W ludzkim organizmie kolagen stanowi około 30% całkowitej masy białek i odpowiada za właściwości mechaniczne tkanek. Na ten moment opisuje się aż 29 typów kolagenu, z których każdy spełnia inną funkcję strukturalną.
Czy wszystkie są jednak tak samo ważne dla zdrowia skóry, stawów i kości?
Dowiedz się, czym różnią się poszczególne włókna kolagenowe, gdzie dokładnie występują, w jaki sposób i z jakim skutkiem można wspierać ich strukturę.
Kolagen – czym jest i jak działa?
Kolagen to włókniste białko strukturalne zbudowane głównie z glicyny, proliny, hydroksyproliny i hydroksylizyny. Tworzy trójspiralną strukturę – potrójną helisę – która nadaje mu wyjątkową odporność mechaniczną.
Gdzie występuje kolagen? Białko to najczęściej kojarzymy ze zdrowiem skóry, jednak znajduje się również w ścięgnach, więzadłach, naczyniach krwionośnych, szkielecie, rogówce i błonie śluzowej jelit.
- Szacuje się, że u osoby o masie ciała 75 kg sam kolagen stanowi średnio 7,5 kg.
Różne typy kolagenu różnią się sekwencją aminokwasów i długością łańcuchów – to warunkuje ich specyficzne właściwości w danej tkance.
Jak organizm wytwarza kolagen?
Biosynteza kolagenu (czyli jego produkcja) przebiega w kilku etapach.
Proces rozpoczyna się w komórkach tkanki łącznej (m.in. fibroblastach), gdzie powstają pojedyncze łańcuchy alfa – prekursory kolagenu. Następnie przechodzą one przez szereg modyfikacji, które wymagają obecności witaminy C, cynku, żelaza i licznych enzymów.
W skórze za syntezę kolagenu odpowiadają wymienione wcześniej fibroblasty, w chrząstkach chondrocyty, a w kościach osteoblasty.
Warto wiedzieć, że kortyzol hamuje syntezę kolagenu, a spadek estrogenów – np. w okresie menopauzy – obniża ją nawet o 20%. Ruch, dieta bogata w aminokwasy i witaminy, a także unikanie przewlekłego stresu wspierają produkcję białka kolagenowego.
Z czego składa się kolagen i jaką ma budowę?
Struktura kolagenu opiera się na trzech łańcuchach polipeptydowych – tzw. pojedynczych alfa łańcuchach aminokwasów – które spiralnie skręcają się w charakterystyczną, prawoskrętną helisę.
Główne aminokwasy obecne w składzie kolagenu to glicyna, prolina i hydroksyprolina.
- Glicyna stanowi około jedną trzecią składu – występuje, w co trzeciej pozycji łańcucha i odpowiada za ciasne upakowanie helisy.
- Prolina i hydroksyprolina stabilizują strukturę poprzez tworzenie wiązań wodorowych.
- Rzadziej występująca hydroksylizyna uczestniczy w procesie usieciowania włókien kolagenowych – dzięki niej włókna kolagenowe zyskują mechaniczną wytrzymałość i odporność na enzymatyczną degradację.
Na poziomie fizjologicznym kolagen występuje w formie zorganizowanej – w postaci włókien (fibryli), które mogą układać się w rusztowania tkanek. W skórze, tkance podskórnej, kościach, rogówce czy chrząstce budowa kolagenu ulega modyfikacjom w zależności od rodzaju tkanki tworzącej określony narząd. Im bardziej uporządkowany układ włókien, tym większa odporność na deformacje.
Naturalne źródła kolagenu – produkty bogate w kolagen
Gdzie w codziennej diecie występują źródła kolagenu?
Produkty, które zawierają kolagen są pochodzenia zwierzęcego – należą do nich:
- skóra drobiowa i wieprzowa,
- ogony wołowe,
- kurze łapki,
- galarety mięsne i rybne,
- wywary z kości,
- rybie skóry i łuski,
- żelatyna spożywcza.
Dieta bogata w białko – na przykład jaja, ryby, mięso, rośliny strączkowe – dostarcza aminokwasów niezbędnych do endogennej syntezy kolagenu. Organizm produkuje kolagen samodzielnie, ale tylko wtedy, gdy ma dostęp do odpowiednich „cegiełek”. Nawet najlepszy suplement nie zastąpi dobrze zbilansowanego jadłospisu.
Typy kolagenu i ich znaczenie dla zdrowia
Kolagen nie występuje w jednej, uniwersalnej postaci. W ciele człowieka zidentyfikowano aż 29 typów kolagenu, z których większość pełni wyspecjalizowane funkcje w różnych tkankach. Niektóre rodzaje kolagenu tworzą włókna, inne odpowiadają za organizację przestrzenną tkanek.
Kolageny fibrylarne (włókniste)
Odpowiadają za tworzenie trwałych i wytrzymałych struktur. Charakteryzują się obecnością długich, równolegle ułożonych włókien, które nadają mechaniczną stabilność tkankom.
Kolagen typu I
Stanowi około 90% całkowitej zawartości kolagenu w organizmie. Występuje w skórze, ścięgnach, więzadłach, kościach i rogówce. Zapewnia odporność na rozciąganie i utrzymuje integralność strukturalną tkanek.
Kolagen typu II
Główny składnik chrząstki stawowej. Odpowiada za amortyzację oraz ochronę powierzchni stawowych przed przeciążeniem i nadmiernym tarciem. Kolagen typu II występuje również w ciałku szklistym oka. Należy do typów kolagenu wykorzystywanych w terapii choroby zwyrodnieniowej stawów.
Kolagen typu III
Rodzaj kolagenu obecny w skórze, mięśniach, ścianach naczyń krwionośnych i narządach wewnętrznych. Nadaje elastyczność i odpowiada za przebudowę tkanek po urazach. Kolagen typu III często współwystępuje z typem I, zwłaszcza w skórze właściwej i układzie sercowo-naczyniowym. Jego niedobór może prowadzić do osłabienia elastyczności tych tkanek organizmu.
Inne typy kolagenów fibrylarnych
Do grupy tej należą kolageny typu V i XI – pełnią funkcję regulatorów średnicy włókien kolagenowych. Kolagen typu V obecny w rogówce, mięśniach i łożysku, wpływa na strukturę kolagenu typu I. Z kolei kolagen typu XI reguluje organizację włókien typu II w chrząstce.
Kolageny niefibrylarne (niewłókniste)
Ta grupa obejmuje kolageny błon podstawnych (np. kolagen typu IV), kolageny FACITs (np. typ IX i XIV) oraz kolageny sieciujące. Nie tworzą klasycznych włókien, lecz struktury podporowe i wiążące.
Kolagen typu IV buduje błonę podstawną naczyń i tkanek nabłonków – warstwę oddzielającą komórki od tkanki łącznej. Typ XIV bierze udział w organizacji włókien w ścięgnach.
Kolagen w skórze – jaki typ zapewnia jej elastyczność?
W skórze dominują kolageny typu I i III.
Typ I odpowiada za wytrzymałość mechaniczną, a typ III – za elastyczność skóry. Z wiekiem proporcja ta ulega zaburzeniu – maleje ogólna produkcja kolagenu i ilość typu III. Efektem tego jest utrata sprężystości, trudności z utrzymaniem odpowiedniego nawilżenia skóry, pojawienie się zmarszczek i opóźniony proces gojenia się ran.
Proces starzenia dodatkowo nasilają stres oksydacyjny, promieniowanie UV i palenie tytoniu. W pewnym stopniu można spowolnić konsekwencje upływu czasu na stan i kondycję skóry.
Po pierwsze – dbając o zdrowy styl życia i dietę.
Po drugie – stosując odpowiednio dobraną suplementację, preparatami z wysoką zawartością składników aktywnych.
- W badaniach z udziałem kobiet po 40. roku życia wykazano, że suplementacja hydrolizatami kolagenu przez 12 tygodni zwiększała nawilżenie skóry, poprawiała jędrność i redukowała zmarszczki.
Kolagen hydrolizowany (inaczej: peptydy kolagenowe) to produkt rozbicia dużych cząsteczek kolagenu na krótsze łańcuchy peptydowe. Dzięki tej fragmentacji znacznie lepiej wchłania się w przewodzie pokarmowym. Stanowi źródło substratów do odbudowy macierzy zewnątrzkomórkowej w tkankach łącznych: skórze, chrząstkach, ścięgnach.
Nie bez powodu funkcje kolagenu są stawiane za nazwą „białko młodości”. Chociaż faktycznie wykazano, że różne rodzaje kolagenu przyjmowane w postaci doustnej suplementacji mogą powodować korzystne efekty, to wciąż bada się mechanizm tego działania. Analizuje się wpływ poszczególnych cząsteczek kolagenu na różne aspekty zdrowia.
Kolagen w stawach – jaki typ dominuje?
Kolagen typu II stanowi główny składnik chrząstki stawowej. Jego uszkodzenie prowadzi do tarcia powierzchni stawowych i stopniowej degeneracji – typowej w chorobie zwyrodnieniowej. W zaawansowanych stadiach chrząstka staje się cienka, nierówna i pęka. Pacjenci zmagający się z problemem odczuwają ogromny ból i ograniczoną ruchomość.
Tutaj warto pochylić się nad tematem suplementacji.
- W chorobach układu kostno-stawowego bada się wpływ kolagenu natywnego – cząsteczki o nienaruszonej, potrójnej helisie. W suplementach kolagen nie jest rozkładany enzymatycznie ani cieplnie, dzięki czemu zachowuje pierwotną strukturę przestrzenną. Najczęściej stosuje się właśnie kolagen typu II, który buduje chrząstkę stawową.
Na co wpływa kolagen? Suplementacja kolagenem natywnym (np. połączeniem klinicznie przebadanego kolagenu typu II, witaminy C i proliny marki formeds) opiera się na koncepcji odwrotnej immunomodulacji – czyli zjawiska, w którym niewielka dawka nienaruszonego kolagenu podana doustnie może wpłynąć na układ odpornościowy i zmniejszać reakcję zapalną w obrębie stawów. Te funkcje kolagenu obserwuje się szczególnie w kontekście chorób autoimmunologicznych, np. reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS).
Rzadziej spotykane typy kolagenu – czy są ważne dla organizmu?
Chociaż najczęściej omawiane są kolageny typu I, II i III, nie można pomijać roli innych rodzajów tego białka – zwłaszcza w kontekście specyficznych funkcji narządowych.
Kolagen typu IV buduje błony podstawne, które oddzielają nabłonek od tkanki łącznej – np. w nerkach, skórze i jelitach. Utrzymanie ich ciągłości wpływa na filtrację kłębuszkową i szczelność bariery jelitowej.
Kolagen typu V reguluje grubość włókien kolagenu typu I i uczestniczy w procesie gojenia skóry oraz formowania łożyska. Z kolei kolagen typu XIV – zaliczany do grupy FACITs – stabilizuje włókna w ścięgnach i może wpływać na podatność na kontuzje sportowe.
Na co zwrócić uwagę przy wyborze suplementu z kolagenem?
Czy istnieje najlepszy kolagen do suplementacji? Nie każdy preparat sprawdzi się w każdym przypadku. Kupując suplement z kolagenem, warto kierować się składem, formą, biodostępnością i zgodnością preparatu z celem jego stosowania.
Na rynku dostępne są różne rodzaje kolagenów:
- kolagen wołowy,
- kolagen wieprzowy,
- kolagen morski (kolagen rybi).
Zwróć uwagę na dokładny skład produktu. Obecność m.in. kwasu hialuronowego, witaminy C, MSM, cynku lub miedzi może wspierać regenerację tkanek, szczególnie skóry, paznokci i stawów.
Bibliografia
- Górska, Magdalena & Ziaja, Martyna & Drab, Klaudia. (2023). Effect of collagen supplementation on skin, hair and nails condition. Pol J Cosmetol, 26(4), 187-195.
- Manon‐Jensen, T., Kjeld, N. G., & Karsdal, M. A. (2016). Collagen‐mediated hemostasis. Journal of Thrombosis and Haemostasis, 14(3), 438-448.
- Choi, F. D., Sung, C. T., Juhasz, M. L., & Mesinkovsk, N. A. (2019). Oral collagen supplementation: a systematic review of dermatological applications. J Drugs Dermatol, 18(1), 9-16.
- de Miranda, R. B., Weimer, P., & Rossi, R. C. (2021). Effects of hydrolyzed collagen supplementation on skin aging: a systematic review and meta‐analysis. International journal of dermatology, 60(12), 1449-1461.
- Banaś, M., & Pietrucha, K. (2009). Typy i struktura białka kolagenowego. Zeszyty Naukowe. Technologia i Chemia Spożywcza/Politechnika Łódzka, (73, nr 1058), 93-103.
- Czubak, K. A., & Żbikowska, H. M. (2014). Struktura, funkcja i znaczenie biomedyczne kolagenów. In Annales Academiae Medicae Silesiensis (Vol. 68, No. 4, pp. 245-254). Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach.
- Morąg, M., & Burza, A. (2017). Budowa, właściwości i funkcje kolagenu oraz elastyny w skórze. Journal of Health Study and Medicine, 2, s 77-100.
- Górska, M., Ziaja, M., & Drab, K. (2023). Wpływ suplementacji kolagenu na jakość skóry, włosów i paznokci. Polish Journal of Cosmetology, 26(4), 187-195.
- Zuchowski, A., & Nowicka-Zuchowska, A. (2019). Kolagen–rola w organizmie i skutki niedoboru. Faramkoterpaia, 29.