Kolagen i jego właściwości zdrowotne

Zarówno problemy związane z biernym układem ruchu, ale także i patologie największego narządu naszego ciała, jakim jest skóra, uzależnione są od obecności w organizmie, pewnego białka zwierzęcego. Związek, o którym mowa to kolagen. Stanowi on niezbędny składnik organizmu, pełniąc w nim szereg funkcji.

Obecność tej struktury zauważyć można w: skórze, ścięgnach, chrząstkach, zębach, kościach czy ścianach naczyń krwionośnych, gdyż stanowi ok. 33% białek organizmu ludzkiego.

Włókno kolagenowe – jak ważne jest dla człowieka?

1. Czym jest kolagen? Podział na typy

Białka kolagenowe stanowią element budowy anatomicznej człowieka. Jest to związek, który posiada odmienną budowę względem białek o budowie alfa-helisy (większość białek w ciele). Włókno kolagenowe jest bardziej rozciągnięte w kierunku osiowym, dzięki czemu posiada specyficzną „luźną” budowę [12].

Na ten moment opisano wiele typów kolagenu, które łączy budowa określana, jako struktura trójhelikalna. Podział na kategorie pozwala, przyporządkować typy kolagenu do poszczególnych tkanek organizmu [1].

Występuje 29 typów kolagenu. Pomimo struktury trójhelikalnej, różnią się one od siebie budową przestrzenną, zawartością oraz lokalizacją w ciele [4].

Każdy z nich ma zdolność wiązania wody, a to właśnie ona warunkuje funkcjonalność kolagenu oraz odpowiada za aktywność biologiczną [1]

2. Funkcje kolagenu

Tabela 1. Rola przykładowych typów kolagenu [4].

Kolagen dzięki swoim właściwościom, odpowiada za proces regeneracji oraz uwodnienia skóry. Jego hydrolizaty przyjmowane doustnie, sprzyjają odbudowie tkanki łącznej (zapalenia stawów, zwyrodnienia). Dzięki zdolności wiązania wody w tkance, pozwala ranom szybciej się goić, tworzy blizny oraz przyczynia się do procesu zrastania kości [4].

Przyjmowanie hydrolizatów doustnych, sprzyja powstawaniu kolagenu endogennego. Dlatego jego suplementacja, jest ważna w przypadku osób obarczonych niedoborami. Świadczyć będą o tym: zwyrodnienia stawów, bóle łączeń kości, mała elastyczność skóry oraz widoczne deformacje dłoni bądź stóp (szczególnie palce). Przyjmowanie kolagenu wykazuje działanie przeciwzapalne, poprzez wpływ na profil cytokin [4,12,13].

Odgrywa ważną rolę w podawaniu niektórych leków. Pozwala na skuteczne przyjmowanie interferonu, gdzie włókno kolagenowe pełni funkcję nośnika [6].

3. Niedobór kolagenu

Postępowe zmniejszanie zawartości kolagenu w tkance łącznej, powoduje wzrost ilości β-miozyny oraz ubytek wody w komórkach. Przyczynia się to, do obkurczania więzadeł stawowych.

Spadek zawartości włókna kolagenowego w organizmie, skutkuje zniszczeniami strukturalnymi układu szkieletowego. Prowadzić to może do występowania schorzeń takich jak np.: żylaki, przepuklina, uszkodzenia zastawki mitralnej, zmiany w zakresie płuc i skóry, zapalenia oraz zwyrodnienia kręgosłupa szyjnego, stawów dłoni czy stawu rzepkowo-udowego [7].

Nieodpowiednia podaż kolagenu do organizmu, powoduje upośledzenie syntezy fibroblastów. Przez co, produkcja składników kolagenu, a w szczególności elastyny i keratyny spada. Powoduje to przyśpieszony proces degradacji skóry. Czego wynikiem są zmarszczki [14].

Z wiekiem, proces syntezy kolagenu endogennego jest utrudniony. Dlatego najczęściej u osób starszych, dochodzić może do zmian struktury naczyń w ciele. Ubytki włókna kolagenowego, z czasem odznaczać się mogą, zmniejszoną ilością wody w warstwie skóry oraz jej widocznym wysuszeniem [9].

4. Źródła w żywności i zalecenia żywieniowe

Do źródeł kolagenu zaliczyć można, przede wszystkim produkty pochodzenia zwierzęcego. W żywności możemy spotkać go pod postacią: galaret, wywarów kostnych oraz wywarów ze skóry, golonki, chrząstki w różnej postaci, galarety owocowej czy salcesonu [4].

Duże zainteresowanie kolagenem, skłoniło przemysł do pozyskiwania go z różnych źródeł. Bardzo dobrym tego przykładem jest ryba. Białko głównie znajduje się w kościach, skórze czy ścięgnach (np. kości i płetwy ryb, odpady rybne (ości, łuski)) [8].

Odpady rybne stanowią bardzo bogate źródło tego związku. Ponad 30% z nich, może zostać wykorzystane do pozyskania włókna. Dziś, często pozyskuje się go również z mięsa rybiego, przykładem, może być mięsień podgrzebieniowy [5].

Kolagen stanowi składnik, z którego produkuje się żelatynę, powszechnie wykorzystywany surowiec w przetwórstwie spożywczym.

Produkty syntetyczne, jako suplementy produkowane specjalnie na potrzeby rynku. Stanowią niekiedy zastępstwo dla naturalnych źródeł kolagenu. Uwzględnianie naturalnych produktów bogatych w kolagen, może znudzić pacjenta, a co gorsze pogorszyć gospodarkę kwasową jego organizm [4].

Organizm ma zdolność syntezy endogennej kolagenu, jednak uwarunkowane jest to zawartością innych składników pokarmowych. Zaliczyć do nich można np.:

Witamina C

Przyjmowanie samego kolagenu, może okazać się nieefektywne względem zdrowia. Przyczyną może być niedobór witaminy C, która przyczynia się nie tylko do biosyntezy kolagenu, ale bierze także aktywny udział w procesie metabolizmu kolagenu [10].

Askorbinian przyczynia się do hydroksylacji reszt aminokwasowych proliny i lizyny, które następnie umożliwiają proces konwersji prokolagenu w właściwy kolagen [15].

Krzem

Do składników mineralnych, włączanych do wspomagania efektywnego działania kolagenu, zalicza się krzem. Stanowi on element, biorący udział w kostnieniu oraz procesie metabolizmu kolagenu [2].

5. Studium przypadku

Opublikowane badania z 2012 roku, wskazują na korzystne efekty przyjmowania kolagenu doustnie. Badanie przeprowadzono na osobach powyżej 50 roku życia, które cierpiały z powodu bólu stawów. Przyjmowanie suplementu kolagenowego w dawce 1200 mg/ dobę przez okres pół roku, przyczyniło się do korzystniejszej odpowiedzi na terapie. Wynik określono, jako poprawę w skali VAS o 20% [16].

Zbadano również grupę sportowców w odniesieniu do bólu obecnego przy mikrourazach chrząstki stawowej. Badania dotyczyło grupy 73 sportowców, którym podawano doustnie kolagen przez okres 6 miesięcy. Potwierdzono, że suplementacja przyczyniła się do obniżenia dolegliwości bólowych związanych z aktywnością fizyczną [17].

Wyniki badań sugerują, że dawka, która wykazuje działanie prozdrowotne wynosi 20 mcg kolagenu typu II. Ilość włókna okazała się wpływać korzystnie względem osób chorujących na zwyrodnienie stawów [11].

6. Podsumowanie i Porady

PORADNIK

1. Kolagen może działać aktywnie w wybranych schorzeniach tkanki łącznej oraz zwalczaniu procesu zapalnego.
2. Dawka 1200 mg dziennie, podawana przez 6 miesięcy stanowi podstawę do oczekiwanego efektu leczniczego [3].
3. Przyjmowanie kolagenu należy wspomagać witaminą C oraz krzemem, które to wspomagają metabolizm włókna kolagenowego oraz warunkują jego aktywność biologiczną.
4. Należy pamiętać, że żelatyna spożywcza dostępna na rynku, stanowi źródło kolagenu. Jednak przyjmowanie go w takiej postaci, może przyczynić się do zaburzeń kwasowości organizmu. Żelatyna to produkt o wysokim potencjale zakwaszającym (PRAL).

Piśmiennictwo

1. Banaś M., Pietrucha K.: Typy i struktura białka kolagenowego. Zeszyty naukowe politechniki łódzkiej. Chemia spożywcza i biotechnologia, z.73, nr 1053, 2009.
2. Białokoz-Kalinowska I., Konstantynowicz J., Abramowicz P., Piotrowska-Jastrzębska J.: Dieta w profilaktyce osteoporozy – zalecenia i kontrowersje. Pediatr. Med. Rodz. 9, (4), 350-356, 2013.
3. Bruyère O, Zegels B, Leonori L, Rabenda V, Janssen A, Bourges C, Reginster JY.: Effect of collagen hydrolysate in articular pain: a 6-month randomized, double-blind, placebo controlled study. Complement Ther Med. 2012 Jun;20(3):124-30.
4. Czubak K., Żbikowska H.: Struktura, funkcja i znaczenie biomedyczne kolagenów. ANN. ACAD. MED. SILES. 2014, 68, 4: 245–254
5. Dąbrowska E., Modzielewska-Kapituła M., Kwiatkowska A., Jankowska B., Cierach M.: Wpływ obróbki cieplnej w środowisku pary wodnej na teksturę, soczystość i rozpuszczalność białek kolagenowych wołowego mięśnia podgrzebieniowego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 6 (73), 209-218, 2010.
6. Dybka K., Walczak P.: Collagen hydrolysates as a new diet supplement. Scientific Bulletin of the Technical University of Lodz: Food Chemistry and Biotechnology 2009; 73: 83–92.
7. Dziak A.: Dysfunkcje stawów kończyn. Acta Clinica, 2, (2), 129-136, 2002.
8. Gorczyca G.: Otrzymywanie i charakterystyka nowych biomateriałów o aktywności przeciwdrobnoustrojowej na bazie chitozanu, kolagenu i żelatyny. Politechnika Gdańska, Wydział chemiczny, Gdańsk, 2015.
9. Igielska-Kalwat J.: Badania wpływu form kosmetycznych na biodostępność wybranych karotenoidów. Praca doktorska. Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Wydział Chemii, Poznań, 2016.
10. Maćkowiak K., Torliński L.: Współczesne poglądy na rolę witaminy c w fizjologii i patologii człowieka. Nowiny Lekarskie, 76, 4, 349-356, 2007.
11. McKown K.M., Carbone L.D., Kaplan S.B., Aelion J.A., Lohr K.M., Cremer M.A., Bustillo J., Gonzalez M., Kaeley G., Steere E.L., Somes G.W., Myers L.K., Seyer J.M., Kang A.H., Postlethwaite A.E.: Lack of efficacy of oral bovine type II collagen added to existing therapy in rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum, Jun;42(6):1204-8, 1999.
12. Sobolewski K.: Kolagen – podstawowe białko organizmu ludzkiego. Roczniki Naukowe Wyższej szkoły wychowania fizycznego i turystyki. 2006.
13. Stančik R., Zvarka J., Kubinec V., Rovensky J.: Kolagen typu I w leczeniu bolesnej choroby zwyrodnieniowej stawów kolanowych.
14. Gauza M., Kubisz L., Przybylski.: Właściwości preparatów kolagenowych ze skór ryb pozyskiwanych metodą kwaśnej hydratacji. Nowiny Lekarskie, 79, 3, 157–162, 2010.
15. Janda K., Kasprzak M., Wolska J.: Witamina C – budowa, właściwości, funkcje i występowanie. Pom J Life Sci, 61, 4, 419–425, 2015.
16. Bruyère O, Zegels B, Leonori L, Rabenda V, Janssen A, Bourges C, Reginster JY. Effect of collagen hydrolysate in articular pain: a 6-month randomized, double-blind, placebo controlled study. Complement Ther Med. 2012 Jun;20(3):124-30.
17. Clark KL, Sebastianelli W, Flechsenhar KR, Aukermann DF, Meza F, Millard RL, Deitch JR, Sherbondy PS, Albert A. 24-Week study on the use of collagen hydrolysate as a dietary supplement in athletes with activityrelated joint pain. Curr Med Res Opin. 2008 May;24(5):1485-96.