Коллаген — это белок составляющий основу кожи, костей, хрящей, сухожилий и обеспечивающий ее прочность и эластичность. Волосы, мышцы и жизненно важные органы также сформированы коллагеном. Коллаген составляет от 25% до 35% протеинов во всем теле и 80% кожи, поэтому свежесть кожи во многом зависит от восстановленных коллагенных волокон, которые синтезируют молодые клетки кожи (1).

Что такое коллаген?

Коллаген — это белковые молекулы, состоящие из аминокислот строительных блоков белков. Учёным известно порядка 500 аминокислот. Около 240 из них в природе бывают в свободном виде, а остальные — в промежуточном — как продукты обмена веществ. На сегодняшний день в организме человека обнаружено 26 аминокислот. (2)

Первичная аминокислотная последовательность коллагена представляет собой глицин-пролин-Х или глицин-Х-гидроксипролин (3), где X может быть любой из 17 аминокислот участвующих в его образовании, а каждая третья аминокислота — глицин. Если аминокислоты задействованные в образовании коллагена разбить по процентам, то выйдет следующая картина: лизин 2,6%, гистидин 0,42%, аргинин 4,45% ,треонин 1,87%, серин 3,87% глутаминовая кислота 7,19%, пролин 11,82%, глицин 33,5%, аланин 10,93% валин 2,00%, метионин 0,61%, изолейцин 1,36%, лейцин 2,66%, тирозин 0,52%, фенилаланин 1,31%, гидроксипролин 9,21%, гидроксилизин 0,76%.

Коллаген состоит из 3 цепей. Цепи скручены вместе, образуя тройную спираль. Поскольку глицин — самая маленькая из всех аминокислот, он позволяет цепи образовывать плотную конфигурацию и выдерживает стрессовые воздействия.

Синтез коллагена прoтекает в фибробласте — клетках соединительной ткани, активно синтезирующих белки внеклеточного матрикса. Синтез коллагена включает несколько стадий, которые частично проходят внутри клетки (в фибробластах), а частично — во внеклеточном пространстве. Внутриклеточный этап включает 4 стадии: трансляцию, посттрансляционную модификацию, образование проколлагена и секрецию проколлагена во внутриклеточное пространство. Оказываясь снаружи фибробласта, проколлаген запускает внеклеточный этап, который так же включает 4 стадии: превращение проколлагена в тропоколлаген, образование микрофибрилл, объединение их в макрофибриллы и формирование коллагеновых волокон. Важную роль в образовании коллагена играет аскорбиновая кислота (витамин С), а так же витамин Е, который улучшает его выработку.

Коллаген очень важен, т.к. обеспечивает структурную поддержку внеклеточного пространства соединительных тканей. Благодаря своей жесткости и устойчивости к растяжению, он является идеальной матрицей для кожи, сухожилий, костей и связок. Коллаген можно разделить на несколько групп в зависимости от типа образуемых им структур. Открыто 28 различных типов коллагена, но наиболее распространенными являются типы с I по IV, причем тип I составляет более 90% коллагена в организме человека (4).

Откуда коллаген получает наш организм?

Получать коллаген мы можем с пищей, а так же через прием лекарственных препаратов и биоактивных добавок (БАД), которые могут быть как животного, так и морского происхождения. Пищевой коллаген должен быть расщеплён до аминокислот и пептидов, чтобы организм мог его использовать. В частности, богаты коллагеном мясо и рыба, особенно бульоны, сваренные на костях, холодец, заливное, различные желе. Зелень — шпинат, руккола, капуста — стимулируют выработку собственного коллагена. Основными компонентами для синтеза этого белка являются аминокислоты глицин, пролин и аланин, дополнительно для этого процесса требуются витамин С, цинк и медь.

Польза для человека

Исследования показывают, что регулярный приём коллагена способствует улучшению состояния кожи, разглаживает морщины и повышает ее упругость. Кроме того, коллаген помогает поддерживать здоровье суставов, уменьшая боль и предотвращая дегенеративные изменения. Для спортсменов коллаген полезен при восстановлении после травм, а также для укрепления сухожилий и мышц.

С возрастом активность фибробластов — клеток вырабатывающих коллаген — постепенно снижается, количество коллагена уменьшается и кожа начинает терять упругость. Так уже после 25 лет производство собственного коллагена в нужном объеме сокращается, а после 40 лет синтез коллагена уменьшается на 1%-3% в год. В течение 5 лет после начала менопаузы кожа теряет 30% коллагена.

Недостаток коллагена так же может приводить к серьезным осложнениям и заболеваниям таким, как цинга, несовершенный остеогенез и синдром Элерса-Данлоса.

Цинга — дефицит водорастворимого витамина С или аскорбиновой кислоты. Цинга редко встречается в развивающихся странах и в основном наблюдается у младенцев, пожилых людей и лиц страдающих алкоголизмом, всех людей у которых может быть недостаточное питание или недоедание (5).

У пациентов могут отмечаться общая усталость, слабость, плохое заживление ран, анемия и заболевания десен. Клинически один из первых признаков цинги возникает на коже и проявляется перифолликулярными кровоизлияниями, при которых фолликулы кожи закупориваются кератином. Эти области выглядят как синяки вокруг волосяных фолликулов. Лечение заключается в приеме добавок витамина С и диете, включающей помидоры, цитрусовые и другие овощи с высоким содержанием витамина С.

Несовершенный остеогенез (НО) — это семейство генетических нарушений, которые влияют на кости, делая их слабыми и легко ломающимися. Наследование является аутосомно-доминантным, и большинство случаев обусловлено мутациями в генах COL1A1 или COL1A2 (6).

Генные мутации влияют на образование проколлагена, при котором небольшая аминокислота глицин заменяется более объемными аминокислотами, что изменяет структуру тройной спирали коллагена.

НО поражает 1 из 15 000 человек, диагноз ставится клинически и может быть подтвержден с помощью анализа ДНК. Прогноз зависит от типа НО. Лечения не существует, лечение носит поддерживающий характер и основано на предотвращении переломов. Было доказано, что бисфосфонаты, хирургическое вмешательство и физиотерапия помогают.

Синдром Элерса-Данлоса (СЭД) — это группа наследственных заболеваний соединительной ткани, от которых страдает примерно 1 из 5000 человек во всем мире. Большинство форм СЭД наследуются аутосомно-доминантно, а мутации находятся в COL1A1, COL1A2, COL1A2, COL3A1, COL5A1, и это лишь некоторые из них. Мутации в генах влияют на расщепление внеклеточных пептидов и изменяют сшивку и агрегацию коллагеновых фибрилл, что приводит к изменению стабильности и функциональности волокон (7).Лечения СЭД на данный момент не существует, и оно носит поддерживающий характер. Важным компонентом поддерживающей терапии является коллаген поступающий в организм из вне с продуктами или биодобавками.

История использования коллагена

В современном мире интерес к коллагену возрос в последние десятилетия, когда наука подтвердила его положительное влияние на организм и когда появились технологии для получения высококонцентрированных и биодоступных форм коллагена.

Наибольшую биодоступность имеют гидролизованные коллагеновые пептиды — это разрушенный водой коллаген, превращённый в меньшие молекулы, которые легче усваиваются организмом. Такие формы коллагена можно найти в виде порошков или капсул и их удобно добавлять в ежедневный рацион питания. Гидролизованный коллаген продемонстрировал высокую эффективность в исследованиях, где участники замечали улучшение состояния кожи, волос, ногтей, а также уменьшение болей в суставах. Кроме того, исследования показывают, что гидролизованный коллаген может способствовать увеличению костной массы и предотвратить её потерю, что особенно важно для женщин в постменопаузе (8).

С возрастом производство коллагена заметно сокращается, что приводит к увяданию кожи, появлению морщин, ухудшению состояния суставов и связок. Именно поэтому поддержание уровня коллагена в организме становится особенно важным по мере старения.

Исследования о пользе коллагена

В последние годы было проведено большое количество исследований, подтверждающих пользу коллагена для здоровья. Например, исследование 2019 года (9), опубликованное в международном научном журнале «Nutrients», показало, что дополнительный приём коллагена значительно улучшает эластичность и влажность кожи, а также снижает глубину морщин. Результаты другого клинического исследования (10), опубликованного в том же журнале, показало, что коллагеновые добавки эффективно уменьшают симптомы остеоартрита, улучшая функциональность суставов и уменьшая болевые ощущения. Целью этого рандомизированного плацебо-контролируемого слепого исследования было изучение влияния питьевого нутрицевтика на старение и здоровье кожи. Тестируемый продукт значительно улучшил гидратацию, эластичность, шероховатость и плотность кожи, а так же хорошо переносился обоими группами испытуемых. Эти положительные эффекты в значительной степени сохранялись в течение последующего наблюдения.

Для чего нужен коллаген человеку с возрастом?

1.  Улучшение состояния кожи: коллаген помогает сохранить кожу упругой и гладкой, замедляя появление морщин и других признаков старения.
2.  Здоровье суставов и костей: этот белок необходим для поддержания эластичности связок и сухожилий, а также повышения плотности костей, что особенно важно для предотвращения остеопороза.
3. Восстановление после травм: коллаген ускоряет процесс восстановления тканей, помогая быстрее заживлять раны и восстанавливаться после спортивных травм.
4. Поддержка мышечной массы: с возрастом мышечная масса сокращается, ослабевает сила и подвижность. Коллаген способствует сохранению мышечной массы, что критически важно для поддержания активного и здорового образа жизни.
5. Здоровье волос и ногтей: регулярный приём коллагена способствует укреплению волос и ногтей, придавая им блеск и силу.

Заключение

Поддержание адекватного уровня коллагена в организме — ключ к продлению молодости и сохранению здоровья на долгие годы. Диетические добавки, богатая коллагеном пища, а также здоровый образ жизни могут помочь сохранить и повысить уровень коллагена в организме.

Крайне важно перед началом приёма каких-либо биоактивных добавок проконсультироваться с вашим лечащим врачом, для подбора оптимальной программы питания и лекарственных препаратов или БАД, учитывая индивидуальные особенности вашего здоровья.

Не стоит забывать и о важности адекватного потребления витаминов и минералов, способствующих синтезу коллагена. Витамин C, как говорилось выше, играет ключевую роль в этом процессе. Антиоксиданты, такие как витамины E и A, а также минералы цинк и медь, также важны для поддержания здоровья кожи и производства коллагена.

Соблюдение баланса питания, регулярные физические упражнения, защита кожи от избыточного солнечного излучения и отказ от вредных привычек, таких как курение или чрезмерное употребление алкоголя, способствуют поддержанию оптимального уровня коллагена в организме. Комбинируя эти принципы с адекватным потреблением коллагена через диету или биодобавки, мы можем значительно улучшить своё здоровье и общее самочувствие.

Однако, несмотря на общедоступную информацию, рекомендуется подходить к вопросу употребления коллагена осознанно. Важно помнить, что излишек внешнего коллагена не приведет к лучшим результатам в вашем самочувствии, а может иметь побочные эффекты и нежелательные явления. Таким образом, следует соблюдать рекомендованные дозировки и не преследовать мгновенный результат.

Помните, что забота о здоровье — это комплексный подход, который включает в себя питание, физическую активность и психологическое благополучие. Коллаген может стать одним из важных элементов этого комплексного подхода к улучшению качества жизни, особенно с возрастом.

Список литературы:

1.  Di Lullo, Gloria A.; Sweeney, Shawn M et al. Mapping the Ligand-binding Sites and Disease-associated Mutations on the Most Abundant Protein in the Human, Type I Collagen. JBC 277  (6): 4223−31. doi: 10.1074/jbc. M110709200

2. Szulc P. Bone turnover: Biology and assessment tools. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2018 Oct;32(5):725−738. 

3. Nagaoka I, Tsuruta A, Yoshimura M. Chondroprotective action of glucosamine, a chitosan monomer, on the joint health of athletes. Int J Biol Macromol. 2019 Jul 01;132:795−800.

4. Mäkitie RE, Costantini A, Kämpe A, Alm JJ, Mäkitie O. New Insights Into Monogenic Causes of Osteoporosis. Front Endocrinol (Lausanne). 2019;10:70.

5. Subramanian S, Anastasopoulou C, Viswanathan VK. Osteogenesis Imperfecta. Book. PMID: 3072564 Bookshelf ID: NBK536957

6. Houlberg K, Wickenden J, Freshwater D. Five centuries of medical contributions from the Royal Navy. Clin Med (Lond). 2019 Jan;19(1):22−25

7. Semler O, Rehberg M, Mehdiani N, Jackels M, Hoyer-Kuhn H. Current and Emerging Therapeutic Options for the Management of Rare Skeletal Diseases. Paediatr Drugs. 2019 Apr;21(2):95−106

8. Cortini F, Villa C, Marinelli B, Combi R, Pesatori AC, Bassotti A. Understanding the basis of Ehlers-Danlos syndrome in the era of the next-generation sequencing. Arch Dermatol Res. 2019 May;311(4):265−275. 

9. Luana Dias Campos et al. Collagen supplementation in skin and orthopedic diseases: A review of the literature. Heliyon. 2023 Mar 28;9(4):e14961.doi:10.1016/j.heliyon.2023.e14961.

10. Cristiana Paul et al. Significant Amounts of Functional Collagen Peptides Can Be Incorporated in the Diet While Maintaining Indispensable Amino Acid Balance. Nutrients. 2019 May 15;11(5):1079. doi: 10.3390/nu11051079.

11. Liane Bolke et al. A Collagen Supplement Improves Skin Hydration, Elasticity, Roughness, and Density: Results of a Randomized, Placebo-Controlled, Blind Study. Nutrients. 2019 Oct 17;11(10):2494. doi:10.3390/nu11102494.