Kolagén

Usporiadanie a funkcia

Kolagén je bielkovina, ktorá ako štruktúrny proteín tvorí podstatnú súčasť spojivového a podporného tkaniva. Podľa toho sa vyskytuje vo väčšine orgánov v našom tele. Kolagén je jedným z vláknových proteínov a má špecifickú anatomickú štruktúru, takže poskytuje stabilný proteín. Molekula kolagénu má základnú štruktúru tvorenú tromi polypeptidovými reťazcami. Jedná sa o proteíny, ktoré sú navlečené dohromady a pozostávajú z až 1000 jednotlivých aminokyselín, čo je najmenšia jednotka proteínov.

Syntéza prekurzora kolagénu sa najskôr produkuje v bunkách. Tri proteínové reťazce ležia spolu a krútia sa okolo seba. Tvoria v smere hodinových ručičiek rotujúcu základnú štruktúru, ktorej výsledkom je molekula kolagénu dlhá približne 300 nm a hrubá 1,5 nm. Toto usporiadanie je známe ako trojitá špirála a tvorí predchodcu kolagénu. Ďalšia produkcia kolagénu teraz prebieha mimo bunky. Niektoré enzýmy odrezávajú na konci peptidy od tohto prokolagénu. Teraz môžu byť jednotlivé trojzávitnice usporiadané paralelne a vytvárať krížové mosty. To znamená, že molekuly kolegov sa navzájom sieťujú a vytvárajú tak stabilný a súvisiaci rámec.

Vo svetelnom mikroskope vidíte typické horizontálne pruhovanie, ktoré je spôsobené tým, že molekuly kolegov ležali spolu a vytvorili fibrily a konce sa prekrývajú. Niekoľko vlákien nakoniec vytvorí kolagénové vlákno. Potom sa molekuly vody viažu na hotový kolagén, čo znamená, že kolagén má vždy vysoký obsah vody. Zostavenie rôznych peptidových reťazcov vytvára rôzne trojité špirály. Preto sa rozlišuje medzi rôznymi typmi kolagénu, ktoré sa zvyčajne číslujú postupne, ako je kolagén typu 1, typu 2 alebo typu 3.

Typy kolagénu sa vyskytujú rôzne v rôznych druhoch tkaniva v našom tele. Kolagén sa vo všeobecnosti nachádza v koži, kostiach, vláknitých chrupavkách, šľachách, väzivách, zuboch, svaloch a očiach. Kolagén, ktorý obsahuje, dodáva týmto štruktúram potrebnú pevnosť a stabilitu. Kosti, chrupavky a šľachy sú vďaka svojim veľmi elastickým vlastnostiam odolné proti roztrhnutiu, ale tiež pružné.

V kostiach a zuboch sa tiež podieľa na mineralizácii, tvorbe kostí a zubnej skloviny a je dôležitou súčasťou tamojšieho metabolizmu. Orgány nášho tela sú zvyčajne uzavreté tobolkou a tukovým tkanivom. Kolagén tiež vytvára povrchové vrstvy a je väčšinou lokalizovaný v spojivovom tkanive. Orgány sú tým navzájom oddelené, ale zostávajú vo svojej polohe pružné. Kolagén sa preto tiež podieľa na tlmení a pružnosti našich orgánov a preberá ochrannú funkciu s tukovým tkanivom.

Kolagén v pokožke

Veľmi veľká časť kolagénu je v pokožke, kde preberá dôležitú podpornú funkciu pre vrstvy pokožky a susedné spojivové tkanivo. Ako proteín má kolagén vlastnosť viazať vodu, ktorá udržuje pokožku napnutú. Vďaka špeciálnej štruktúre kolagénu sú kolagény veľmi elastické, čo znamená, že pokožka je tiež veľmi elastická a pružná. Aký dôležitý je pre to kolagén Pevnosť pokožky sa zobrazí, keď obsah kolagénu pomaly klesá približne od polovice 20. rokov.

Postupne sa objavujú prvé vrásky, čo súvisí s odbúravaním kolagénu v pokožke. Koža potom stratí svoju pružnosť a zrúti sa. Vlastná produkcia kolagénu výrazne klesá, a preto aj rôzne Kozmetické výrobky vo forme krémov alebo kolagénových stavebných blokov, ako sú proteíny a aminokyseliny, sa snažia vyplniť kolagénový vankúš zvonka. Krémy s obsahom kolagénu alebo priame injekcie do pokožky by mali vrásky opäť vyhladiť a pleť pôsobiť pevnejšie. Pretože kolagén viaže vodu, pokožka by mala ihneď po podaní injekcie vyzerať pevnejšie a sviežejšie.

Druhy kolagénu

Typ 1

Pokiaľ ide o kolagén, rozlišuje sa medzi rôznymi typmi, z ktorých každý tvorí iný podiel v rôznych orgánoch. Kolagén typu I je dlhý približne 300 nm a vytvára typickú štruktúru husto zabalených kolagénových fibríl, ktoré môžu mať hrúbku medzi 50 a 200 nm. Z hľadiska množstva je kolagén typu 1 najhojnejšie zastúpený v ľudskom tele. Tento typ je obzvlášť častý v koži, spojivovom tkanive, šľachách, kostiach, svalových fasciách a rohovke. V spomínaných štruktúrach je kolagén umiestnený v extracelulárnej matrici, čo znamená, že kolagén obklopuje jednotlivé bunky v koži, kostiach a šľachách.

Skladovaním vody v kolagéne získavajú orgány mechanickú pevnosť. Vysoký obsah kolagénu typu 1 v pokožke a šľachách ich robí obzvlášť silnými a elastickými. Podiel kolegov zaisťuje potrebnú pevnosť v tlaku a pevnosť rôznych štruktúr.

Jednou z najznámejších porúch syntézy kolagénu typu 1 je Osteogenesis imperfecta. To je Ochorenie sklovca, dedičná porucha tvorby kostí. Vďaka tomu sa produkuje príliš málo kolagénu a kosť je menej stabilná a odolná. V závislosti od závažnosti ochorenia to môže byť rôzne. Kopnite do pacienta spontánne a časté zlomeniny na. Môžu sa vyskytnúť aj deformácie lebky a chrbtice. Okrem toho pacienti zvyčajne veľmi nerastú, pretože choroba ovplyvňuje celý rast kostí.

Typ 2

Kolagén typu 2, podobne ako typ 1, je tiež kolagén tvoriaci vlákniny. Pokiaľ ide o dĺžku, tieto dva typy sú si veľmi podobné. Typ 2 je tiež dlhý asi 300 nm, ale zvyčajne je tenší ako kolagén typu 1. Kolagén typu 2 je obzvlášť častý u hyalínových a elastických chrupavka pred. Hyalínová chrupavka lemuje kĺby tela a vytvára hornú vrstvu kĺbového priestoru.

Elastická chrupavka sa vyskytuje napríklad na ušnej ušnici, zvukovode a tiež v malých prieduškách pľúc. Zatiaľ čo kolagén typu 1 má hustú štruktúru, kolagénové vlákna typu 2 ležia voľne v rôznych štruktúrach v spojivovom tkanive. Okrem kolagénu existujú aj ďalšie látky, ako je proteoglykán a Kyselina hyalurónová v chrupavke. Vďaka tomuto zloženiu a hromadeniu vody sa chrupavka stáva tlakovo odolnou, elastickou a roztiahnuteľnou, ale nie je taká stabilná ako kosti.

Hydrolyzát

Hydrolyzáty sú produkty, ktoré sú výsledkom štiepenia bielkovín alebo bielkovín. Hydrolyzát je možné získať aj z kolagénu enzymatickým štiepením (hydrolýzou). Tieto kolagénové proteíny sa výhodne získavajú z kolagénu typu 1 a používajú sa ako Doplnky výživy použité. Obsahujú vysoký podiel krátkych aminokyselinových reťazcov (peptidov) a sú veľmi podobné želatíne.

Jedným rozdielom je, že kolagénové hydrolyzáty negelovatia a dajú sa ľahko rozpustiť vo vode. Je to biely prášok bez zápachu a chuti, ktorý sa môže použiť na viazanie, emulgovanie a napenenie. Tento prášok sa používa najmä pri diétach bohatých na bielkoviny a Športová výživa. Je k dispozícii vo forme prášku, ktorý sa dá rozpustiť a dopĺňa príjem bielkovín počas intenzívnej fyzickej aktivity. Používa sa tiež na opravu poškodeného tkaniva chrupavky.

Kolagénové hydrolyzáty sú určené na stimuláciu tvorby chrupavky a tým regeneráciu opotrebovaného materiálu kĺbu. U pacientov s opotrebovaním chrupavky (osteoartróza) by to malo viesť k zlepšeniu bolesti a pohyblivosti kĺbov. Kolagénové proteíny sú obsiahnuté aj v niektorých kozmetických výrobkoch, pretože sa telu dobre vstrebávajú, mali by byť schopné preniknúť do hlbších vrstiev pokožky a vylepšiť a napnúť vzhľad pokožky.