Kolagen: właściwości, źródła, uzupełnianie niedoborów

Czym jest kolagen?

Kolagen to białko, które zapewnia odpowiednie napięcie i elastyczność. Co ciekawe, stanowi aż 30% wszystkich białek znajdujących się w organizmie człowieka! Znajduje się np. we włosach, skórze, mięśniach, stawach, kościach czy ścięgnach. Stanowi ponadto podstawowy składnik tkanki łącznej.

Można więc śmiało twierdzić, że jest to jedno z najważniejszych białek strukturalnych. W związku z tym już od kilkudziesięciu lat rynek farmaceutyczny wzbogaca się o kolejne preparaty z kolagenem. Dawniej stosowano preparaty pochodzące od zwierząt, później zaczęto pozyskiwać kolagen z hodowli ludzki fibroblastów (ich immunogenność jest mniejsza od białek pochodzących od zwierząt), a obecnie popularne jest produkowanie preparatów z kolagenem autologicznym.

Kolagen zbudowany jest z aminokwasów, przede wszystkim z glicyny, proliny, hydroksyproliny i hydroksylizyny. Białko to cechuje się bardzo dużą wytrzymałością oraz elastycznością. Jego struktura zależy od tego, gdzie się znajduje i jaką pełni funkcję. Np. może mieć funkcję ochraniającą narządy wewnętrzne (nerki, wątrobę itd.), tworząc wówczas wokół nich coś na kształt sprężystego „rusztowania). W układzie immunologicznym natomiast, zapobiega przedostawaniu się patogenów i toksyn. Jeśli chodzi o skórę, zapewnia ciągłość procesów odnowy komórkowej tego organu i sprawia, że aktywny jest prawidłowy poziom nawilżenia – co ma bezpośrednie przełożenie na kondycję skóry.

Kolagen ma ponadto ważną funkcję polepszania wchłaniania niektórych składników mineralnych, a także powoduje, że gęstość kości jest większa. Stymuluje także komórki chrzęstne do aktywności i wspiera ich procesy ochronne.

Podstawową funkcją kolagenu jest natomiast scalanie ze sobą komórek – stanowi on z tego względu element budulcowy m.in. kości, chrząstek, naczyń krwionośnych, a nawet rogówki oka.

Produkcja kolagenu w organizmie a wiek

W młodym organizmie kolagen do ok. 25. roku życia podlega regularnej wymianie i odbudowie. W produkcji włókien kolagenowych biorą udział m.in. hormony tarczycy, estrogeny oraz insulina. Jednakże już po 25. roku życia istotnie zmniejsza się stężenie kolagenu w organizmie, aby ok. 50. roku życia odnotować gwałtowny spadek. Po 60. roku życia kolagen przestaje być produkowany przez organizm.

Niedobór kolagenu lub uszkodzenia włókien, prowadzą m.in. do problemów z ruchomością, bólami kręgosłupa i stawów, pogorszeniem kondycji skóry, wypadaniem włosów.

Kiedy kolagenu może być mniej w organizmie?

Są również sytuacje, gdy synteza kolagenu jest zakłócona lub gdy włókna kolagenowe ulegają zwiększonej destrukcji. Dzieje się tak np. na skutek zmian hormonalnych, chorób czy uprawiania sportów ekstremalnych, które powodują obciążenia mechaniczne. Z niedoborami kolagenu mogą zmagać się także kobiety w okresie menopauzy, gdyż wtedy biosynteza kolagenu jest zakłócona. Zakłócenia może też powodować nadmierna ekspozycja na słońce, przebywanie w zbyt wysokim lub zbyt niskich temperaturach, a także stosowanie np. kosmetyków, których składniki powodują uszkodzenia włókien kolagenowych.

Co ciekawe, zmniejszenie syntezy endogennego kolagenu nie musi występować tylko w starszym wieku – czasami dzieje się tak u młodych osób w wyniku np. stresu, uwarunkowań genetycznych, chorób czy zbyt intensywnego wysiłku fizycznego.

Kolagen – rodzaje

Co ciekawe, kolagen ma kilkadziesiąt rodzajów. Poniżej przedstawiam 12 najpowszechniej występujących w organizmie typów kolagenu. Różnią się one między sobą strukturą przestrzenną i lokalizacją.

• Typ 1. kolagenu – występuje on w ścięgnach, tkance łącznej kości, tkance bliznowatej, w skórze oraz tkance podskórnej.

• Typ 2. znajduje się w chrząstkach stawowych.

• Typ 3. występuje w tkance tworzącej się np. podczas zabliźniania się ran.

• Typ 4. kolagenu jest zlokalizowany jest w mikrowłóknach międzytkankowych – tworzy połączenia między różnymi tkankami.

• Typ 5. uzupełnia kolagen typu 1.

• Typ 6. to odmiana typu 5. - pełni taką samą funkcję.

• Typ 7. znajduje się m.in. w skórze, na powierzchni tętnic oraz w tkane nabłonka.

• Typ 8. znajduje się w tkankach, które tworzą wnętrza żył i tętnic oraz które znajdują się w błonach śluzowych w całym organizmie.

• Typy: 9., 10. i 11. znajdują się w chrząstkach.

• Typ 12. znajduje się w wielu tkankach wraz z typem 1. i 3. kolagenu.

Kolagen – rola w organizmie

Kolagen pełni bardzo istotną rolę m.in. w kondycji skóry – zwiększa jej elastyczność, nawilżenie, hamuje procesy starzenia. Z wiekiem kolagenu w organizmie jest coraz mniej, co prowadzi m.in. do nadmiernej suchości skóry oraz tworzenia się zmarszczek. Pomocne w tym aspekcie wydają się preparaty, które zawierają kolagen, gdyż mogą spowalniać procesy starzenia się skóry.

Inną ważną rolą, jest fakt, że kolagen pomaga zachować integralność w obrębie chrząstek. Jeśli kolagenu jest w organizmie mniej, liniowo wzrasta ryzyko rozwoju chorób zwyrodnieniowych stawów. Badania pokazują, że stosowanie preparatów z kolagenem, może zmniejszyć stany zapalne, a także pobudzić syntezę kolagenu w organizmie, a co za tym idzie – pomóc m.in. w łagodzeniu bólu, którego przyczyną jest zwyrodnienie stawów lub kości.

Kolejna funkcja kolagenu, to zdolność do wiązania wody, przez co zapewnione jest m.in. odpowiednie nawilżenie skóry. Kolagen dodatkowo przyspiesza gojenie się ran, sprzyja odbudowie tkanki łącznej, tworzy blizny.

Co ciekawe, włókna kolagenowe mogą być nośnikami niektórych leków.

Poniżej dokładniej opisuję rolę kolagenu dla poszczególnych elementów organizmu człowieka.

1. Kolagen – wpływ na skórę

Wraz z wiekiem zmienia się produkcja kolagenu w organizmie, co skutkuje m.in. pogorszeniem kondycji skóry. Dodatkowo sprzyjają tym procesom takie sytuacje, jak ekspozycja na słońce, toksyny, wolne rodniki czy przebywanie w zbyt wysokich lub zbyt niskich temperaturach. Ponadto wraz z wiekiem zmniejsza się poziom witamin i minerałów w organizmie, które to wspomagają produkcję kolagenu. W efekcie białko to zmienia swoją strukturę i właściwości, jest go mniej, co skutkuje utratą jędrności skóry i elastyczności. Następuje odwodnienie skóry, a to jest istotnym czynnikiem powstawania zmarszczek.

2. Kolagen – wpływ na włosy

Jeśli kolagenu jest za mało, czasami objawia się to nadmiernym wypadaniem włosów i ogólnie osłabieniem ich kondycji. Włosy stają się cienkie, suche i łatwo się łamią, ponieważ kolagen jest bardzo ważnym ich składnikiem – dostarcza m.in. aminokwasów, które zapewniają prawidłowy wzrost włosów, odżywienie cebulek włosowych oraz dobrą kondycję kosmyków.

3. Kolagen – wpływ na kości i chrząstki

Kolagen jest ważny dla kondycji układu kostnego i chrzęstnego. Zaburzenia syntezy tego białka, a także przekształcenia włókien kolagenowych sprawiają, że zwiększa się m.in. kruchość kości i stają się one bardziej podatne na urazy – w tym złamania. Jest to spowodowane m.in. odwapnieniem szkieletu kostnego – ten aż w 90% składa się z kolagenu oraz jego połączeń z takimi składnikami, jak wapń, fosfor i magnez.

Kolagen jest ponadto odpowiedzialny za produkowanie mazi występującej w stawach oraz za ogólny stan chrząstek. Kolagen może przyspieszyć regenerację tkanek zmienionych chorobowo, a także zmniejszyć stany zapalne i bóle reumatyczne. Dodatkowo odpowiada za odporność chrząstki na rozciąganie się i sprawia, że przyjmuje ona prawidłowy kształt.

4. Kolagen – wpływ na odporność

Kolagen jest ważnym białkiem dla układu immunologicznego. Ma za zadaniem m.in. ograniczać wnikanie patogenów do organizmu oraz ich rozprzestrzenianie (drobnoustrojów, toksyn czy komórek nowotworowych)

Kolagen – jakie są skutki jego niedoboru w organizmie?

Niedobór kolagenu w organizmie ma poważne konsekwencje. W momencie, gdy zmniejsza się jego synteza, pojawiają się m.in.:

• problemy z widzeniem,

• choroby stawów,

• zmiany w funkcjonowaniu narządów wewnętrznych,

• wyraźne osłabienie kondycji włosów, wypadanie ich, łamliwość, łysienie,

• pogorszenie kondycji skóry, utrata jędrności, pojawienie się zmarszczek,

• odwapnienie kości i ich kruchość, zwiększona podatność na złamania.

Dlaczego kolagen ciężko uzupełnić w organizmie za pomocą diety?

Naturalnym źródłem kolagenu są produkty pochodzenia zwierzęcego (np. kolagen znajduje się w żelatynie spożywczej). W produkcji kolagenu w organizmie ważne są też inne substancje, takie jak witamina A, C i E oraz miedź – te bowiem sprzyjają jego syntezie. Szczególnie korzystnie na produkcję kolagenu działa witamina C – ta bezpośrednio uczestniczy w syntezie włókien kolagenowych. Wydaje się zatem, że odpowiednia dieta jest dobrym rozwiązaniem, jeśli zmagamy się z niedoborami kolagenu. Niestety badania pokazują, że codzienna dieta nie jest w stanie dostarczyć takich ilości kolagenu, aby uzupełnić jego niedobory. Kolagen ponadto, jak każde inne białko, ulega rozłożeniu (strawieniu) do poziomu aminokwasów, a te później są wykorzystywane przez organizm w taki sposób, jaka jest aktualnie potrzeba (kolagen nie trafi więc np. do stawów w takiej ilości, jakiej byśmy chcieli, aby odpowiednio się regenerowały, jeśli w innych częściach organizmu również występują jego niedobory – w efekcie kolagenu w diecie jest za mało, aby dał widoczne efekty).

Innym problemem uzupełniania niedoborów kolagenu za pomocą diety jest fakt, że produkty, które są jego źródłem, zwykle są pełne tłuszczu i nie sprzyjają utrzymaniu prawidłowej podaży kalorycznej.

To może suplementy z kolagenem?

Wydaje się, że lepsze działanie pod tym względem będą miały preparaty apteczne z łatwo przyswajalnym kolagenem – istotne jest jednak, aby były to produkty wysokiej jakości, które przeszły wiele testów i badań jakościowych.

Badania naukowe dowodzą, że hydrolizaty kolagenowe są skuteczniejsze w uzupełnianiu niedoborów kolagenu. Są także łatwo przyswajane przez organizm. Jak działają tego typu środki? Okazuje się, że kolagen z diety, gdy trafia do organizmu, jest trawiony, rozkładany do peptydów, a później do aminokwasów. W przypadku kolagenu z suplementów, mechanizm działania jest „podstępny” - tak przynajmniej sądzą producenci takich preparatów. Kolagen w formie dodatkowej, wchodzący w skład błon komórek nerwowych, występuje w postaci krótkiego fragmentu peptydowego. Receptory komórkowe mają rozpoznać kompletne białko. W momencie, gdy trafią na krótki fragment kolagenu, dostają komunikat, że jest on rozkładany – wówczas zostaje zwiększa jego produkcja, aby nie doszło (według organizmu) do ubytku kolagenu. Jest to więc niejako zachęta dla organizmu do naturalnej produkcji kolagenu. Należy być jednak czujnym, ponieważ według literatury naukowej nie mamy wpływu na to, gdzie aminokwasy z kolagenu zostaną wykorzystane przez nasz organizm.

Co obiecują producenci suplementów z kolagenem? Wyróżniają m.in. takie efekty swoich preparatów:

• pobudzają regenerację tkanki łącznej,

• wspomagają regenerację skóry,

• korzystnie wpływają na stan kości,

• pobudzają regenerację stawów,

• poprawiają odporność chrząstek na obciążenia mechaniczne,

• wspomagają produkcję endogennego kolagenu w chrząstkach,

• leczą choroby zwyrodnieniowe stawów i kręgosłupa,

• poprawiają stan skóry (staje się lepiej nawilżona i gładsza),

• poprawiają kondycję włosów,

• zmniejszają łamliwość paznokci,

• przyczyniają się do redukcji rozstępów i cellulitu

• wpływają korzystnie na komórki organów wewnętrznych.

Niektóre badania in vitro oraz in vivo pokazują, że hydrolizaty kolagenu mogą wpływać na zwiększone wytwarzanie kolagenu endogennego, a także na obniżenie aktywności enzymów, które degradują kolagen – może to korzystnie wpłynąć na m.in. procesy starzenia się skóry, wyraźnie je opóźniając.

Istotne jest jednak, aby wybierając suplement z kolagenem, zwrócić uwagę na wielkość masy cząsteczkowej tego białka. Im mniejsza jest bowiem masa kolagenu, tym większa zdolność do jego przenikania i dalszej dystrybucji w organizmie (korzystna będzie np. masa cząsteczkowa 2000 Daltonów – pozwala ona na szybkie dotarcie kolagenu do różnych części organizmu, nawet w ciągu kilku godzin po strawieniu).

Ponadto na rynku dostępnych jest wiele rodzajów suplementów z kolagenem – np. jest kolagen naturalny, rybi, natywny, w postaci kapsułek czy płynu. Jak się w tym połapać? Należy przede wszystkim zwrócić uwagę, aby był do hydrolizowany kolagen – np. w formie peptydów kolagenowych, gdyż sugeruje się, że taki kolagen ma lepszą dostępność i może dać korzystne efekty. Na plus będzie połączenie kolagenu i witaminy C, ponieważ ta – jak wspomniałam – wspomaga produkcję kolagenu.

Ważne jest także, aby wybrać kolagen, który produkuje sprawdzona, renomowana firma, a nie „firma krzak”, która nie dba o badania nad preparatami czy niezależne testy, aby jakość była jak najlepsza. Pamiętajmy, że suplementy diety bardzo łatwo jest wypuścić na rynek – nie są wymagane specyficzne badania i procedury łatwo przejść, nawet początkującemu producentowi. Z tego względu lepiej sięgać po preparaty znanych firm.

Czy suplementacja kolagenu ma sens? Wyniki badań

Wyniki badań z 2015 roku potwierdzają pozytywne działanie doustnej suplementacji kolagenem. Nawilżenie skóry np. znacznie się poprawiło po 8. tygodniach stosowania takich preparatów. Ponadto sieć kolagenowa uległa zmniejszeniu, gdy była rozdrobniona, a gęstość kolagenu w skórze właściwej zwiększyła się.

Były ponadto prowadzone badania nad wpływem doustnej suplementacji kolagenu na odbudowę uszkodzonych chrząstek czy wzmocnienie stawów – niestety wyniki nie były jednoznaczne, tak jak wpływ suplementacji kolagenem w celu poprawy stanu skóry.

Inne badania wskazują, że kolagen z suplementów może pomóc przy chorobie zwyrodnieniowej stawów, łagodząc jej przebieg, ale nie spowoduje odbudowy uszkodzonych chrząstek czy łąkotek. W przypadku reumatoidalnego zapalenia stawów, badania dają sprzeczne wyniki.

W wielu badaniach wykazano korzystny wpływ kolagenu na włosy – jednak wiele z tych badań została zlecona przez producentów różnych preparatów z kolagenem, więc do wyników należy podchodzić ostrożnie.

Czy warto brać kolagen?

Podsumowując, są pewne przesłanki, że kolagen stosowany doustnie może korzystnie wpływać na organizm, ale nie w takim zakresie, jaki prezentują producenci suplementów – na ten moment badania są na zbyt wczesnym etapie i jest ich zbyt mało, aby móc twierdzić jednoznacznie, czy warto przyjmować kolagen w postaci suplementu, czy nie. Problemem jest także fakt, że wiele badań zostało zleconych przez samych producentów, więc trudno mówić o ich jakości. W każdym razie warto być ostrożnym, jeśli zdecydujemy się na suplementację i sięgać po produkty sprawdzonych producentów.

Warto ponadto dbać o dietę bogatą w witaminy sprzyjające naturalnej syntezie kolagenu (wymienione wcześniej) i podaż produktów bogatych w kolagen (można np. pić żelatynę) – ale pamiętajmy, że nie mamy wpływu na to, jak kolagen zostanie wykorzystany w organizmie – nie trafia on bowiem bezpośrednio do stawów czy skóry. Aminokwasy powstałe w wyniku trawienia kolagenu mają za zadanie spowodować budowę kolagenu w miejscu, gdzie jest aktualne na to zapotrzebowanie, na co nie mamy już wpływu.

Bibliografia

• Żelaszczyk D., Waszkielewicz A. i in., Kolagen - struktura oraz zastosowanie w kosmetologii i medycynie estetycznej, Estetol Med Kosmetol 2012; 2(1), s. 14-19.

• Kaczyński K., Ignaciuk A., Kolagen i jego rola w organizmie człowieka, Food-Forum, 4(20)/2017, s.: 70-73.

• Sobolewski K., Kolagen – podstawowe białko organizmu ludzkiego, Roczniki Naukowe Wyższej szkoły Wychowania Fizycznego i Turystyki, 2006.

• Banaś M., Pietrucha K., Typy i struktura białka kolagenowego, Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej, Chemia spożywcza i biotechnologia 2009; Zeszyt 73, nr 1053.