Колаген – Какво е това? Каква е ролята, която играе в живота на човека? Името му колаген произлиза от древеногръцките думи клей (colla) и произход (genesis). Той „слепва“, или по-скоро – укрепва тъканите на организма. Колагенът присъства във всяко живо същество на земята – от вируси и едноклетъчните до многоклетъчните, в това число и в човека. Колагенът не се среща само в растенията. Описани са около 25 вида колаген. В организма си всеки човек има тъкан, която се намира почти навсякъде – в кръвоносните съдове, сърцето, белите дробове, черния дроб, бъбреците, диафрагма, сухожилията, мускулите, ставните връзки. В някои органи е рехава, в други – плътна, някъде е по-малко – другаде повече, но се намира навсякъде. И това е съединителната тъкан.
Съединителната тъкан – е сложна структурна и многофункционална система, която обединява в едно цяло различни органи и тъкани на организма и съставлява примерно 50% от телесното тегло (фиг. 1). В състава й се включват междуклетъчното вещество и различните клетки (фибробласти, хондробласти, остеобласти и др.) От друга страна междуклетъчното вещество в организма изпълнява редица функции:
формира „скелета” на тъканите и органите;
служи един вид като „биологично лепило“ за клетките;
участва в регулирането на водно-солния обмен;
генерира високо специализирана структура като – зъби, сухожилия, хрущяли, основни мембрани и т.н.
Фиг. 1 Съединителна тъкан
В основата на междуклетъчното вещество е колагенът – протеин, който представлява около една трета от целия протеин в човешкото тяло (около 6% от телесното тегло). Приблизително 40% от колагена се съдържа в кожата, около 50% – в тъканта на скелета и само 10% – в съединителната тъкан на вътрешните органи.
Фиг. . 2 Колаген: аминокиселинните остатъци на глицин са оцветени в черно, а другите аминокиселини – в бяло.
Днес, терминът „колаген“ е известен на всяко момиче и жена. Колагенът е този чудодеен протеин, от който зависи младостта на кожата – здравината й, нейната еластичност и мекота.
Колко често сме чували, че именно колагенът, включен в състава на съвременните кремове или във вид на инжекция, е в състояние да удължи младостта ни и дори да ни възвърне загубената красота!
Но това наистина ли е така? Защо е толкова значим колагенът? И защо при неговото намаляване драстично се отразява на състоянието на лицето и понякога ни довежда до отчаяние? И можем ли да избегнем това? И ако е невъзможно, то как да се сведат до минимум
загубите му? Кои са най-ефективните средства?
Ще се опитаме да отговорим на тези и други въпроси …. Но преди всичко да се запознаем с колагенът отблизо. И така,
Колаген – Какво е това? Каква е ролята, която играе в живота на човека?
Името му колаген произлиза от древеногръцките думи „клей» (colla) и „произход“ (genesis). Той „слепва“, или по-скоро – укрепва тъканите на организма. Колагенът присъства във всяко живо същество на земята – от вируси и едноклетъчните до многоклетъчните, в това число и в човека. Колагенът не се среща само в растенията.
Описани са около 25 вида колаген.
Освен това, повече от 90% от колагена се пада на колагените тип I, II, III и IV. Първият тип влиза в състава на сухожилията, кожата, костната тъкан; вторият – в хрущялната тъкан; третият формира съдовите стени, ембрионалната тъкан; четвъртият е съществен компонент на основните мембрани и в капсулата на лещата.
Присъствайки в почти всички тъкани и органи на тялото ни, колагенът проявява различни свойства.
Той осигурява:
силата, твърдостта, якост на костите;
еластичността и устойчивостта на съпротивление на хрущялната тъкан;
мембранна пропускливост;
еластичността и здравината на кожата;
гъвкавостта и разтегливостта (във всички посоки) на съдовете.
Това разнообразие от свойства до голяма степен зависи от разумното сплитане на колагеновите влакна и последователността на аминокиселините в неговата верига. В допълнение, силата и твърдостта на костите се осигурява за сметка на включените в колагена минерали, а за косата и ноктите – кератин.
Доказано е, че колагенът заедно с еластина и кератина съставляват основата на кожата, образуващи скелета й. В интернет се намира образно описание на структурата на кожата, което нагледно показва ролята на колагена в поддържане тонуса на кожата. Авторите на това сравнение предлагат следното:
Представете си матрак, на който в горната си част – това е кожата, а в долната – мускулите. Металните пружини, свързващи тази конструкция и осигуряващи еластичност – това е съединителната тъкан, която се състои от протеини (колаген и еластин). Функционирайки като пружини, колагеновите влакна поддържат тонуса на кожата без да й позволяват да увисне. Доказано е, че гладкостта и еластичността на кожата се постига благодарение на способността на колагеновите влакна да се разтягат и отново да възстановяват първоначалната си форма.
Със застаряването на „скелета на кожата“ тя губи своята здравина, изтънява, „провисва“, превръщайки се във вяла и покрита с бръчки.
Как се образува колагенът? Как работи?
Колагенът се синтезира от фибробласти – клетки на съединителната тъкан. Поради факта, че размерите на колагеновите молекули са огромни (ще припомним това, когато разглеждаме ефективността на колагено-съдържащите козметични продукти!). По-голямата част от колагена в кожата – това е колаген тип I, който представлява влакна, сплетени от множество по-малки нишки – фибрили. По време на синтеза първоначално се формират единични вериги колаген, представляващи вериги, всяка от които е съставена от около 1000 аминокиселини. В последствие тези нишки се вплитат в спирала, която се състои от три нишки усукани една около друга.
Здравината на спиралата се осигурява от последователността от три аминокиселини, първата от които е винаги глицин, а другите две могат да бъдат други аминокиселини, най-често пролин/аланин или хидроксипролин/хидроксилизин.
Глицин – е малка аминокиселина, която образува първата извивка на спиралата. След това идва хидроксипролин, която образува втората извивка, и последната аминокиселина – пролин, който е последната извивка. В последния етап тройната спирала (проколаген) излиза от фибробластите в междуклетъчното вещество на дермата. Точно тук те се вплитат в една по-дебела нишка – колагеновото влакно (Фигура 3).
Фиг. 3 Колагенови влакна
Последните са достатъчно силни и могат да издържат товар до 600 кг/см2, което е около 10 000 пъти повече от собственото им тегло. Дебелият слой колаген дава на кожата еластичността и стабилността. Колагенът присъства както на повърхността на клетките на кожата, така и в междуклетъчното пространство. Поради своята структура, колагенът е способен значително да се разтяга. В ранна възраст колагеновите влакна на кожата са здрави и еластични, но в процеса на стареене колагенът губи своите качества, на първо място това се отнася до областта на лицето (областта около устата, очите и челото).
Загубата на колагенови влакна намалява влагата, задълбочава бръчките и увеличава набръчканата кожа.
Не трябва да се подценява значението на аминокиселините, които изграждат колагена. Делът на глицина представлява около 20% от всички аминокиселини на тялото. Именно глицина – е най-търсената аминокиселина на колагена, като всяка трета аминокиселина на колагена е глицин. Съдържанието му в колагена достига 33.5%. Глицинът е необходим на организма не само заради синтезаа на колаген, но също и за предаването на нервните импулси.
Той регулира обмена на веществата, възстановява и увеличава в централната нервна система процесите на защитно инхибиране, намалява психоемоционалното напрежение и подобрява умствената дейност.
При наличието на дефицит от глицин организмът го извлича преди всичко от местата, където е в по-голямо количество, т.е. от колагена. Допринася за това хидрокортизона – хормонът на стреса, който задейства механизма за разграждането на колагена. Това е което се случва в условията на стрес, и колкото е по-силно и по-дълъго стресирането, толкова по-бързо се изчерпват запасите на глицин, като тялото започва да компенсира дефицита, извличайки го от колагена чрез разрушаване на последния. Резултатът е загуба на еластичността на кожата, образуването на ранни и дълбоки бръчки, изтъняване на съдовите стени, увеличаване на риска от разкъсване на кръвоносните съдове, увеличаване на броя на атеросклеротичните плаки, влошаването на ставния хрущял, възниква проблем с храносмилането, влошаване на зрението и др.
Фигура 4 Аминокиселина на колаген
Но списъкът на аминокиселините на колагенът не се ограничава до глицина. Има още две аминокиселини, които са налични в голямо количество в колагена – пролин и хидроксипролин (фиг.4). Пролинът оказва положителен ефект върху структурата на кожата, той е необходим за функционирането на сухожилията и ставите, укрепва сърдечния мускул, източник е на енергия за мускулите и черния дроб. Приемането на пролин значително повишава ефективността при обучение. Той е в основата за създаването на невролептици, използвани при инсулт, при нарушение на паметта и умствена изостаналост. Хидроксипролинът от своя страна играе важна роля за гарантиране стабилността на колагена.
Трябва да се разбере, че тези аминокиселини не присъстват в достатъчно количество в консумираната дневно храна.
Синтез на колаген – това е сложен ензимен процес, осигурен от витамини и минерали. Един от най-важните стимулатори на синтеза на колаген, както и за растежа на фибробластите, се явява аскорбиновата киселина. Нейният недостиг води до синтез на дефектен, по-скоро на рехав/ронлив колаген.
Синтезът на колаген се регулира от много вещества. Интересното е, че самият колаген и N-пропептидите след своето разцепване забавят доставянето на колагена на принципа на отрицателната обратна връзка.
При регулиране синтеза на колагена специална роля играят хормоните. Те забавят синтеза на колаген чрез намаляване нивото на проколаген, както и за сметка на подтискане активността на специфични ензими. Непълното хидроксилиране на остатъците пролин и лизин предизвиква повишаване чувствителността на колагена към действието на неспецифични протеази и колагенази. В резултат на забавящото действие на глюкокортикоидите за синтеза на колаген се намалява дебелината на дермата, както и се появява атрофия на кожата в областта на продължителното им парентерално въвеждане.
Синтеза на колаген също се влияе от половите хормони, рецептори към които се явяват не само в съединителната тъкан на половите органи, но също така във фибробластите на други органи и тъкани. Известно е, че обменът на колаген в матката се контролира от половите хормони. В същото време синтеза на колаген на кожата зависи от съдържанието на естрогени, което се потвърждава от факта, че при жени в менопауза съдържанието на колаген в дермата намалява.
Колагенът през целия човешки живот остава основен участник в обмяната на веществата и присъства във всички тъкани и органи. При това скоростта на обновяването му в различните тъкани е различна: най-бързо (за един месец), този незаменим строителен протеин се обновява в черния дроб, най-бавно – в костните тъкани и ставите, където процесът на обновяване отнема около една година и половина.
Обсъждайки важната роля на колагена в човешкото тяло, ние не трябва да забравяме и за другите важни протеини – като еластин (Фигура 5). Еластинът – това е протеин, който осигурява еластичност и възстановяване на тъканите, като например увреждане на кожата. Съдържа се в големи количества в тъканите, които придобиват значителна еластичност – кръвоносните съдове, белите дробове, сухожилията, кожата. Особено богати на еластин са сухожилията на врата, аортната стена; в белодробната тъкан еластинът се увеличава с възрастта. Еластичността се проявява с голямата разтегливост на тези тъкани и бързото им възстановяване в изходна форма и размер след отстраняване на натоварването.
Фиг.5 Еластин
И колагенът и еластинът – са спътници на нараняването. При травми, изгаряния и рани се образуват белези. Плътната съединителна тъкан на белезите се състои главно от тези протеини. Белези могат да се появят не само върху кожата, но и при вътрешните органи в мястото на повреждане и това се дължи на различни причини. Общи за колагена и еластина се явява съдържание на глицин и пролин.
