Коллаген: наш внутренний клей

В статье мы расскажем:

• Что такое коллаген
• Типы коллагена
• Функции коллагена в организме
• Причины потери коллагена
• В каких продуктах есть коллаген?
• Коллаген или желатин?
• Сколько надо коллагена?
• Кому нельзя принимать добавки коллагена?

Когда большинство людей слышат слово "коллаген", они cразу думают о здоровой коже. И это правильно. Но знаете ли вы, что коллаген - это еще и здоровье костей, суставов и внутренних органов? Давайте разберемся, что такое коллаген, насколько он важен для нашего здоровья и как восполнить его недостаток в организме.

Что такое коллаген?

Коллаген - это фибриллярный ( имеющий нитевидную структуру) белок, составляющий основу соединительной ткани многоклеточных животных и обеспечивающий её и эластичность и прочность. У одноклеточных, растений, вирусов, бактерий, грибов и простейших коллагена нет. Коллаген составляет от 25% до 35% белков во всех тканях и органах: в коже, сухожилиях, хрящах, костях и межпозвоночных дисках, в роговице и стекловидном теле глаз, в артериях и кровеносных сосудах, в печени, почках и других органах. Строительными блоками коллагена являются аминокислоты. Три цепочки аминокислот переплетаются между собой, образуя прочную коллагеновую спираль.

Наш организм может производить коллаген, разрушая аминокислоты из богатых белками продуктов (читайте статью Что такое белки и для чего они нужны?).

Основные аминокислоты, содержащиеся в коллаген это:
- глицин (составляет 30% от общего количества аминокислот в коллагене),
- пролин (12-21%)
- лизин.

Другие менее распространенные аминокислоты, которые могут быть частью цепочек коллагена, включают: аланин, гидроксипролин, аргинин, глутаминовая кислота, лейцин, серин, валин, треонин, изолейцин, фенилаланин, метионин, тирозин, гистидин.

Для нормального синтеза коллагена также необходим витамин С. Он помогает связать коллагенообразующие аминокислоты вместе. Следовательно, дефицит витамина С замедляет превращение пролина и лизина и препятствует выработке коллагена.

Глицин может быть синтезирован в нашем организме из холина, витамина B или из аминокислот треонина или серина. Аналогично, пролин можно продуцироваться в наших клетках из других аминокислот, а именно глутамина и орнитина. А вот лизин является незаменимой аминокислотой, то есть он не может быть синтезирован в нашем организме. Его нужно "добывать" из диетических источников, таких как мясо, рыба, молочные продукты, бобовые, зародыши пшеницы, фрукты и овощи.

Типы коллагена

В настоящее время описано 28 типов коллагена, отличающихся аминокислотной последовательностью. В зависимости от строения различают несколько групп (типов) коллагена. Вот основные:

• тип I: находится почти в каждой ткани вашего тела: сухожилиях, коже, костях, хрящах, соединительной ткани и зубах.
• тип II: обнаружен главным образом в хряще.
• тип III: можно встретить рядом с типом I, а также в мышцах, органах, артериях и в специальной соединительной ткани, называемой ретикулярным волокном, которая образует печень, жировую ткань, костный мозг, селезенку .
• тип IV: формирует слой внеклеточного матрикса ( полужидкое вещество, заполняющее промежутки между клеточными структурами ).
• тип V: можно найти в костной матрице, роговице и в соединительной ткани, которая существует между клетками мышц, печени, легких и плаценты (также известная как интерстициальная матрица).

Есть и другие типы коллагена, но они меньше распространены.

Функции коллагена в организме

Основная функция коллагена — опорно-механическая. Коллагеновые волокна обеспечивают прочность тканей, их устойчивость к механическим нагрузкам. Без коллагена мы не могли встать или двигаться. Кроме того, коллагеновые волокна содержат значительное количество воды (до 65-%) и способны накапливать или отдавать воду. Этим свойством коллагеновых волокон обусловлено появление отеков при патологии. В случае потери крови волокна коллагена отдают накопленную воду, восстанавливая объем циркулирующей крови.

Коллаген поддерживает здоровье кожи

После 25–30 лет выработка коллагена в организме снижается на 1–3-% в год, в результате чего кожа теряет упругость и появляются морщины. После 60 лет выработка коллагена практически прекращается — кожа истончается, появляются заметная дряблость, пигментные пятна, глубокие морщины. Возрастные потери коллагена необходимо компенсировать.

Основным фактором, способствующим выработке собственного коллагена, является снабжение организма необходимыми аминокислотами и витаминами (главным образом — витамином C), т.е. правильное питание. Существуют и пищевые биологически активные добавки, содержащие необходимые аминокислоты в виде гидролизованного коллагена. Добавка коллагена может предотвратить ранние признаки старения, сохраняя вашу кожу устойчивой и увлажненной.

Для стимуляции выработки коллагена в коже используют также многочисленные косметологические методы: нагрев кожи с помощью инфракрасного света, миостимуляция, мезотерапия. Производители различных косметологических средств иногда на этикетках кремов указывают, что в составе есть коллаген. Знайте, что это всего лишь рекламный трюк. Молекулы коллагена слишком велики, чтобы поступать в организм извне. Коллаген в кремах бесполезен.

Коллаген делает ногти сильными

Добавки коллагена могут помочь тем, у кого хрупкие ногти, а также ускорить рост ногтей. В одном исследовании [ 1 ] было обнаружено, что прием внутрь коллагена

• увеличивает темп роста ногтей на 12%.
• снижает частоту поломки ногтей на 42%.

У 64% участников эксперимента было значительное улучшение состояния ломких ногтей. 88% участников испытали улучшение через 4 недели.

Коллаген предотвращает преждевременное выпадение волос

Точная функция коллагена в клетках нашего волоса и его роль в цикле роста волос еще не совсем ясна [ 2 ], но новые исследования 2016-2017 годов обнаружили, что коллаген может предотвратить:

• раннее выпадение волос
• истончение волос
• тусклость волос

Коллаген типа XVII является частью стволовых клеток волосяного фолликула, который помогает создавать новые волосы. Дефицит этого коллагена может вызвать раннее старение стволовых клеток волос. Другими словами, коллаген необходим для того, чтобы наши волосы были густыми и здоровыми.

Коллаген нужен мышцам, суставам и сухожилиям

Коллаген составляет подавляющее большинство ткани в суставах, сухожилиях и связках. На самом деле сухожилия составляют 80% коллагена, а типы коллагена I, II, III, V и XI образуют основную структуру сухожилий и связок. Поэтому любые недостатки могут влиять на гибкость, диапазон движения и вызывать заболевания суставов, такие как ревматоидный артрит и остеоартрит. В качестве белка коллаген жизненно необходим для роста и заживления мышц. Было показано, что добавка коллагена:

• Увеличивает мышечную силу
• Повышает эффективность тренировок
• Способствует регенерации мышц
• Поддерживает целостность сухожилий и связок
• Облегчает лечение ревматоидного артрита и остеоартрита
• Уменьшает боли в суставах

В одном из исследований было обнаружено, что добавка коллагена в сочетании с тренировкой может увеличить мышечную массу и мышечную силу у пожилых людей [3]. А в другом исследовании с участием 60 пациентов с тяжелым ревматоидным артритом потребление коллагена типа II в течение 3 месяцев уменьшало количество опухших суставов, а у 4 пациентов была полная ремиссия [ 4 ]. Коллагеновые добавки особенно полезны при остеоартрите. Одно двойное слепое исследование показало, что «коллагеновые пептиды являются потенциальными терапевтическими агентами в качестве пищевых добавок для лечения остеоартрита и поддержания здоровья суставов» [ 5 ].

Коллаген укрепляет кости

Кальций - это не единственный важный элемент, о котором вы должны беспокоиться, когда речь заходит о здоровье костей. Сила ваших костей зависит от двух факторов:

• Количество костной ткани.
• Организация коллагеновой структуры в ваших костях.

С возрастом эта коллагеновая сеть ослабляет, делая кости менее стойкими. К счастью, ваше тело способно быстро поглощать и использовать оральный коллаген, чтобы компенсировать естественную потерю коллагена. Прием добавок коллагена могут:

• Стимулировать развитие костно-формирующих клеток.
• Улучшить поглощение кальция.
• Предотвратить остеопороз.
• Увеличить способность костей сопротивляться переломам.

У детей ежедневное потребление коллагена на ключевых стадиях роста оказывает положительное влияние на ремоделирование и формирование костей.

Коллаген обеспечивает здоровье сердца

Сердечная внеклеточная матрица состоит преимущественно из фибриллярного коллагена. Она сохраняет целостность миокарда ( мышечного слоя сердца), обеспечивает передачу импульса и поддерживает геометрию мышечных клеток - миоцитов. Нарушения тонко сбалансированного контроля синтеза коллагена могут оказывать пагубное влияние на работу сердца. Таким образом, в сердце коллаген выполняет две основные функции:

• Обеспечивает структуру клеток сердечной мышцы.
• Помогает передавать импульс для перекачивания крови [ 6 ].

К сожалению, по мере того как мы стареем, коллагеновая сеть в сердце естественным образом изменяется. Сердечные заболевания также могут влиять на этот процесс. Вот почему пищевая добавка коллагена может помочь сохранить ваше сердце более здоровым.

Коллаген поддерживает здоровье мозга

Коллаген присутствует также в нейронах мозга, где он помогает бороться с окислением и нейродегенерацией (постепенное уменьшение количества нервных клеток).

Исследования показывают, что дефицит коллагена VI в мозге может вызвать [7]:

• Спонтанную гибель клеток (апоптоз).
• Более высокую уязвимость от окислительного стресса.
• Ухудшение функций моторики и памяти.

Другими словами, коллаген VI помогает правильному функционированию мозга и играет защитную роль в ЦНС во время физиологического старения. А коллаген типа VIII также важен при восстановлении повреждений головного мозга [ 8 ].

Другие функции коллаген

Оказывается, коллаген необходим для здорового кишечника. Отсутствие коллагена в кишечной ткани связано с хроническим воспалением и воспалительным заболеванием кишечника.

Наши раны не могли бы заживать быстро без коллагена, ведь рубцовая ткань состоит преимущественно из коллагена.

Коллаген сохраняет ваши глаза здоровыми. Глаз образован многими типами коллагена, но коллаген XVIII особенно важен, потому что он составляет нашу роговицу, сетчатку и склеру (белая часть глаза). Исследования показывают, что дефицит коллагена XVIII может приводить к заболеваниям глаз.

Причины потери коллагена

Потеря коллагена может произойти благодаря сочетанию внутренних и внешних обстоятельств:

Внутренние причины потери коллагена

• Старение. Общий объем коллагена на единицу площади кожи снижается на 1% в год.
• Диета с высоким содержанием сахара. Исследования показывают, что глюкоза и фруктоза - это своеобразные «ловушки» аминокислот в коллагене, что замедляет процесс синтеза коллагена в организме.
• Курение. Курение замедляет синтез коллагена типа I и III. В одном исследовании [ 9 ] было обнаружено, что у людей, которые курят:
  • Синтез коллагена I и III типа был ниже на 18% и 22%.
  • Уровни MMP-8 - молекулы, которая разрушает коллаген - были выше на 100%.
• Дефицит питательных веществ. Низкое потребление коллагенообразующих питательных веществ может привести к дефициту коллагена.

  Для образования проколлагена, который позже превращается в коллаген, необходимы аминокислоты глицин, пролин, лизин, аргинин и многое другое, которые поступают из мяса и хрящей животных. Низкий уровень аминокислоты в нашем рационе означают более низкие уровни коллагена.

  Дефицит витамина С может полностью прекратить образование коллагена.

  Дефицит меди связан с более слабым соединением коллагена и эластина, что приводит к выпадению волос и повреждению ногтей. Учитывая, что коллаген — это белок, его структурными кирпичиками являются аминокислоты, недостаточное поступление которых вместе с компонентами пищи будет приводить и к снижению эндогенного синтеза.

• Нарушение переваривания и расщепления белка в желудке, наблюдаемое при уменьшении секреции клетками слизистой оболочки соляной кислоты.
• Наличие H.pylori по всему периметру желудка.
• Частое воздействие стрессовых факторов.
• Образование антител к собственным клеткам — характерно для аутоиммунного гастрита.
• Генетическая предрасположенность.

Внешние причины потери коллагена

• Избыток солнечного облучения. Воздействие солнца является основным фактором окружающей среды, который вызывает преждевременное старение кожи. Когда вы подвергаете свою кожу длительным периодам ультрафиолетового излучения, в ваших клетках происходят молекулярные изменения. Эти изменения вызывают разрушение коллагена и замедляют синтез нового коллагена, делая кожу более уязвимой.
• Загрязнение воздуха. Загрязнение воздуха может влиять на уровень коллагена и усугублять кожные заболевания.

В каких продуктах есть коллаген?

Коллаген — это белок соединительной ткани: костей, хрящей, сухожилий, кожи. Его можно "добыть", приготовив наваристый бульон, холодец, зельц. Нижеперечисленные продукты содержат аминокислоты, из которых строится коллаген:

Аминокислота	Продукты
Глицин	желатин, свинина, индейка, курица, треска, моллюски, говядина, телятина
Пролин	желатин, сыр пармезан, козий сыр, швейцарский сыр, сыр гауда, горчичное масло
Гидроксипролин	куриные крылышки, бекон, куриные бедра, колбаса
Лизин	треска, сыр пармезан, говядина, бекон, желатин
Аргинин	семена тыквы, моллюски, ореховое масло
Аланин	желатин, треска, моллюски, бекон
Валин	треска, сыр пармезан
Лейцин	треска, сыр пармезан, моллюски
Фенилаланин	треска, сыр пармезан, желатин, семена тыквы
Тирозин:	сыр пармезан, треска
Серин	желатин, треска
Треонин	треска, моллюски, говядина, бекон
Цистин	говядина, семена горчицы, треска
Метионин	треска, моллюски, бразильские орехи, сыр пармезан, говядина, баранина, свинина
Гистидин	треска, сыр пармезан, бекон, говядина, мясо диких животных (олень, кабан)
Аспарагиновая кислота	треска, желатин, моллюски
Глутаминовая кислота	сыр пармезан, треска, желатин

Коллаген или желатин?

Желатин и гидролизованный коллаген - это продукты, полученные из коллагена; они могут стать источником дополнительного коллагена для здоровья нашего организма. Из таблицы выше видно, что желатин содержит основные коллагеновые аминокислоты, а значит он может иметь место в нашем питании. Желатин — продукт денатурации коллагена, его можно назвать частично гидролизованным коллагеном. Как уже говорилось выше, коллаген представляет собой спираль из трех цепочек аминокислот. Когда эти тройные спиральные нити расщепляются на отдельные нити, мы получаем желатин. Поскольку желатин, это уже разрушенный коллаген, он намного легче усваивается организмом, чем нормальный коллаген. Желатин растворяется только в горячей воде и застывает в желе при охлаждении. Он широко используется при производстве продуктов питания в качестве желеобразующего материала. До появления современных синтетических материалов желатин широко использовался в качестве столярного клея — отсюда название коллагена (kolla — «клей»). В фармацевтике желатин используется для производства капсул.

Если желатин гидролизуется еще дальше, эти отдельные нити белка разрушаются еще больше в так называемые «пептиды». Гидролизованный коллаген еще имеет название пептидный коллаген. Гидролизированный коллаген лучше желатина усваивается в нашем теле. В отличие от желатина, гидролизованный коллагеновый порошок легко растворяется в холодной воде (а не только в горячей воде), и никогда не будет застывать в воде.

Является ли гидролизованный коллаген лучше, чем желатин? Хотя употребление коллагена в любой форме лучше для нас, чем его отсутствие в нашем рационе, все же биодоступность гидролизованного коллагена делает его лучшим вариантом для пищевой добавки, чем желатин. Однако, гидролизованный коллаген гораздо дороже желатина. Так что, выбор за вами.

Сколько надо коллагена?

Индивидуальные потребности человека различаются, но большинство людей могут принимать 1/2 -1 столовой ложки в день гидролизата коллагена (как в виде порошка или капсул).

Желатин может приниматься по 3-6 г в день (1 столовая ложка желатина составляет 6 граммов).

Коллаген лучше принимать натощак с утра за 30 минут до еды. Эффект будет заметнее, чем от приёма вечером, так как утром уровень желудочной кислоты помогает лучше переваривать белки и расщеплять аминокислоты. Принимать вместе с витамином С.

Важное примечание. Помните, что не следует слишком увлекаться желатином. Его переизбыток может вызвать проблемы с пищеварением: вздутие живота, потерю аппетита, запор.

Важно помнить, что больше желатина не всегда лучше, особенно если вы впервые добавляете его в свой рацион. Желатин следует использовать в дополнение к диете и не заменять полезную пищу с коллагеном, такую как домашние бульоны, холодец, мидии и т.п.

Кому нельзя принимать добавки коллагена

При сердечно-сосудистых заболеваниях, предрасположенности к тромбозам и тромбофлебитам — добавки с коллагеном имеют свойство повышать свертываемость крови.

При мочекаменной и желчекаменной болезнях.

При склонности к запорам, геморрое, проблемах с ЖКТ — добавки будут неэффективны или усугубят проблемы.

Нет данных о безопасности приема добавок коллагена беременными и кормящими женщинами, детьми.

 

Светлана Графова, для сайта med39.ru

Литература
1. Vivian Zague. A new view concerning the effects of collagen hydrolysate intake on skin properties October 2008, Volume 300, Issue 9, pp 479–483
2. Matsumura H, Mohri Y, Binh NT, Morinaga H, Fukuda M, Ito M, Kurata S, Hoeijmakers J, Nishimura EK Hair follicle aging is driven by transepidermal elimination of stem cells via COL17A1 proteolysis.
3. Zdzieblik D1, Oesser S2, Baumstark MW3, Gollhofer A1, Konig D1.
Collagen peptide supplementation in combination with resistance training improves body composition and increases muscle strength in elderly sarcopenic men: a randomised controlled trial. Br J Nutr. 2015 Oct 28;114(8):1237-45. doi: 10.1017/S0007114515002810. Epub 2015 Sep 10.
4. Trentham DE1, Dynesius-Trentham RA, Orav EJ, Combitchi D, Lorenzo C, Sewell KL, Hafler DA, Weiner HL. Effects of oral administration of type II collagen on rheumatoid arthritis.
5. Kumar S1, Sugihara F, Suzuki K, Inoue N, Venkateswarathirukumara S. A double-blind, placebo-controlled, randomised, clinical study on the effectiveness of collagen peptide on osteoarthritis.
6. Margaux A. Horn and Andrew W. Trafford. Aging and the cardiac collagen matrix: Novel mediators of fibrotic remodelling
7. Matilde Cescon, Peiwen Chen, Silvia Castagnaro, Ilaria Gregorio and Paolo Bonaldo. Lack of collagen VI promotes neurodegeneration by impairing autophagy and inducing apoptosis during aging
8. Hirano S1, Yonezawa T, Hasegawa H, Hattori S, Greenhill NS, Davis PF, Sage EH, Ninomiya Y.Astrocytes express type VIII collagen during the repair process of brain cold injury.
9. Knuutinen A1, Kokkonen N, Risteli J, Vahakangas K, Kallioinen M, Salo T, Sorsa T, Oikarinen A.Smoking affects collagen synthesis and extracellular matrix turnover in human skin.