Kolagēns

Izkārtojums un funkcija

Kolagēns ir olbaltumviela, kas kā strukturāls proteīns veido būtisku saistaudu un atbalsta audu daļu. Attiecīgi tas notiek lielākajā daļā mūsu ķermeņa orgānu. Kolagēns ir viens no šķiedrvielu proteīniem, un tam ir īpaša anatomiskā struktūra, lai tā rezultātā iegūtu stabilu olbaltumvielu. Kolagēna molekulai ir pamata struktūra, ko veido trīs polipeptīdu ķēdes. Tie ir savērti proteīni, kas sastāv no līdz 1000 atsevišķām aminoskābēm, kas ir mazākā olbaltumvielu vienība.

Kolagēna priekšgājēja sintēze vispirms tiek ražota šūnās. Trīs olbaltumvielu ķēdes atrodas kopā un savītas ap otru. Tie veido pulksteņa rādītāja virzienā rotējošu pamatstruktūru, kā rezultātā iegūst apmēram 300 nm garu un 1,5 nm biezu kolagēna molekulu. Šis izvietojums ir pazīstams kā trīskāršā spirāle un veido kolagēna priekšteci. Turpmākā kolagēna ražošana tagad notiek ārpus šūnas. Daži fermenti galos no šī prokollagēna atdalīja peptīdus. Tagad atsevišķās trīskāršās helikas var izkārtot paralēli un veidot krustveida tiltus. Tas nozīmē, ka kolēģa molekulas savienojas savā starpā un tādējādi veido stabilu un asociētu sistēmu.

Gaismas mikroskopā var redzēt tipisku horizontālu stiepumu, ko izraisa fakts, ka kolēģu molekulas atrodas kopā, veidojot fibrilus, un gali pārklājas. Vairākas šķiedras galu galā veido kolagēna šķiedru. Tad ūdens molekulas saistās ar gatavo kolagēnu, kas nozīmē, ka kolagēnam vienmēr ir augsts ūdens saturs. Dažādu peptīdu ķēžu montāža rada dažādas trīskāršās heliklas. Tāpēc tiek nošķirti dažādi kolagēna veidi, kurus parasti numurē pēc kārtas, piemēram, 1. tipa kolagēns, 2. tips vai 3. tips.

Kolagēna veidi dažāda veida audos mūsu ķermenī notiek atšķirīgi. Kopumā kolagēns ir atrodams ādā, kaulos, šķiedru skrimšļos, cīpslās, saitēs, zobos, muskuļu ādā un acīs. Sastāvā esošais kolagēns piešķir šīm struktūrām nepieciešamo izturību un stabilitāti. Pateicoties ļoti elastīgajām īpašībām, kauli, skrimšļi un cīpslas ir izturīgi pret asarām, bet arī elastīgi.

Kaulos un zobos tas ir iesaistīts arī mineralizācijā, kaulu un zobu emaljas uzkrāšanā un ir svarīga metabolisma sastāvdaļa tur. Mūsu ķermeņa orgānus parasti norobežo kapsula un taukaudi. Kolagēns veido arī virsmas slāņus un lielākoties atrodas saistaudos. Tādējādi orgāni ir atdalīti viens no otra, bet savā stāvoklī paliek elastīgi. Tāpēc kolagēns ir iesaistīts arī mūsu orgānu amortizācijā un elastībā, un tas veic aizsargājošu funkciju ar taukaudiem.

Kolagēns ādā

Ļoti liela daļa kolagēna atrodas ādā, kur tā veic svarīgu atbalsta funkciju ādas slāņiem un blakus esošajiem saistaudiem. Kā olbaltumvielu kolagēns ir saistošs ūdenim, kas uztur ādu saspringtu. Sakarā ar kolagēna īpašo struktūru, kolagēni ir ļoti elastīgi, kas nozīmē, ka āda ir arī ļoti elastīga un elastīga. Cik svarīgs tam ir kolagēns Ādas tvirtums tiek parādīts, kad kolagēna saturs lēnām samazinās no aptuveni 20. gadu vidus.

Pamazām parādās pirmās grumbas, kas ir saistītas ar kolagēna sadalīšanos ādā. Pēc tam āda zaudē elastību un sabrūk. Paša kolagēna ražošana ievērojami samazinās, tāpēc dažādi Kosmētikas izstrādājumi krēmu vai kolagēna celtniecības bloku veidā, piemēram, olbaltumvielas un aminoskābes, mēģina piepildīt kolagēna spilvenu no ārpuses. Kolagēnu saturošiem krēmiem vai tiešām injekcijām ādā vajadzētu atkal izlīdzināt grumbas un padarīt ādu stingrāku. Tā kā kolagēns saista ūdeni, tūlīt pēc injekcijas ādas ādai vajadzētu izskatīties tvirtākai un svaigai.

Kolagēna veidi

1. tips

Runājot par kolagēnu, tiek nošķirti dažādi veidi, kas dažādos orgānos veido atšķirīgu proporciju. I tipa kolagēns ir aptuveni 300 nm garš un veido tipiski blīvi iesaiņotu kolagēna šķiedru struktūru, kuru biezums var būt no 50 līdz 200 nm. Daudzuma ziņā 1. tipa kolagēns ir visizplatītākais cilvēka ķermenī. Šis tips ir īpaši izplatīts ādā, saistaudos, cīpslās, kaulos, muskuļu fascēs un radzenē. Minētajās struktūrās kolagēns atrodas ārpusšūnu matricā, kas nozīmē, ka kolagēns ieskauj atsevišķas šūnas ādā, kaulos un cīpslās.

Uzglabājot ūdeni kolagēnā, orgāni iegūst mehānisku izturību. Augstais 1. tipa kolagēna saturs ādā un cīpslās padara tos īpaši spēcīgus un elastīgus. Kolēģu īpatsvars nodrošina nepieciešamo dažādu konstrukciju spiedes stiprību un stingrību.

Viens no vispazīstamākajiem 1. tipa kolagēna sintēzes traucējumiem ir Osteoģenēze imperfecta. Tas ir Stiklveida kaulu slimība, iedzimts kaulu veidošanās defekts. Tā rezultātā tiek ražots pārāk maz kolagēna, un kauls ir mazāk stabils un elastīgs. Atkarībā no slimības smaguma tas var būt atšķirīgs. Solis pie pacienta spontāni un bieži lūzumi ieslēgts Var rasties arī galvaskausa un mugurkaula kroplības. Turklāt pacienti parasti neaug ļoti garš, jo slimība ietekmē visu kaulu augšanu.

2. tips

2. tipa kolagēns, tāpat kā 1. tips, ir arī fibrilu veidojošs kolagēns. Garuma ziņā abi veidi ir ļoti līdzīgi. 2. tips ir aptuveni 300 nm garš, taču parasti tas ir plānāks par 1. tipa kolagēnu. 2. tipa kolagēns ir īpaši izplatīts hialīnā un elastīgs skrimslis priekšā. Hialīna skrimšļi savieno ķermeņa locītavas un veido locītavas telpas augšējo slāni.

Elastīgie skrimšļi rodas, piemēram, uz sirds, auss kanāla un arī mazajos plaušu bronhos. Kamēr 1. tipa kolagēnam ir blīva struktūra, 2. tipa kolagēna šķiedras brīvi atrodas dažādās saistaudu struktūrās. Papildus kolagēnam ir arī citas vielas, piemēram, proteoglikāns un Hialuronskābe skrimšļos. Sakarā ar šo sastāvu un ūdens uzkrāšanos skrimšļi kļūst izturīgi pret spiedienu, elastīgi un stiepjas, bet nav tik stabili kā kauli.

Hidrolizāts

Hidrolizāti ir produkti, kas rodas olbaltumvielu vai olbaltumvielu sadalīšanās rezultātā. Hidrolizātu var iegūt arī no kolagēna fermentatīvā šķelšanā (hidrolīzē). Vēlams, lai šos kolagēna proteīnus iegūtu no 1. tipa kolagēna un izmantotu kā Uztura bagātinātāji izmantotas. Tie satur lielu daļu īsu aminoskābju ķēžu (peptīdi) un ir ļoti līdzīgi želatīnam.

Viena atšķirība ir tā, ka kolagēna hidrolizāti neģelējas un tos var viegli izšķīdināt ūdenī. Tas ir balts pulveris bez smaržas un bez garšas, ko var izmantot saistīšanai, emulģēšanai un putošanai. Šis pulveris tiek izmantots īpaši olbaltumvielām bagātās diētās un Sporta uzturs. Tas ir pieejams kā pulveris, ko var izšķīdināt un kas papildina olbaltumvielu uzņemšanu enerģisku fizisko aktivitāšu laikā. To lieto arī bojātu skrimšļa audu labošanai.

Domājams, ka kolagēna hidrolizāti stimulē skrimšļa veidošanos un tādējādi atjauno nodilušo locītavu materiālu. Pacientiem ar skrimšļa nodilumu (osteoartrītu) tam vajadzētu uzlabot locītavu sāpes un kustīgumu. Kolagēna proteīni ir ietverti arī dažos kosmētikas līdzekļos, jo tos labi absorbē ķermenis, tiem jāspēj iekļūt dziļākajos ādas slāņos un uzlabot un nostiprināt ādas izskatu.