Коллаген - источник молодости. Часть 1. Определение, строение, типы, виды.

Определение

Коллаген — основной структурный белок межклеточного матрикса. Он составляет 25–33 % от общего количества белка в организме, то есть ~6 % массы тела.

У позвоночных были идентифицированы двадцать восемь различных типов коллагена, состоящих как минимум из 46 различных полипептидных цепей, и многие другие белки содержат коллагеновые домены. Примечательно, что неповрежденный коллаген был обнаружен в мягких тканях окаменелых костей окаменелости тираннозавра рекса возрастом 68 миллионов лет, это, безусловно, самый старый белок, обнаруженный на сегодняшний день. Однако это открытие подвергается сомнению.

В частности, у  человека 50 % всего коллагена содержится в костях, где он составляет 90 % органического матрикса. Вторая половина сосредоточена в коже, соединительной ткани, хрящах, стенках сосудов, базальных мембранах и т. д. В разных тканях преобладают разные типы коллагена, а это, в свою очередь, определяется той ролью, которую коллаген играет в конкретном органе или ткани. Проще говоря, коллаген можно рассматривать как «клей», который помогает обеспечивать поддержку и скреплять части нашего тела. Коллаген считается неполным белком из-за того, что в нем отсутствует аминокислота триптофан. Однако это не считается существенным, поскольку вполне возможно получить все незаменимые аминокислоты, употребляя разнообразную белковую пищу в течение дня и недели.

Структура коллагена

В 1940 году Эстбери и Белл предположили, что молекула коллагена состоит из одной вытянутой полипептидной цепи со всеми амидными связями в цис-конформации. Значительный прогресс был достигнут, когда в том же выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences за 1951 г., в котором он и его коллеги представили правильные структуры α-спирали и β-листа, Полинг и Кори предложили структуру для коллагена.

Молекула коллагена состоит из трех полипептидных цепей, в каждой из которых примерно 1 000 аминокислотных остатков, среди которых доминирует глицин (33 %). Кроме глицина, в коллагене много аланина, пролина, оксипролина и оксилизина. Два последних специфичны для коллагена. Вторичная структура — β-спираль с левосторонним направлением вращения. Три таких β-спирали посредством поперечных связей свиваются в тройную спираль — тропоколлаген диаметром 1−1,5 нм и длиной до 270 нм. Тройные спирали тропоколлагена полимеризуются, объединяясь ковалентными связями также в спиралевидные фибриллы диаметром 1−12 мкм и длиной до 10 мкм, а те, в свою очередь, объединяются в коллагеновые волокна разной толщины (20–200 мкм). Четвертичные коллагеновые структуры тоже стабилизируются поперечными связями (рис. 1).

Рис. 1. Структура коллагена: 1 — тройная спираль молекулы коллагена; 2 — третичная структура; 3 — молекула тропоколлагена; 4 — коллагеновое волокно; 5 — разные уровни структурной организации коллагена (по Кону)

Такое завершение строительства коллагеновых волокон осуществляется во внеклеточной среде. Коллаген — ярко выраженный полиморфный белок. Он синтезируется разными клетками соединительной ткани (фибробластами, хондробластами, остеобластами), эпителиоцитами и эндотелиоцитами, а потому представлен довольно большой группой очень стабильных трехспиральных белковых молекул.

Хотя идентифицировано около 28 типов коллагена, но коллаген типа I наиболее распространен в коже, костях, зубах, сухожилиях, связках, сосудистых связках и органах. Коллаген типа II присутствует в хрящах. Для коллагена типа III наиболее распространенными источниками этого белка являются кожа, мышцы и кровеносные сосуды. Сообщалось о типе IV в секретируемом эпителием слое базальной мембраны и базальной пластинке. Коллаген типа V является одним из основных компонентов клеточной поверхности и плаценты.

Коллаген подразделяется на различные семейства, такие как фибриллярные и сетчатообразующие коллагены, FACIT (ассоциированные с фибриллами коллагены с прерванными тройными спиралями), MACIT (связанные с мембраной коллагены с прерванными тройными спиралями) и MULTIPLEXIN (множественные домены тройной спирали и перерывы). Фибриллярный коллаген является наиболее распространенным коллагеном у позвоночных и играет структурную роль, внося вклад в молекулярную архитектуру, форму и механические свойства тканей, такие как прочность на растяжение кожи и сопротивление растяжению связок (коллагены типа I, II, III), V, XI, XXIV и XXVII).

Эстракция и структура гидролизованного коллагена

Гидролизованный коллаген - это натуральный коллаген, который подвергся ферментативному гидролизу, который включает использование воды для расщепления больших цепей аминокислот на короткие цепи. Эти более короткие цепи легко усваиваются клетками тела. Поскольку белок коллагена сам по себе нелегко расщепить. Кроме того, благодаря процессу гидролиза универсальность гидролизованного коллагена значительно превосходит универсальность его родственника желатина, который имеет тенденцию к «гелеобразованию» в горячих жидкостях.

Структура гидролизованного коллагена

Источники коллагена в промышленности

На рынке присутствует широкий ассортимент препаратов  и добавок коллагена, выпускаемых отечественными и зарубежными фирмами. Источниками коллагена являются: ткани млекопитающих – крупного рогатого скота, отходы птицеперерабатывающей промышленности, а также отходы рыбоперерабатывающего производства.

Основные источники коллагена

• Ткани крупного рогатого скота
  
• Свиная кожа
• Отходы рыбоперерабатывающего производства
• Альтернативные источники

Основные источники коллагена

Сравнение основных видов гидролизованного коллагена

С сырьем, из которого получают коллаген, связано наиболее устойчивое в массовом сознании заблуждение.

Основные типы коллагена

Заключение

Коллаген — важнейший белок, вырабатываемый организмом человека. 

Коллаген, пожалуй, самый древний в филогенетическом плане основной белок соединительной ткани. В организме он выполняет механическую, питательную, защитную и репаративную функции. Коллаген не токсичен, не канцерогенен, практически не антигенен, обладает хорошим регенерирующим, гидратантным действием, высокой биосовместимостью, способностью к структурообразованию, комплексообразованию с биологически активными и лекарственными веществами, биодеградации, а также рядом других полезных свойств.

В последние годы пероральные добавки с коллагеном стали популярными, поскольку они все чаще продаются потребителям как антивозрастной продукт, поскольку пероральные добавки коллагена достигают более глубоких слоев кожи и улучшают физиологию и внешний вид кожи, повышая гидратацию, эластичность, упругость, разглаживая морщины., уменьшение и омоложение кожи.

Коллаген МАМИ в ассортименте

Морской и говяжий коллагены не взаимозаменяемы, а значит при выборе добавок стоит ориентироваться на индивидуальные потребности организма. Если ваша цель — гладкая, упругая, подтянутая кожа — вам подойдет морской вид коллагена. Главное, выбрать качественный продукт — гидролизированный и без токсичных добавок.  Если вы хотите поддерживать здоровье всего организма, включая кости, суставы и соединительные ткани — сделайте выбор в пользу животного коллагена.

Добавки коллагена необходимы для всех людей старше 40 лет.

Литература

1.      COLLAGEN STRUCTURE AND STABILITY (Annu Rev Biochem. Author manuscript; available in PMC 2010 Mar 29.)

2.     Hydrolyzed Collagen—Sources and Applications (Arely León-López,1 Alejandro Morales-Peñaloza,2 Víctor Manuel Martínez-Juárez,1 Apolonio Vargas-Torres,1 Dimitrios I. Zeugolis,3,4 and Gabriel Aguirre-Álvarez1,*)

3.      Comparative genomic analysis of collagen gene diversity(Farhan Haq,corresponding author1 Nabeel Ahmed,2 and Muhammad Qasim3)

4.      Improvement of dermal parameters in aged skin after oral use of a nutrient supplement (Flávia Alvim Sant’Anna Addor,1 Juliana Cotta Vieira,2 and Camila Sirieiro Abreu Melo2)

5.     Структура и функции коллагена Ю. П. Потехина Нижегородская государственная медицинская академия,

6.     https://info.eminenceorganics.com/skin-care-routine#aging

7.     изображение: Freepik.com