kolagén

Usporiadanie a funkcia

Kolagén je proteín, ktorý ako štrukturálny proteín tvorí podstatnú súčasť spojivového a podporného tkaniva. V súlade s tým sa vyskytuje vo väčšine orgánov v našom tele. Kolagén je jedným z vláknitých proteínov a má špecifickú anatomickú štruktúru, takže vedie k stabilnému proteínu. Molekula kolagénu má základnú štruktúru tvorenú tromi polypeptidovými reťazcami. Sú to naviazané proteíny, ktoré pozostávajú z až 1000 jednotlivých aminokyselín, najmenšej jednotky proteínov.

Syntéza prekurzora na kolagén sa najskôr produkuje v bunkách. Tri proteínové reťazce ležia spolu a skrútené okolo seba. Tvoria rotačnú základnú štruktúru v smere hodinových ručičiek, čo vedie k molekule kolagénu dlhej približne 300 nm a hrúbke 1,5 nm. Toto usporiadanie je známe ako trojitá špirála a tvorí prekurzor kolagénu. Ďalšia produkcia kolagénu sa teraz uskutočňuje mimo bunky. Niektoré enzýmy odštiepili peptidy od tohto prokolagénu na konci. Teraz môžu byť jednotlivé trojité skrutkovice usporiadané paralelne a vytvárať priečne mosty. To znamená, že molekuly kolegov sa navzájom zosieťujú a tvoria tak stabilnú a súvisiacu štruktúru.

Vo svetelnom mikroskope vidíte typické horizontálne pruhovanie, ktoré je spôsobené skutočnosťou, že molekuly kolegov ležia pri sebe a vytvárajú vlákna a konce sa prekrývajú. Niekoľko fibríl nakoniec tvorí kolagénové vlákno. Molekuly vody sa potom viažu na hotový kolagén, čo znamená, že kolagén má vždy vysoký obsah vody. Zostavenie rôznych peptidových reťazcov vytvára rôzne trojité helixy. Preto sa rozlišuje medzi rôznymi druhmi kolagénu, ktoré sa obvykle číslujú postupne, napríklad kolagénom typu 1, typu 2 alebo typu 3.

Druhy kolagénu sa vyskytujú rôzne v rôznych typoch tkanív v našom tele. Všeobecne sa kolagén nachádza v koži, kostiach, vláknitej chrupavke, šliach, väzoch, zuboch, svalovej koži a v očiach. Obsiahnutý kolagén dáva týmto štruktúram potrebnú pevnosť a stabilitu. Kosti, chrupavky a šľachy sú vďaka svojim veľmi elastickým vlastnostiam odolné voči roztrhnutiu, ale tiež ohybné.

V kostiach a zuboch sa tiež podieľa na mineralizácii, tvorbe kostí a zubnej skloviny a je dôležitou súčasťou jej metabolizmu. Orgány nášho tela sú obvykle uzavreté do kapsúl a tukového tkaniva. Kolagén tiež vytvára povrchové vrstvy a je väčšinou umiestnený v spojivovom tkanive. Orgány sú teda navzájom oddelené, ale vo svojej polohe zostávajú flexibilné. 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 koži, kde preberá dôležitú podpornú funkciu pre kožné vrstvy a priľahlé spojovacie tkanivo. Ako proteín má kolagén vlastnosť viazania vody, ktorá udržuje napnutú pokožku. Vďaka špeciálnej štruktúre kolagénu sú kolagény veľmi elastické, čo znamená, že pokožka je tiež veľmi elastická a pružná. Aké dôležité je pre to kolagén Pevnosť pokožky sa zobrazuje, keď sa obsah kolagénu pomaly znižuje približne od polovice 20. rokov.

Postupne sa objavujú prvé vrásky, ktoré súvisia s rozkladom kolagénu v pokožke. Pokožka potom stráca svoju pružnosť a zrúti sa. Produkcia vlastného kolagénu výrazne klesá, a preto rôzne Kozmetické výrobky vo forme krémov alebo kolagénových stavebných blokov, ako sú proteíny a aminokyseliny, sa snažia vyplniť kolagénový vankúš zvonku. Krémy s obsahom kolagénu alebo priame injekcie do kože by mali vrásky opäť vyhladiť a pokožka by mala vyzerať silnejšia. Pretože kolagén viaže vodu, pokožka by mala vyzerať pevnejšie a sviežejšie ihneď po aplikácii injekcie.

Druhy kolagénu

Typ 1

Pokiaľ ide o kolagén, rozlišuje sa medzi rôznymi typmi, ktoré tvoria rozdielny podiel v rôznych orgánoch. Kolagén typu I je dlhý približne 300 nm a tvorí typickú štruktúru husto zabalených kolagénových vlákien, ktoré môžu byť hrubé medzi 50 a 200 nm. Z hľadiska množstva je kolagén typu 1 najbežnejším v ľudskom tele. Tento typ sa vyskytuje najmä v koži, spojivovom tkanive, šliach, kostiach, svalovej fascii a rohovke. V uvedených štruktúrach je kolagén v extracelulárnej matrici, čo znamená, že kolagén obklopuje jednotlivé bunky v koži, kostiach a šliach.

Skladovaním vody v kolagéne získajú orgány mechanickú silu. Vysoký obsah kolagénu typu 1 v pokožke a šliach ich robí obzvlášť silnými a pružnými. 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. Výsledkom je príliš malé množstvo kolagénu a kosť je menej stabilná a pružná. V závislosti od závažnosti ochorenia sa to môže líšiť. Krok na pacienta spontánne a časté zlomeniny ďalej. Môžu sa vyskytnúť deformity lebky a chrbtice. Okrem toho pacienti zvyčajne nerastú príliš vysoko, pretože choroba ovplyvňuje celý rast kostí.

Typ 2

Kolagén typu 2, podobne ako typ 1, je tiež kolagénom tvoriacim vlákna. Z hľadiska dĺžky sú tieto dva typy veľmi podobné. Typ 2 má dĺžku asi 300 nm, ale zvyčajne je tenší ako kolagén typu 1. Kolagén typu 2 je obzvlášť bežný v hyalíne a elaste chrupavka pred. Hyalínová chrupavka spája kĺby tela a vytvára vrchnú vrstvu kĺbového priestoru.

Elastická chrupavka sa vyskytuje napríklad na ušnici, ušnom kanáliku 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 napríklad proteoglykán a Kyselina hyalurónová v chrupavke. Vďaka tomuto zloženiu a akumulácii vody sa chrupavka stáva odolnou voči tlaku, elastickou a napínateľnou, ale nie je tak stabilná ako kosti.

hydrolyzát

Hydrolyzáty sú produkty, ktoré sú výsledkom rozkladu proteínov alebo proteínov. Hydrolyzát sa môže tiež získať z kolagénu enzymatickým štiepením (hydrolýzou). Tieto kolagénové proteíny sa výhodne získavajú z kolagénu typu 1 a používajú sa ako Potravinové doplnky využité. Obsahujú vysoký podiel krátkych aminokyselinových reťazcov (peptidov) a sú veľmi podobné želatíne.

Jeden rozdiel spočíva v tom, že kolagénové hydrolyzáty negélujú a môžu sa ľahko rozpustiť vo vode. Je to biely prášok bez chuti a zápachu, ktorý sa dá použiť na viazanie, emulgáciu a penenie. Tento prášok sa používa najmä v diétach bohatých na proteíny a na Športová výživa, Je dostupný ako prášok, ktorý sa môže počas intenzívnej fyzickej aktivity rozpustiť a dopĺňa príjem bielkovín. Používa sa tiež na opravu poškodeného tkaniva chrupavky.

Hydrolyzáty kolagénu majú stimulovať tvorbu chrupavky, a tým regenerovať opotrebovaný materiál kĺbov. U pacientov s opotrebovaním chrupavky (osteoartritída) by to malo viesť k zlepšeniu bolesti a pohyblivosti kĺbov. Kolagénové proteíny sú tiež obsiahnuté v niektorých kozmetických výrobkoch, pretože sú dobre absorbované v tele, mali by byť schopné preniknúť do hlbších vrstiev pokožky a zlepšovať a spevňovať vzhľad pokožky.