólami i sztywnością stawów oraz chcące zwiększyć jędrność i elastyczność skóry. Suplementacja może okazać się pomocna także w przypadku łamliwych paznokci, nadmiernego wypadania włosów czy schorzeń związanych z podeszłym wiekiem.