Химический состав коллагена

Лайкнуть
Класснуть
Отправить
Поделиться

Синтез коллагена

Синтез коллагена — сложный ферментативный процесс, обеспечиваемый  витаминами и минеральными веществами. Одним из самых важных стимуляторов синтеза коллагена, а также роста фибробластов  является аскорбиновая кислота.  Ее дефицит приводит к синтезу дефектного более рыхлого коллагена.

Синтез коллагена регулируется многими веществами. Интересно, что сам коллаген и N-npoпептиды после своего отщепления тормозят передачу коллагена по принципу отрицательной обратной связи. 

В регуляции синтеза коллагена особую роль играют гормоны. Они тормозят синтез коллагена путём снижения уровня проколлагена, а также за счет угнетения активности специфических ферментов. Незавершенное гидроксилирование остатков лизина и пролина вызывает повышение чувствительности коллагена к действию неспецифических протеаз и коллагеназы.

На синтез коллагена также оказывают влияние половые гормоны, рецепторы к которым выявляются не только в строме половых органов, но и в фибробластах других органов и тканей. Известно, что обмен коллагена в матке контролируется половыми гормонами. В тоже время синтез коллагена кожи зависим от содержания эстрогенов, что подтверждается тем фактом, что в менопаузе у женщин  содержание коллагена в дерме снижается.

Коллаген на протяжении всей жизни человека остается главным участником обмена веществ и присутствует во всех тканях и органах. При этом скорость его обновления в различных тканях разная: быстрее всего (за месяц) этот незаменимый строительный белок обновляется в печени, медленнее всего  — в костной ткани и суставах, где процесс обновления длится примерно год-полтора.

Обсуждая важную роль коллагена в организме человека, не следует забывать и о другом важном белке – эластине (рис.5). Эластин — белок, обеспечивающий эластичность и восстановление тканей, например, при повреждениях кожи. Содержится в больших количествах в тканях, которые обладают значительной эластичностью — кровеносные сосуды, легкие, связки, кожа.

Рис.5 Эластин

И коллаген, и эластин — спутники повреждений. После травм, ожогов, ранений образуются рубцы. Плотная ткань рубцов состоит в основном из этих белков. Рубцы могут появляться не только на кожных покровах, но и на внутренних органах, в месте их повреждений, обусловленных различными причинами. Общими для эластина и коллагена являются большое содержание глицина и пролина.

Смотри также:

Часть 2: Глубокое увлажнение кожи лица в домашних условиях – возможно или нет?Часть 2: Глубокое увлажнение кожи лица в домашних условиях – возможно или нет?

Как правильно увлажнять кожу в домашних условиях: рецепты увлажняющих масок и тоников в домашних условиях. Подборка лучших растительных масел для увлажнения кожи

Часть1: Глубокое увлажнение кожи лица в домашних условиях – возможно или нет?Часть1: Глубокое увлажнение кожи лица в домашних условиях – возможно или нет?

Узнайте что является причиной сухости кожи, как правильно увлажнять кожу в зависимости от типа кожи. Какие ингредиенты для увлажнения вредные?

Нормальный тип кожи - это не нормально? Мнение Джули ГабриельНормальный тип кожи — это не нормально? Мнение Джули Габриель

Поспорим, что ваш тип кожи — жирный, сухой, комбинированный, только не нормальный. Нормальной кожи больше не существует? — спрашивает Джули Габриель

Синтез коллагена — это сложный ферментативный процесс, который должен быть обеспечен должным количеством витаминных и минеральных элементов. Синтез происходит и в клетках нашей соединительной ткани — фибробластах, и вне их.

Так, образование наиважнейшей для коллагена аминокислоты, гидроксипролина, проходит исключительно при помощи фермента «пролингидроксилазы», а этот фермент находится в активной форме только, если состоит из двувалентного железа, а двувалентность железа обеспечивает именно витамин С.

• медь (cooper)• пиридоксин (витамин В6)• цинк (zinc)• селен (selenium)• кремний (silika)• серосодержащие соединения (глутатион, сера, глутамин).

витамин Авитамин Евитамин Дпептиды

Какую роль коллаген он играет в жизни человека?

  • Активная мимика.
  • Курение.Многие из химических веществ, присутствующих в табачном дыме повреждают коллаген и эластин кожи. Никотин также сужает кровеносные сосуды в наружном слое кожи, что снижает доставку питательных веществ и кислорода к коже, ставя под угрозу ее здоровье.
  • Психологические стрессы.
  • Неправильное питание.
  • Высокое потребление сахара. Еда с высоким содержанием сахара увеличивает скорость гликирования, что делает коллаген сухим, ломким и слабым.
  • Употребление алкоголя.
  • Солнечный свет. Ультрафиолетовые лучи солнечного света повреждают коллаген с повышенной скоростью, вызывая накопление аномального эластина. Аномальный эластин приводит к образованию фермента, который разрушает коллаген. Этот процесс может привести к образованию солнечных рубцов.
  • Аутоиммунные расстройства. Некоторые аутоиммунные расстройства вызывают выработку антител против коллагена. Мутации генов, ответственных за кодирование коллагена альфа-цепей могут влиять на внеклеточный матрикс, что приводит к уменьшению производства нормального коллагена и секреции дисфункционального мутанта коллагена.
  • Загрязненность среды.

Но нужно помнить, что это усугубляет не только количество коллагена, но и его качество, что немаловажно. Синтез же этого белка осуществляется в фибропластах путем создания пептидных связей из аминокислот (далее АМК), дальнейшей спирализацией и образованием третичной (активной) структуры. При правильной выработке, кожа получает упругость и гладкость. Нужно пояснить, что морщина – это борозда, в каркасе которой разрушена структура коллагена.

Своим названием коллаген обязан древне-греческим словам «клей» (colla) и «происхождение» (genesis). Он  «склеивает»,  а вернее — скрепляет ткани организма. Коллаген имеется у любого живого существа Земли — от вирусов и простейших до многоклеточных, в т. ч. и человека. Коллаген не обнаружен только у растений.

Химический состав коллагена

Описано около 25 типов коллагена. Причем более 90% всего коллагена приходится на  коллагены I, II, III и IV типов. Первый тип входит в состав сухожилий, кожи, костной ткани; второй – в хрящевую ткань; третий  формирует сосудистую стенку, ткани плода; четвертый  является обязательным компонентом базальных мембран и капсулы хрусталика.

Присутствуя практически во всех тканях и органах нашего организма, коллаген проявляет различные свойства. Он обеспечивает

  • крепость, жесткость, сопротивление растяжению костей;
  • эластичность и сопротивление сдавливанию хрящевой ткани;
  • проницаемость  мембран;
  • эластичность и упругость кожи;
  • гибкость и растяжимость (во всех направлениях) сосудов.

Доказано, что коллаген вместе с эластином и кератинами составляют основу кожи, образуя ее каркас. По интернету «гуляет» образное описание структуры кожи, которое наглядно демонстрирует роль коллагена в поддержании тонуса кожи. Авторы этого сравнения предлагают следующее: представить матрас, где его верхняя часть  — это кожа, а нижняя – мышцы.

Металлические пружины, соединяющие эту конструкцию и обеспечивающие упругость –  соединительная ткань, которая состоит из белков (коллагена и эластина). Функционируя как пружины, коллагеновые волокна поддерживают тонус кожи, не давая ей обвиснуть. Доказано, что  гладкость и упругость кожи достигается благодаря способности коллагеновых волокон растягиваться и снова возвращать изначальную форму. По мере старения «каркас» теряет прочность, кожа истончается, «провисает», становится вялой и покрывается морщинками.

Как образуется коллаген? Как он устроен?

Коллаген синтезируется фибробластами — клетками соединительной ткани. Причем размеры молекулы коллагена огромны (вспомним об этом, когда будем рассматривать эффективность применения коллагеносодержащих косметологических средств!). Основная масса коллагена  кожи — это коллаген I типа, который представляет собой волокна, сплетенные из множества еще более мелких нитей — фибрилл.

В процессе синтеза вначале образуются одиночные нити коллагена, представляющие собой цепочки, причем каждая из них состоит примерно из 1000 аминокислот. В последующем эти нити сплетаются в спирали, которые состоят из трех нитей, закрученных друг вокруг друга. Прочность спирали обеспечивается последовательностью трех аминокислот, первая из которых всегда глицин, две других могут быть любыми другими аминокислотами, чаще всего это пролин /аланин или же гидроксипролин/гидроксилизин.

Глицин – это маленькая аминокислота, которая образует первый изгиб спирали. Затем идет гидроксипролин, который формирует второй изгиб, и, последняя  аминокислота — пролин, благодаря которому формируется последний изгиб. На последнем этапе тройные спирали (проколлаген) выходят из фибробластов в межклеточное вещество дермы.  Именно здесь они сплетаются в более толстые нити – коллагеновые волокна (рис.3).

Рис. 3 Коллагеновые волокна

Последние достаточно прочны, и выдерживает нагрузку до 600 кг/см2, что примерно в 10 000 раз превышает его собственный вес. Толстый слой коллагена обеспечивает коже   эластичность и стойкость. Коллаген присутствует как на поверхности клеток кожи, так и в межклеточном пространстве. Благодаря своему строению коллаген способен значительно растягиваться.

Процесс разрушения коллагена

Помимо синтеза, фибробласты с тем же успехом и разрушают коллаген посредством фермента «коллагеназы». Это необходимый процесс в организме, происходящий на протяжении всей жизни. Коллагеназа расщепляет молекулы коллагена, а макрофаги эти расщеплённые молекулы «захватывают» и «переваривают». Образующиеся при этом процессе аминокислоты вновь участвуют в процессе синтеза нового коллагена. Этакий «круговорот» коллагена в коже…

Проблема вся в том, что после 25-30 лет процесс разрушения начинает преобладать над процессом синтеза. И если в молодой коже восстановленный коллаген — это около 6 кг в год, то после 35 — уже только 3 кг коллагена восстанавливается, более того, в коже накапливается повреждённый, фрагментированный коллаген, не способный удерживать молекулы воды. Образуются сначала морщины, потом начинается птоз (обвисание кожи) и повреждение фибробластов.

Вот почему фибробластам нужно «помогать» после 30 лет.

На этой картинке можно увидеть разницу между гистограммами, показывающими состояние коллагена в молодой и зрелой коже.

Аминокислоты в составе коллагена

Нельзя недооценивать значимость аминокислот, входящих в состав коллагена. На долю глицина приходится около 20% всех аминокислот организма. Именно глицин — самая востребованная аминокислота коллагена, т.к. каждая третья аминокислота коллагена представлена глицином. Его содержание в коллагене достигает 33,5%.

При дефиците глицина организм извлекает его прежде всего из того места, где его много, т.е. коллагена. Способствует этому гидрокортизон — гормон стресса, запускающий механизм разрушения коллагена. Именно так происходит при стрессе, и чем сильнее и длительнее стресс, тем быстрее истощаются запасы глицина, т.к.

организм начинает восполнять его дефицит, извлекая глицин из коллагена путем разрушения последнего. Результатом этого является снижение эластичности кожи, образование ранних и глубоких морщин, истончение сосудистой стенки, повышение риска разрыва сосудов, увеличение числа атеросклеротических бляшек, ухудшение состояния суставных хрящей, возникновение проблем с пищеварением, ухудшение зрения и др.

Рис.4 Аминокислоты коллагена

Но список аминокислот коллагена одним глицином не ограничивается. Есть еще 2 аминокислоты, которые присутствуют в большом количестве в коллагене — это пролин и гидроксипролин (рис.4). Пролин положительно влияет на структуру кожи, он необходим для функционирования сухожилий и суставов, укрепляет мышцу сердца, является источником энергии для мышц и печени.

Чем полезен коллаген?

Спирали этого белка позволяют соединительным тканям организма человека оставаться в рабочем состоянии, они обладают настолько хорошей прочностью, что практически не поддаются растяжению.

Основные функции и задачи «белка молодости»:

  • Защитная. Защищает ткани тела (например, мышцы) от механических повреждений.
  • Восстанавливающая. Регенерирует клетки.
  • Опорная. Скрепляет структуры форм органов. Обеспечивает эластичность структур.
  • Торможение в развитии меланом (это новообразования кожи).
  • Стимуляция развития новых клеточных оболочек.

Следствием уменьшения количества белка в организме становятся:

  • Потеря эластичности кожи, появление морщин.
  • Недомогание и частые болезни.
  • Стремительная утомляемость.
  • Периодические боли во всех мышцах тела.
  • Истончение и хрупкость сосудов.
  • Сильное перенапряжение мышц организма.
  • Непреднамеренное понижение активности жизнедеятельности.
  • Усугубление среднего состояния организма.
  • Ослабление и ломкость костных тканей.

Как повысить выработку коллагена организмом?

Коллаген находится в продуктах питания, но, к сожалению, в очень низких концентрациях. Их не хватает, чтобы был заметен какой-либо эффект у человека. Было бы хорошо добавить в свой рацион питания продукты, богатые желатином, но выбор их невелик.

Наиболее качественными источниками аминокислот, входящих в состав коллагена, являются препараты, содержащие так называемые «свободные аминокислоты». Так как именно свободные аминокислоты являются практически готовыми к усвоению, организму принимающего человека не нужно тратить время, пищеварительные ферменты и энергию на их переваривание.

Источники коллагена

Источником этого белка могут быть, как сухожилия, кожа и суставы КРС (крупного рогатого скота), так и пшеница или дерма рыбы, вследствие чего можно сказать, что коллаген делится на 3 вида (типа), кстати, именно от вида коллагена напрямую зависит его косметическое воздействие.

Животный коллаген

Это самый дешевый вид коллагена, именно поэтому самый распространенный. Именно он используется в недорогостоящей косметике (реже в более дорогой). Этот тип белка получают из верхнего слоя шкур скота.

Тут есть нюансы: этот вид по составу отличается от человеческого, вследствие чего, может не проникнуть в клетки дермы или попросту вызвать аллергию. При должной обработке даже в таком коллагене могут остаться такие полезные вещества, как полисахариды, гиалуроновая кислота и другие.

Особенности

  • Аллергичен.
  • Плохое проникновение в клетки.
  • Малое количество полезных веществ.
  • Дешевый.

Действие коллагена

Морской коллаген

Этот тип коллагена также называют «рыбий» по понятной причине (выработка из кожи морской рыбы). Он очень близок по структуре к белку, вырабатывающемуся в организме человека, поэтому неспособен вызвать привыкания, отлично проникает в клетки, а, главное, – способствует выработке коллагена организмом.

Но и здесь есть нюансы: производство возможно только при низких температурах, что усложняет задачу.

Особенности

  • Способен вызвать аллергию.
  • Хорошее проникновение в клетки.
  • Не вызывает привыкания.
  • Способствует выработке натурального коллагена.
  • Сложности производства (следствие – цена).
  • Обязательна стерильность.

Растительный коллаген

Это не совсем коллаген, его производят из протеинов пшеницы, несмотря на это, он включает в себя коллагеносодержащие вещества, которые воздействуют на кожу, улучшая ее упругость и эластичность. Любой коллаген – это белок, но не любой белок – это коллаген, так будет понятнее.

Белок, который получают из пшеницы или других растений, обладает огромной витаминной и вообще пищевой ценностью, но, к сожалению, производство данного типа крайне затратное. Именно поэтому цены на товары с растительным коллагеном кажутся невероятно высокими.

Особенности

  • Нельзя назвать коллагеном, но структура схожа.
  • Гипоаллергенен.
  • Положительно влияет на структуру кожи.
  • Хорошо усваивается кожей человека.
  • Сложное производство. Очень высокая цена.

Коллагеновые продукты:

  • Мясо, язык животных, печень.
  • Цельнозерновые продукты, содержащие железо, зеленые яблоки.
  • Яичный белок (богатый серой).
  • Красные овощи.
  • Черная смородина, киви, цитрусовые содержат витамин С, помогающий выработке коллагена.

О препаратах коллагена и о том, как их употреблять, мы поговорим позже

ЕСЛИ ХОТИТЕ ПОЛУЧИТЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ 5% СКИДКУ НА ВАШИ ЗАКАЗЫ НА IHERB,

ТО жмите на картинку

Материалы данного блога не могут быть использованы для самолечения. Приём любых лекарств без назначения врача опасен для вашего здоровья. Рекомендовать вам что-то, ставить диагнозы и назначать лечение может только врач при личной встрече. Я могу лишь поделиться своим мнением, которое опирается на научные исследования и собственный опыт.

*************************************