Колаген

Макет і функція

Колаген - це білок, який як структурний білок становить важливу частину сполучної та підтримуючої тканини. Відповідно до цього, це відбувається в більшості органів нашого тіла. Колаген є одним з білків клітковини і має специфічну анатомічну структуру, завдяки чому він утворює стабільний білок. Молекула колагену має базову структуру, що складається з трьох поліпептидних ланцюгів. Це білки, які зв’язані між собою і складаються з до 1000 окремих амінокислот, що є найменшою одиницею білків.

Синтез попередника колагену спочатку виробляється в клітинах. Три білкові ланцюги лежать разом і скручуються навколо один одного. Вони утворюють основну структуру, що обертається за годинниковою стрілкою, в результаті чого молекула колагену становить приблизно 300 нм в довжину і 1,5 нм в товщину. Це розташування відоме як потрійна спіраль і утворює попередник колагену. Подальше вироблення колагену зараз відбувається поза клітини. Деякі ферменти відсікають пептиди від цього проколагену на кінцях. Тепер окремі потрійні спіралі можна розташовувати паралельно і утворювати поперечні мости. Це означає, що молекули колег взаємодіють між собою і таким чином утворюють стабільний і пов'язаний каркас.

У світловому мікроскопі ви можете побачити типову горизонтальну смугастість, яка викликана тим, що молекули колег лежать разом, утворюючи фібрили, а кінці перекриваються. Кілька фібрил з часом утворюють колагенове волокно. Тоді молекули води зв’язуються з готовим колагеном, а це означає, що колаген завжди має високий вміст води. Збірка різних пептидних ланцюгів створює різні потрійні спіралі. Тому розрізняють різні типи колагену, які зазвичай нумерують послідовно, наприклад, колаген типу 1, типу 2 або типу 3.

Типи колагену по-різному трапляються в різних типах тканин нашого організму. Загалом, колаген міститься в шкірі, кістках, хрящах клітковини, сухожиллях, зв’язках, зубах, м’язах та очах. Колаген, який він містить, надає цим структурам необхідну міцність і стійкість. Завдяки дуже еластичним властивостям кістки, хрящі та сухожилля стійкі до розривів, але також гнучкі.

У кістках та зубах він також бере участь у мінералізації, накопиченні кісток та емалі зубів і є важливою частиною метаболізму там. Органи нашого тіла, як правило, укладені капсулою та жировою тканиною. Колаген також утворює поверхневі шари і в основному знаходиться в сполучній тканині. Таким чином, органи відокремлюються один від одного, але залишаються гнучкими у своєму положенні. Тому колаген також бере участь в амортизації та еластичності наших органів і виконує захисну функцію з жировою тканиною.

Колаген у шкірі

Дуже велика частка колагену знаходиться в шкірі, де він виконує важливу функцію підтримки шарів шкіри та прилеглої сполучної тканини. Як білок, колаген має властивість зв’язувати воду, яка підтримує шкіру підтягнутою. Завдяки особливій структурі колагену, колагени дуже еластичні, а значить, шкіра також дуже еластична і гнучка. Наскільки важливий для цього колаген Стійкість шкіри показано, коли вміст колагену повільно знижується приблизно з середини 20-х років.

Поступово з’являються перші зморшки, пов’язані з розпадом колагену в шкірі. Потім шкіра втрачає еластичність і руйнується. Власне виробництво колагену значно зменшується, саме тому різні Косметична продукція у формі кремів або будівельних блоків колагену, таких як білки та амінокислоти, намагаються заповнити колагенову подушку зовні. Креми, що містять колаген, або прямі ін’єкції у шкіру повинні знову розгладити зморшки і зробити шкіру більш щільною. Оскільки колаген зв'язує воду, шкіра повинна знову стати твердішою та свіжішою відразу після ін'єкції.

Види колагену

Тип 1

Що стосується колагену, то розрізняють різні типи, кожен з яких становить різну частку в різних органах. Колаген типу I має приблизно 300 нм довжини і утворює типову структуру щільно упакованих колагенових фібрил, товщина яких може бути від 50 до 200 нм. За кількістю колаген типу 1 є найбільш поширеним в організмі людини. Цей тип особливо поширений у шкірі, сполучній тканині, сухожиллях, кістках, фасціях м’язів та рогівці. У згаданих структурах колаген знаходиться у позаклітинному матриксі, що означає, що колаген оточує окремі клітини шкіри, кісток та сухожиль.

Запасаючи воду в колагені, органи набувають механічної міцності. Високий вміст колагену 1 типу в шкірі та сухожиллях робить їх особливо міцними та еластичними. Частка колег забезпечує необхідну міцність на стиск і стійкість різних конструкцій.

Одним з найбільш відомих порушень синтезу колагену 1 типу є Osteogenesis imperfecta. Це Хвороба склоподібних кісток, спадковий дефект у формуванні кісток. Як результат, виробляється занадто мало колагену, і кістка стає менш стійкою і еластичною. Залежно від тяжкості захворювання це може бути різним. Удар хворого спонтанні та часті переломи на. Також можуть виникати деформації черепа та хребта. Крім того, пацієнти зазвичай не ростуть дуже високими, оскільки хвороба зачіпає весь ріст кісток.

Тип 2

Колаген типу 2, як і тип 1, також є колагеноутворюючим колагеном. Що стосується довжини, ці два типи дуже схожі. Тип 2 також має довжину близько 300 нм, але він зазвичай тонший, ніж колаген типу 1. Колаген типу 2 особливо поширений у гіаліні та еластичності хрящ попереду. Гіаліновий хрящ вистилає суглоби тіла і утворює верхній шар суглобової щілини.

Еластичний хрящ виникає, наприклад, на вушній раковині, слуховій трубі, а також у дрібних бронхах легенів. Хоча колаген типу 1 має щільну структуру, колагенові волокна типу 2 вільно лежать у різних структурах сполучної тканини. Окрім колагену, існують і інші речовини, такі як протеоглікан та Гіалуронова кислота в хрящі. Завдяки такому складу та накопиченню води хрящ стає стійким до тиску, еластичним та розтяжним, але не такий стійкий, як кістки.

Гідролізат

Гідролізати - це продукти, які є результатом розпаду білків або білків. Гідролізат також можна отримати з колагену шляхом ферментативного розщеплення (гідроліз). Ці колагенові білки переважно отримують із колагену 1 типу та використовують як Харчові добавки використовується. Вони містять високу частку коротких амінокислотних ланцюгів (пептидів) і дуже схожі на желатин.

Одна відмінність полягає в тому, що гідролізати колагену не гелюються і легко розчиняються у воді. Це білий порошок без запаху і смаку, який можна використовувати для зв’язування, емульгування та піноутворення. Цей порошок застосовується особливо у дієтах, багатих білками та в Спортивне харчування. Він доступний у вигляді порошку, який можна розчиняти та доповнює споживання білка під час енергійних фізичних навантажень. Він також використовується для відновлення пошкодженої хрящової тканини.

Гідролізати колагену призначені для стимулювання утворення хряща і, таким чином, регенерації зношеного суглобового матеріалу. У пацієнтів із зносом хряща (остеоартроз) це повинно призвести до поліпшення болю та рухливості суглобів. Білки колагену містяться також у деяких косметичних продуктах, оскільки вони добре засвоюються організмом, вони повинні мати можливість проникати в глибокі шари шкіри та покращувати та підтягувати зовнішній вигляд шкіри.