Колаген - що це таке?
В організмі кожної людини є тканина, яка виявляється практично скрізь - в судинах, серці, легенях, печінці, нирках, діафрагми, сухожиллях, м`язах, зв`язках.
В одних органах вона пухка, в інших - щільна, десь її менше, десь більше, але вона є скрізь. І називається вона сполучною тканиною.
Сполучна тканина - це дуже складна структурна і багатофункціональна система, яка об`єднує в єдине ціле різні органи і тканини організму і становить приблизно 50% від маси тіла (рис.1). До її складу входять міжклітинний матрикс і різні клітини (фібробласти, хондробласти, остеобласти і ін.). У свою чергу міжклітинний матрикс в організмі виконує безліч функцій:
- формує каркас тканин і органів;
- служить для клітин своєрідним «біологічним клеєм»;
- бере участь в регуляції водно-сольового обміну;
- формує високоспеціалізовані структури - зуби, сухожилля, хрящі, базальні мембрани і ін.
Мал. 1 Сполучна тканина
Колаген - що це?
Основою міжклітинної матриксу є колаген - білок, на частку якого припадає близько третини всіх білків організму людини (приблизно 6% маси тіла). Близько 40% колагену міститься в шкірі, приблизно 50% - в тканинах скелета і лише 10% - в стромі внутрішніх органів.
Мал. 2. Колаген: амінокислотні залишки гліцину пофарбовані в чорний колір, а інших амінокислот - в білий.
Сьогодні термін «колаген» відомий кожній дівчині і жінці. Колаген - це, той самий, чудодійний білок, від якого залежить молодість шкіри - пружність, еластичність, шовковистість.
Як часто ми чули, що саме колаген, включений до складу сучасних кремів або у вигляді ін`єкцій, здатний продовжити нашу молодість і навіть повернути втрачену красу! Але чи дійсно це так? Чому колаген так значущий? І чому його зниження так разюче позначається на стані особи і часом викликає у нас відчай? І чи можна уникнути цього? І якщо неможливо, то як мінімізувати його втрати? Які засоби найбільш ефективні?
Спробуємо відповісти на ці та інші питання .... Але перш за все познайомимося з колагеном ближче. Отже,
Яку роль колаген він грає в житті людини?
Своєю назвою колаген зобов`язаний давньо-грецьким словами «клей» (colla) і «походження» (genesis). Він «склеює», а вірніше - скріплює тканини організму. Колаген є у будь-якого живої істоти Землі - від вірусів і найпростіших до багатоклітинних, в т. Ч. І людини. Колаген що невиявлений тільки у рослин.
Відео: колаген що це
Описано близько 25 типів колагену. Причому більше 90% всього колагену доводиться на колаген I, II, III і IV типів. Перший тип входить до складу сухожиль, шкіри, кісткової тканини-другий - в хрящову тканина- третій формує судинну стінку, тканини плоду-четвертий є обов`язковим компонентом базальних мембран і капсули кришталика.
Будучи присутнім практично у всіх тканинах і органах нашого організму, колаген проявляє різні властивості. він забезпечує
Відео: Роль колагену в організмі. Що таке колаген? Програма відновлення Арт Лайф
- фортеця, жорсткість, опір розтягуванню кісток;
- еластичність і опір здавлення хрящової тканини;
- проникність мембран;
- еластичність і пружність шкіри;
- гнучкість і еластичність (у всіх напрямках) судин.
Така різноманітність його властивостей багато в чому залежить від розумного сплетення волокон колагену і послідовності амінокислот в його ланцюжках. Крім цього, фортеця і жорсткість кісток забезпечується за рахунок включення в колаген мінералів, а волосся і нігтів - кератину.
Доведено, що колаген разом з еластином і кератинами складають основу шкіри, утворюючи її каркас. По інтернету «гуляє» образне опис структури шкіри, яке наочно демонструє роль колагену в підтримці тонусу шкіри. Автори цього порівняння пропонують наступне: уявити матрац, де його верхня частина - це шкіра, а нижня - м`язи. Металеві пружини, що з`єднують цю конструкцію і забезпечують пружність - сполучна тканина, яка складається з білків (колагену і еластину). Функціонуючи як пружини, колагенові волокна підтримують тонус шкіри, не даючи їй обвиснути. Доведено, що гладкість і пружність шкіри досягається завдяки здатності колагенових волокон розтягуватися і знову повертати початкову форму. У міру старіння "каркас" втрачає міцність, шкіра стає тонкою, "провисає", Стає млявою і покривається зморшками.
Як утворюється колаген? Як він влаштований?
Колаген синтезується фібробластами - клітинами сполучної тканини. Причому розміри молекули колагену величезні (згадаємо про це, коли будемо розглядати ефективність застосування коллагеносодержащіх косметологічних засобів!). Основна маса колагену шкіри - це колаген I типу, який представляє собою волокна, сплетені з безлічі ще більш дрібних ниток - фібрил. У процесі синтезу спочатку утворюються поодинокі нитки колагену, що представляють собою ланцюжки, причому кожна з них складається приблизно з 1000 амінокислот. В подальшому ці нитки сплітаються в спіралі, які складаються з трьох ниток, закручених один навколо одного. Міцність спіралі забезпечується послідовністю трьох амінокислот, перша з яких завжди гліцин, дві інших можуть бути будь-якими іншими амінокислотами, найчастіше це пролин / аланин або ж гидроксипролин / гідроксилізин.
Гліцин - це маленька амінокислота, яка утворює перший вигин спіралі. Потім йде гидроксипролин, який формує другий вигин, і, остання амінокислота - пролін, завдяки якому формується останній вигин. На останньому етапі потрійні спіралі (проколаген) виходять з фібробластів в міжклітинний речовина дерми. Саме тут вони сплітаються в товщі нитки - колагенові волокна (рис.3).
Мал. 3 Колагенові волокна
Останні досить міцні, і витримує навантаження до 600 кг / см2, що приблизно в 10 000 разів перевищує його власну вагу. Товстий шар колагену забезпечує шкірі еластичність і стійкість. Колаген присутній як на поверхні клітин шкіри, так і в міжклітинному просторі. Завдяки своїй будові колаген здатний значно розтягуватися. У молодому віці колагенові волокна шкіри пружні й еластичні, проте в процесі старіння колаген втрачає свої якості, перш за все це стосується області особи (зони навколо рота, очей і лоба). Втрата колагенових волокон призводить до зниження вологості, поглибленню зморшок, сморщиванию шкіри.
Амінокислоти в складі колагену
Не можна недооцінювати значущість амінокислот, що входять до складу колагену. На частку гліцину припадає близько 20% всіх амінокислот організму. Саме гліцин - найбільш затребувана амінокислота колагену, тому що кожна третя амінокислота колагену представлена гліцином. Його вміст у коллагене досягає 33,5%. Гліцин необхідний організму не тільки для синтезу колагену, а й для передачі нервового імпульсу. Він регулює обмін речовин, відновлює і покращує в центральній нервовій системі процеси захисного гальмування, зменшує психоемоційне напруження, підвищує розумову працездатність.
При дефіциті гліцину організм витягує його перш за все з того місця, де його багато, тобто колагену. Сприяє цьому гідрокортизон - гормон стресу, який запускає механізм руйнування колагену. Саме так відбувається при стресі, і чим сильніше і довше стрес, тим швидше виснажуються запаси гліцину, тому що організм починає заповнювати його дефіцит, витягуючи гліцин з колагену шляхом руйнування останнього. Результатом цього є зниження еластичності шкіри, освіту ранніх і глибоких зморшок, витончення судинної стінки, підвищення ризику розриву судин, збільшення числа атеросклеротичних бляшок, погіршення стану суглобових хрящів, виникнення проблем з травленням, погіршення зору і ін.
Рис.4 Амінокислоти колагену
Але список амінокислот колагену одним гліцином не обмежується. Є ще 2 амінокислоти, які присутні у великій кількості в коллагене - це пролин і гидроксипролин (рис.4). Пролин позитивно впливає на структуру шкіри, він необхідний для функціонування сухожиль і суглобів, зміцнює м`яз серця, є джерелом енергії для м`язів і печінки. Застосування пролина значно підвищує ефективність навчання. Він є основою для створення нейролептиків, що застосовуються при інсультах, порушенні пам`яті і розумової відсталості. Гідроксипролін в свою чергу відіграє головну роль у забезпеченні стабільності колагену.
Слід розуміти, що ці амінокислоти в достатній кількості в їжі, яку вживають щодня, не присутні.
синтез колагену
Синтез колагену - складний ферментативний процес, який забезпечується вітамінами і мінеральними речовинами. Одним з найважливіших стимуляторів синтезу колагену, а також росту фібробластів є аскорбінова кислота. Її дефіцит призводить до синтезу дефектного більш пухкого колагену.
Синтез колагену регулюється багатьма речовинами. Цікаво, що сам колаген і N-npoпептіди після свого відщеплення гальмують передачу колагену за принципом негативного зворотного зв`язку.
У регуляції синтезу колагену особливу роль відіграють гормони. Вони гальмують синтез колагену шляхом зниження рівня проколлагена, а також за рахунок пригнічення активності специфічних ферментів. Незавершене гидроксилирование залишків лізину і проліну викликає підвищення чутливості колагену до дії неспецифічних протеаз і колагенази. Результатом пригнічувала дії глюкокортикоїдів на синтез колагену є зменшення товщини дерми, а також атрофія шкіри в місцях тривалого парентерального їх введення.
На синтез колагену також впливають статеві гормони, рецептори до яких виявляються не тільки в стромі статевих органів, а й в фібробластах інших органів і тканин. Відомо, що обмін колагену в матці контролюється статевими гормонами. У той же час синтез колагену шкіри залежимо від вмісту естрогенів, що підтверджується тим фактом, що в менопаузі у жінок вміст колагену в дермі знижується.
Колаген протягом усього життя людини залишається головним учасником обміну речовин і присутній у всіх тканинах і органах. При цьому швидкість його поновлення в різних тканинах різна: найшвидше (за місяць) цей незамінний будівельний білок оновлюється в печінці, найповільніше - в кістковій тканині і суглобах, де процес оновлення триває приблизно рік-півтора.
Обговорюючи важливу роль колагену в організмі людини, не слід забувати і про інше важливому білку - еластині (рис.5). еластин - Білок, що забезпечує еластичність і відновлення тканин, наприклад, при пошкодженнях шкіри. Міститься у великих кількостях в тканинах, які мають значну еластичність - кровоносні судини, легені, зв`язки, шкіра. Особливо багаті еластином шийні зв`язки, стінки аорти- в тканини легенів кількість еластину з віком збільшується. Еластичність проявляються високою розтяжністю цих тканин і швидким відновленням початкової форми і розміру після зняття навантаження.
рис.5 еластин
І колаген, і еластин - супутники ушкоджень. Після травм, опіків, поранень утворюються рубці. Щільна тканина рубців складається в основному з цих білків. Рубці можуть з`являтися не тільки на шкірних покривах, а й на внутрішніх органах, в місці їх пошкоджень, зумовлених різними причинами. Спільними для еластину і колагену є великий вміст гліцину і проліну.
