Kollageen

Paigutus ja funktsioon

Kollageen on valk, mis strukturaalse valgina moodustab olulise osa side- ja tugikoest. Sellest lähtuvalt esineb see enamikus meie keha organites. Kollageen on üks kiudainevalkudest ja sellel on spetsiifiline anatoomiline struktuur, nii et selle tulemuseks on stabiilne valk. Kollageeni molekulil on põhistruktuur, mis koosneb kolmest polüpeptiidahelast. Need on omavahel ühendatud valgud, mis koosnevad kuni 1000 individuaalsest aminohappest, mis on valkude väikseim ühik.

Esmalt toodetakse rakkudes kollageeni prekursori sünteesi. Kolm valguahelat paiknevad koos ja keerduvad üksteise ümber. Nad moodustavad päripäeva pöörleva põhistruktuuri, mille tulemuseks on umbes 300 nm pikkune ja 1,5 nm paksune kollageenimolekul. Seda paigutust nimetatakse kolmikheeliksiks ja see moodustab kollageeni eelkäija. Kollageeni edasine tootmine toimub nüüd väljaspool rakku. Teatud ensüümid katkestasid selle prokollageeni peptiidid otstes. Nüüd saavad üksikud kolmikheelikud paikneda paralleelselt ja moodustada ristisildu. See tähendab, et kolleegi molekulid võrgustuvad üksteisega ja moodustavad seega stabiilse ja seotud raamistiku.

Valgusmikroskoobis näete tüüpilist horisontaalset vööndit, mis on tingitud asjaolust, et kolleegide molekulid asuvad fibrillide moodustamiseks ja otsad kattuvad. Mitmed fibrillid moodustavad lõpuks kollageenikiu. Seejärel seovad veemolekulid valmis kollageeni, mis tähendab, et kollageenis on alati kõrge veesisaldus. Erinevate peptiidahelate kokkupanek loob erinevad kolmikheelikad. Seetõttu eristatakse erinevaid kollageenitüüpe, mida tavaliselt nummerdatakse järjestikku, näiteks 1. tüüpi, 2. või 3. tüüpi kollageeni.

Kollageeni tüübid esinevad meie keha erinevat tüüpi kudedes erinevalt. Üldiselt leidub kollageeni nahas, luudes, kiu kõhres, kõõlustes, sidemetes, hammastes, lihaste nahas ja silmades. Sisaldatud kollageen annab neile struktuuridele vajaliku tugevuse ja stabiilsuse. Nende väga elastsete omaduste tõttu on luud, kõhred ja kõõlused rebenemiskindlad, kuid ka elastsed.

Luudes ja hammastes osaleb see ka mineraliseerumises, luude ja hambaemaili kogunemises ning on sealse ainevahetuse oluline osa. Meie keha organid on tavaliselt suletud kapsli ja rasvkoega. Kollageen moodustab ka pinnakihte ja paikneb enamasti sidekoes. Elundid eraldatakse seeläbi üksteisest, kuid jäävad oma asendis paindlikuks. Seetõttu on kollageen seotud ka meie organite polsterduse ja elastsusega ning võtab koos rasvkoega kaitsefunktsiooni.

Kollageen nahas

Väga suur osa kollageeni asub nahas, kus see täidab olulist tugifunktsiooni nahakihtidele ja külgnevale sidekoele. Valguna on kollageenil vett siduvat omadust, mis hoiab naha pingul. Kollageeni erilise struktuuri tõttu on kollageenid väga elastsed, mis tähendab, et ka nahk on väga elastne ja painduv. Kui oluline on selle jaoks kollageen Naha tugevus näidatakse siis, kui kollageeni sisaldus väheneb aeglaselt umbes 20ndate keskpaigast.

Vähehaaval ilmuvad esimesed kortsud, mis on seotud naha kollageeni lagunemisega. Seejärel kaotab nahk elastsuse ja variseb. Enda kollageeni tootmine väheneb märkimisväärselt, mistõttu erinevad Kosmeetikatooted kreemide või kollageeni ehitusplokkide, näiteks valkude ja aminohapete kujul, proovivad kollageenipadi väljastpoolt täita. Kollageeni sisaldavad kreemid või otse nahasüstid peaksid kortse uuesti siluma ja naha näo tihedamaks muutma. Kuna kollageen seob vett, peaks nahk kohe pärast süstimisprotseduuri muutma kindlamaks ja värskemaks.

Kollageeni tüübid

1. tüüp

Kollageeni osas eristatakse eri tüüpe, mis moodustavad erinevates elundites erineva osa. I tüüpi kollageen on umbes 300 nm pikk ja moodustab tihedalt pakitud kollageenifibrillide tüüpilise struktuuri, mille paksus võib olla vahemikus 50 kuni 200 nm. Koguse osas on inimese kehas kõige levinum 1. tüüpi kollageen. See tüüp on eriti levinud nahas, sidekoes, kõõlustes, luudes, lihaste fastsias ja sarvkesta. Mainitud struktuurides on kollageen rakuvälises maatriksis, mis tähendab, et kollageen ümbritseb üksikuid rakke nahas, luudes ja kõõlustes.

Kollageenis vett hoides omandavad elundid mehaanilise tugevuse. Naha ja kõõluste kõrge 1. tüüpi kollageeni sisaldus muudab need eriti tugevaks ja elastseks. Kolleegide osakaal tagab erinevate struktuuride vajaliku survetugevuse ja tugevuse.

Üks kõige tuntumaid 1. tüüpi kollageeni sünteesi häireid on Osteogenees imperfecta. See on Klaaskeha luuhaigus, luude moodustumise pärilik defekt. Selle tulemusel toodetakse liiga vähe kollageeni ning luu on vähem stabiilne ja vetruv. Sõltuvalt haiguse tõsidusest võib see olla erinev. Astuge patsiendi juurde iseeneslikud ja sagedased luumurrud peal. Samuti võivad tekkida kolju ja selgroo deformatsioonid. Lisaks ei kasva patsiendid tavaliselt väga pikaks, kuna haigus mõjutab kogu luukasvu.

2. tüüp

2. tüüpi kollageen, nagu tüüp 1, on ka fibrille moodustav kollageen. Pikkuse osas on kaks tüüpi väga sarnased. 2. tüüp on umbes 300 nm pikk, kuid tavaliselt on see õhem kui 1. tüüpi kollageen. 2. tüüpi kollageen on eriti levinud hüaliini ja elastsuse korral kõhre ees. Hüaliini kõhre joondab keha liigesed ja moodustab liigese ruumi pealmise kihi.

Elastne kõhre tekib näiteks aurikul, kõrvakanalil ja ka kopsude väikestes bronhides. Kui 1. tüüpi kollageenil on tihe struktuur, siis 2. tüüpi kollageenikiud asuvad sidekoe erinevates struktuurides lõdvalt. Lisaks kollageenile on ka teisi aineid nagu proteoglükaan ja Hüaluroonhape kõhres. Selle koostise ja vee kogunemise tõttu muutub kõhre survekindlaks, elastseks ja venitatavaks, kuid pole nii stabiilne kui luud.

Hüdrolüsaat

Hüdrolüsaadid on tooted, mis saadakse valkude või valkude lagunemisel. Hüdrolüsaati saab ka kollageenist ensümaatilise lõhustamise (hüdrolüüsi) abil. Need kollageeni valgud saadakse eelistatult 1. tüüpi kollageenist ja neid kasutatakse kui Toidulisandid ära kasutatud. Need sisaldavad suurt osa lühikesi aminohapete ahelaid (peptiide) ja on väga sarnased želatiiniga.

Üks erinevus on see, et kollageeni hüdrolüsaadid ei geelistu ja neid saab vees kergesti lahustada. See on valge lõhnatu ja maitsetu pulber, mida saab kasutada sidumiseks, emulgeerimiseks ja vahustamiseks. Seda pulbrit kasutatakse eriti valgurikastes dieetides ja toidulisandites Sportlik toitumine. See on saadaval pulbrina, mida saab lahustada ja mis täiendab valgu tarbimist intensiivse kehalise aktiivsuse ajal. Seda kasutatakse ka kahjustatud kõhrekoe parandamiseks.

Kollageeni hüdrolüsaadid peaksid stimuleerima kõhre moodustumist ja seega regenereerima kulunud liigesematerjali. Kõhre kulumisega (osteoartriit) patsientidel peaks see parandama valu ja liigeste liikuvust. Kollageenvalgud sisalduvad ka mõnedes kosmeetikatoodetes, kuna need imenduvad kehas hästi, peaksid need suutma tungida naha sügavamatesse kihtidesse ning parandama ja tihendama naha välimust.