Kolagen - działanie, właściwości, wpływ na zdrowie

Czym jest kolagen?

Tkanki łączne zbudowane są z komórek oraz z substancji międzykomórkowej, na które składają się istota podstawowa oraz włókna tkanki łącznej. Włókna te są syntetyzowane głównie przez fibroblasy i fibrocyty, ale także przez inne komórki np. mięśni gładkich. Wyróżnia się kilka typów włókien: włókna kolagenowe siateczkowe, sprężyste. Kolagen jest głównym białkiem strukturalnym z grupy skleroprotein. Włókna kolagenowe zbudowane są z 18 aminokwasów, które powtarzają się w I rzędowym łańcuchu do ponad 300 aminokwasów. Najczęściej występujące to glicyna (około 324,4 na 1000 reszt aminokwasów w łańcuchu alfa-kolagenu), proliny (125,1/1000), alanina (114,5/1000), hydroksyprolina (90,9/1000) oraz kwas glutaminowy (77,7/1000). W średniej ilości występuje arginina, kwas asparaginowy, seryna, leucyna, lizyna i walina. W ilości mniejszej niż 20 na 1000 reszt aminokwasów w łańcuchu alfa-kolagenu obecna jest treonina, fenyloalanina, izoleucyna, metionina, histydyna, hydroksylizyna oraz tyrozyna. Włókna kolagenu układają się równolegle. Tworzą agregaty z kilku włókien, powiązanych za pomocą fibronektyny.

Kolagen stanowi około 30% masy wszystkich białek organizmu. Jest mało odporny na czynniki fizyczne takie jak wysoka temperatura, promieniowanie UV, kwasy, zasady, enzymy. Duże struktury kolagenu są już mniej wrażliwe na działanie proteaz i ulegają degradacji jedynie pod wpływem kolagenazy. O ile pojedyncze włókno kolagenowe nie cechuje się dużą elastycznością i rozciągliwością, to jako większa struktura jest wytrzymałe i elastyczne. Kolagen zapewnia tkankom elastyczność, wytrzymałość mechaniczną, rozciągliwość i sztywność.

Typy i budowa kolagenu

Obecnie znanych jest 29 typów kolagenu, posiadających 42 typy alfa-łańcuchów budujących włókna. Najbardziej rozpowszechniony jest kolagen typu II, I, II oraz IV. Białka kolagenowe tworzą łańcuchy polipepdytowe, w główniej mierze utworzone z aminokwasów takich jak glicyna, prolina i hydroksyprolina. Podstawową jednostką strukturalną kolagenu jest tropokolagen. Ze względu na zwartą strukturę, włókna kolagenowe nie są rozciągliwe. W zależności od funkcji i występowania w organizmie, wyróżnić można następujące grupy kolagenów:

Kolageny włókniste (fibrylarne):

• Typ I występuje w miejscach takich jak: skóra, więzadła, ścięgna, zębina, kości, inne tkanki łączne niebędące chrząstką 
• Typ II - chrząstki, jądro miażdżyste krążka międzykręgowego, ciało szkliste oka 
• Typ III - jelito, macica, mięśnie, układ naczyniowy, rozciągliwe tkanki łączne jak np.  skóra 
• Typ V - zęby, kości, skóra, mięśnie gładkie, rogówka, łożysko 

Kolageny tworzące układy sieciowe:

• Typ IV - występuje w miejscach takich jak naczynia włosowate, błony podstawne 
• Typ VIII - mózg, serce, kości, nerki, skóra, chrząstka, śródbłonek 
• Typ X - chrząstka hipertroficzna 

Kolageny transbłonowe:

• Typ XIII - serce, oko, skóra, mięśnie szkieletowe 
• Typ XVII - skóra, nabłonek, m-RNA 

Istnieją także m.in. kolageny kotwiczące, multipleksyny i inne, występujące w różnych częściach organizmu m.in. skórze, sercu, komórkach układu nerwowego, chrząstkach, gonadach, kościach itp.

Synteza kolagenu

Kolagen jest syntetyzowany przy udziale rybosomów siateczki śródplazmatyczej szorstkiej, na matrycy mRNA. Następnie, podlega on licznym modyfikacjom w organizmie, które umożliwiają m.in przyrastanie włókien kolagenowych na długość i grubość. Kolagen jest nieustannie odnawiany i rozkładany. Okres półtrwania wynosi kilka miesięcy. Nadmiar kolagenu usuwany jest przez kolagenazy. Rozpad kolagenu jest stymulowany przez kortyzol - hormon glikokortykosteroidowy.

Zastosowanie kolagenu z medycynie i kosmetologii

Naturalny kolagen znalazł szerokie zastosowanie w medycynie, kosmetologii, medycynie estetycznej i farmakologii, a także w przemyśle skórzanym, spożywczym i biotechnologicznym. Używany jest między innymi do produkcji żelatyny, nici chirurgicznych, implantów biologicznych, sztucznych naczyń krwionośnych, materiałów opatrunkowych wspomagających gojenie ran, wypełniaczy tkankowych, suplementów diety, kosmetyków, w bioinżynierii do hodowli tkanek. Spośród suplementów diety, najczęściej dodawany jest do produktów wpływających na kondycję stawów, zmniejszających łamliwość włosów, poprawiających jędrność skóry.

Kolagen - działanie i właściwości

Podstawową funkcją kolagenu jest zachowanie integralności tkanek i narządów - funkcja strukturalna. Ponadto, wpływa na jakość i nawilżenie skóry, procesy ochronne i naprawcze w tkance chrzęstnej, odpowiada za zachowanie elastyczności naczyń krwionośnych. Kolagen jest niezbędny do:

• prawidłowego funkcjonowania stawów 
• zachowania elastyczności naczyń krwionośnych 
• gojenia ran 
• utrzymania jędrności i nawilżenia skóry 
• ochrony narządów wewnętrznych 
• regeneracji tkanek 

Kolagen - źródła

Kolagen zawarty jest w produktach pochodzenia zwierzęcego - mięsie, rybach, owocach morza, żelatynie. Może być pozyskany ze skór, kości i ścięgien zwierzęcych. Przy długotrwałym gotowaniu np. kurzych łapek, kolagen ulega częściowej hydrolizie i powstały wywar jest bogaty w żelatynę. Kolagen znajdziemy również w licznych preparatach aptecznych i suplementach diety, w formie proszku, tabletek czy w płynie.

Kolagen morski

Kolagen morski, znany również jako kolagen rybi, jest szeroko stosowany w kosmetologii oraz farmakologii. Pozyskiwany jest głównie z kości i skór ryb. Jego struktura podobna jest do tej występującej u ssaków, zawiera jednak mniej proliny i hydroksyproliny, a więcej metioniny, treoniny i seryny. Produkowany jest na dwa główne sposoby. Pierwszym jest gotowanie w wodzie z dodatkiem kwasów lub zasad. Drugą metodą jest hydroliza enzymatyczna. W ten sposób powstaje kolagen hydrolizowany - najczęstszy rodzaj w suplementach diety. Ma on lepiej przyswajalne i mniejsze cząsteczki niż ten pozyskiwany za pomocą hydrolizy kwasowej lub zasadowej. Kolagen rybi głównie jest kolagenem typu I. To postać najpowszechniej występująca w organizmie ludzkim.

Więcej informacji o tym rodzaju kolagenu znajdziesz w artykule Kolagen rybi - właściwości, zastosowanie, suplementy diety z kolagenem morskim. Kolagen rybi w proszku, kapsułkach czy w płynie?.

Kolagen wołowy

Kolagen wołowy zawiera najwięcej kolagenu typu II, który w organizmie występuje głównie w chrząstce i stawach. Pozyskiwany jest ze skóry, kości, chrząstek i tkanki łącznej krów. W kolagenie wołowym znajduje się więcej o około 30% aminokwasu hydroksyproliny w porównaniu z kolagenem morskim. Warunkuje to lepszą stabilność termiczną.

Sprawdź również: Kolagen wołowy - działanie, właściwości, zastosowanie. Czy hydrolizowany kolagen wołowy typu II to dobra alternatywa dla kolagenu rybiego?.

Niedobór kolagenu - przyczyny i objawy

Niedobór kolagenu może być spowodowany zaburzeniami hormonalnymi, przewlekłym stresem, przeciążeniem organizmu. Ponadto, poziom kolagenu w organizmie spada wraz z wiekiem. Niedobory mogą powodować pobolewanie stawów, wypadanie włosów, obniżona elastyczność skóry. Skóra staje się mniej nawilżona, odwodniona. Pogorszeniu ulega również kondycja włosów i paznokci.

Nadmiar kolagenu - przyczyny i objawy

Nadmiar kolagenu jest wynikiem nieprawidłowego przebiegu procesów jego przemiany w organizmie. Prowadzi to do nadmiernego bliznowacenia skóry, płuc, wątroby, prowadząc do nieodwracalnych uszkodzeń struktury tych narządów. Podczas uszkodzenia skóry, w trakcie procesu gojenia, powstaje zbyt duża ilość tkanki włóknistej, formując tzw. keloidy (bliznowce - więcej informacji o tym rodzaju blizn znajdziesz tutaj: https://www.aptekaolmed.pl/blog/artykul/blizny-przerostowe-keloidowe-bliznowce-rodzaje-blizn-ich-przyczyny-pielegnacja-i-metody-leczenia-zele-i-masci-na-blizny-rehabilitacja-blizn-i-inne-jak-pozbyc-sie-blizn-na-twarzy-i-ciele,772.html), na skutek kumulacji kolagenu, głównie typu III.

Kosmetyki z kolagenem

Promieniowanie UV powoduje uszkodzenie kolagenu w skórze, co przyspiesza proces starzenia. Z tego powodu kluczowe w profilaktyce przeciwstarzeniowej jest stosowanie kremów z filtrem UV, które pomagają utrzymać odpowiedni poziom kolagenu w skórze. Dodatkowo, do degradacji kolagenu przyczynia się stres i wysoki poziom kortyzolu. Osoby narażone na przewlekły stres, oprócz technik relaksacyjnych, mogą korzystać z adaptogenów, które wspomagają organizm w radzeniu sobie z negatywnymi skutkami stresu. Cząsteczki kolagenu mają dużą masę, dlatego w kosmetykach stosuje się często kolagen natywny o mniejszej masie cząsteczkowej, który łatwiej przenika przez naskórek. Kolagen natywny jest popularnym składnikiem kremów i żeli do twarzy, a często łączy się go z innymi składnikami nawilżającymi i przeciwzmarszczkowymi, takimi jak witamina C, retinol, kwas hialuronowy czy aloes. Kolagen w kosmetykach poprawia nawilżenie i elastyczność skóry, wspomaga jej regenerację, spowalnia powstawanie zmarszczek, wzmacnia barierę hydrolipidową oraz działa przeciwstarzeniowo.

Kolagen do picia, w proszku czy w tabletkach? Suplementy diety z kolagenem

Na rynku dostępnych jest wiele form suplementów diety. Doustna suplementacja kolagenu polecana jest w szczególności dla osób z chorobami stawów i kości oraz uprawiających wyczynowo sport. Stosuje się go także w celu poprawy kondycji skóry. Suplementy diety zawierające kolagen mogą być preparatami jednoskładnikowymi lub zawierać dodatkowo np. kwas hialuronowy, siarczan glukozaminy, siarczan chondroityny, miedź, koenzym Q10. Witamina C pomaga w prawidłowej produkcji kolagenu w celu zapewnienia optymalnego funkcjonowania skóry, kości oraz chrząstki. Najbardziej popularny jest kolagen rybi, składem podobny do kolagenu ludzkiego. W aptekach dostępne są następujące formy kolagenu:

• hydrolizat kolagenu 
• kolagen w płynie 
• kolagen w proszku 
• kolagen w tabletkach 
• kolagen w kapsułkach 
• kolagen liofilizowany 
• ampułki do iniekcji dostawowych 

Jak stosować kolagen?

Jak stosować kolagen? Najczęściej zalecany przez producentów schemat dawkowania kolagenu to stosowanie do 10 gramów proszku dziennie przez okres przynajmniej 3-4 miesięcy. Proszek należy rozpuścić w szklance wody, herbacie, soku lub innym napoju.

Dawka kolagenu w płynie zazwyczaj waha się od 10 do 20 ml dziennie, w zależności od stężenia preparatu. Płyn należy pić bezpośrednio lub zmieszać z wodą lub sokiem.

W przypadku kolagenu w kapsułkach zwykle zalecana przez producenta dawka wynosi od 1 do 3 kapsułek dziennie, w zależności od produktu i jego stężenia. Zawartość waha się od 500 mg do 1000 mg kolagenu w jednej kapsułce.

Dla kogo jest suplementacja kolagenu?

Suplementy z kolagenem mają dość uniwersalne zastosowanie. Kolagen jest białkiem, które korzystnie wpływa na wygląd skóry i zdrowie stawów. Polecany jest dla osób:

• chcących zadbać o zdrowie skóry 
• z osłabionymi włosami i paznokciami 
• po operacjach w celu przyspieszenia regeneracji skóry 
• z trudno gojącymi się ranami 
• zmagające się z bliznami, cellulitem i innymi problemami skórnymi
• po dużej redukcji masy ciała, jeśli pogorszyła się elastyczność skóry 
• narażonych na przewlekły stres (wysokie stężenie kortyzolu nasila rozkład naturalnego kolagenu) 
• z bólami stawów 
• starszych (z wiekiem spada produkcja kolagenu w organizmie) 
• o dużej aktywności fizycznej 

Suplementacja kolagenu - podsumowanie

Kolagen jest jednym z głównych składników tkanki łącznej. Jego naturalnym źródłem w pożywieniu są produkty pochodzenia zwierzęcego. Kolagen wzmacnia naczynia krwionośne, zapewnia integralność tkanek, warunkuje prawidłową funkcję stawów i skóry. Na produkcję kolagenu negatywnie mogą wpływać zaburzenia hormonalne, przewlekły stres, przeciążenie organizmu. Suplementacja kolagenem polecana jest przede wszystkim dla osób z chorobami stawów np. reumatoidalne zapalenie stawów, choroba zwyrodnieniowa stawów, schorzenia ograniczające ruchomość stawów. Kolagen pomaga również spowalniać procesy starzenia się skóry, korzystnie wpływając na jej nawilżenie, jędrność i gęstość.

Suplementacja kolagenu - najczęściej zadawane pytania

Czy suplementacja kolagenu ma sens?

Suplementacja kolagenu może mieć sens, szczególnie u osób, u których wraz z wiekiem spada naturalna produkcja tego białka w organizmie. Kolagen odgrywa ważną rolę w utrzymaniu elastyczności skóry, prawidłowej pracy stawów oraz wytrzymałości kości i ścięgien. Badania wskazują, że regularne przyjmowanie hydrolizowanego kolagenu może wspierać kondycję skóry i zmniejszać dolegliwości ze strony aparatu ruchu. Efekty suplementacji są jednak zależne od jakości preparatu, dawki oraz indywidualnych predyspozycji organizmu.

Z czym nie wolno łączyć kolagenu?

Kolagen nie wchodzi w wiele istotnych interakcji, jednak nie zaleca się łączenia go z alkoholem, który może zaburzać jego wchłanianie i syntezę w organizmie. Ostrożność warto zachować także przy jednoczesnym stosowaniu dużych ilości kofeiny, ponieważ może ona osłabiać procesy regeneracyjne. Niektóre osoby powinny skonsultować suplementację kolagenu z lekarzem, jeśli przyjmują leki obciążające nerki lub wątrobę. Dla najlepszych efektów zaleca się unikanie jednoczesnego spożywania kolagenu z bardzo przetworzonymi produktami.

Jak prawidłowo suplementować kolagen?

Kolagen najlepiej suplementować regularnie, w zalecanej przez producenta dawce, najczęściej w formie hydrolizatu o wysokiej biodostępności. Dobrą praktyką jest przyjmowanie go razem z witaminą C, która wspomaga syntezę kolagenu w organizmie. Suplement można spożywać na czczo lub między posiłkami, co sprzyja lepszemu wchłanianiu. Kluczowe jest również zachowanie cierpliwości, ponieważ widoczne efekty pojawiają się zwykle po kilku tygodniach stosowania.

Po czym poznać, że brakuje kolagenu?

Niedobór kolagenu może objawiać się pogorszeniem elastyczności skóry, pojawieniem się zmarszczek oraz suchością i wiotkością naskórka. Często występują także bóle stawów, sztywność poranna oraz wolniejsze gojenie się ran. Włosy mogą stać się cieńsze i bardziej łamliwe, a paznokcie kruche. Objawy te nasilają się wraz z wiekiem, zwłaszcza po 30. roku życia, kiedy produkcja kolagenu naturalnie spada.

Jakie są objawy nadmiaru kolagenu?

Nadmiar kolagenu zdarza się rzadko, jednak przy bardzo wysokich dawkach suplementów mogą wystąpić dolegliwości ze strony układu pokarmowego. Najczęściej są to uczucie ciężkości, wzdęcia lub zaparcia. U osób z chorobami nerek nadmierna podaż białka może stanowić dodatkowe obciążenie. Dlatego ważne jest przestrzeganie zalecanych dawek i dopasowanie suplementacji do indywidualnych potrzeb organizmu.

Przypisy

• Rabek J.F. Biopolimery Tom 1. Wydawnictwo Naukowe PWN, 2022. 
• Koizumi, S., Inoue, N., Shimizu, M., Kwon, C. J., Kim, H. Y., & Park, K. S. (2018). Effects of dietary supplementation with fish scales-derived collagen peptides on skin parameters and condition: a randomized, placebo-controlled, double-blind study. International Journal of Peptide Research and Therapeutics, 24, 397-402. 
• Bolke, Liane, et al.(2019). A collagen supplement improves skin hydration, elasticity, roughness, and density: Results of a randomized, placebo-controlled, blind study. Nutrients 11.10: 2494. 
• De Almagro, C. (2020). The use of collagen hydrolysates and native collagen in osteoarthritis." Am. J. Biomed. Sci. Res 7.
• Choi, Franchesca D., et al. (2019). Oral collagen supplementation: a systematic review of dermatological applications. Journal of drugs in dermatology: JDD 18.1: 9-16. 
• Lugo, James P., Zainulabedin M. Saiyed, and Nancy E. Lane. (2015). Efficacy and tolerability of an undenatured type II collagen supplement in modulating knee osteoarthritis symptoms: a multicenter randomized, double-blind, placebo-controlled study. Nutrition journal 15.1: 1-15. 
• Hester, Shelly, et al.(2021). Collagen Supplement Improves Skin Attributes in Healthy Adults. Current Developments in Nutrition 5.Supplement_2 :  321-321. 
• Miyab, Katayoun Bagheri, et al. (2020). The effect of a hydrolyzed collagen-based supplement on wound healing in patients with burn: a randomized double-blind pilot clinical trial. Burns 46.1: 156-163.