Каждая девушка хочет быть красивой и здоровой. Каждая хочет, чтобы в 35 лет, она выглядела на 20, но откуда берутся морщины? Почему происходит увядание кожи? Во всем этом по большей части замешан коллаген. Что это, как он влияет на наш организм и как увеличить содержание этого вещества в коже, будет рассмотрено ниже.

Что же такое коллаген?

– это прежде всего фибриллярный (нитевидный) белок, по факту, он образует соединяющую ткань всех органов нашего организма и является ее каркасом, основой. Особо важна его роль для такого органа, как кожа, коллаген составляет 70% всего белка, находящегося в ней. Также он входит в состав суставов, связок, мышц и, конечно же, костей.

В коже он находится на 3-м слое наряду с белком эластином, они вместе создают тот каркас кожи, от которого полностью зависит ее внешнее и внутреннее строение, а также качество. Упругость, прочность, и подтянутость также зависит на 90% от коллагена.

Он способен вырабатываться организмом в полном объеме до 25-30 лет, после этого производство его сильно сокращается. Ранее цельные коллагеновые связи теряют былую целостность и эластичность. Во всем организме млекопитающих, процент коллагена составляет до 35%, поэтому можно понять, насколько хуже будет развиваться тело при его недостатке.

Изучив химический состав этого белка, можно узнать, что пропин, содержащийся в нем при участии витамина C окисляется в гидроксипропин, что способствует сохранению и созданию стабильной структуры коллагена, которая придает белку особую прочность. Следовательно, употребление витамина C крайне важно для состояния и качества структуры кожи.

Коллаген в структуре кожи

Как уже было сказано, этот белок составляет 70% структур кожных покровов, отвечая за их качество (упругость, прочность, эластичность). Находится сразу под эпидермисом, в дерме. Нужно учесть, что выработка коллагена после 30 лет снижается на 1-3% в год и следует восполнять этот недостаток наружным или внутренним путем.

Но не только с возрастом человек теряет коллаген, этому есть масса других причин, таких как:

• Активная мимика.
• Курение.
• Психологические стрессы.
• Неправильное питание.
• Употребление алкоголя.
• Попадание на кожу солнечных лучей в больших количествах.
• Загрязненность среды.

Но нужно помнить, что это усугубляет не только количество коллагена, но и его качество, что немаловажно.

Синтез же этого белка осуществляется в фибропластах путем создания пептидных связей из аминокислот (далее АМК), дальнейшей спирализацией и образованием третичной (активной) структуры. При правильной выработке, кожа получает упругость и гладкость.

Нужно пояснить, что морщина – это борозда, в каркасе которой разрушена структура коллагена.

Чем полезен коллаген?

Спирали этого белка позволяют соединительным тканям организма человека оставаться в рабочем состоянии, они обладают настолько хорошей прочностью, что практически не поддаются растяжению.

Основные функции и задачи «белка молодости»:

• Защитная. Защищает ткани тела (например, мышцы) от механических повреждений.
• Восстанавливающая. Регенерирует клетки.
• Опорная. Скрепляет структуры форм органов.
• Обеспечивает эластичность структур.
• Торможение в развитии меланом (это новообразования кожи).
• Стимуляция развития новых клеточных оболочек.

Коллаген является отличным исходным сырьем для строения клеток эпидермиса, связок и суставов. Благодаря этой функции, им часто пользуются бодибилдеры. Но помимо этого, конечно, не стоит недооценивать его в качестве ухода для кожи и волос. Одним важным свойством данного белка является то, что он может связывать молекулы воды (как желатин, являющийся производной коллагена), благодаря этому свойству в кремах, кроме источника аминокислот, он является транспортной системой для жидкости.

Значение коллагена

Коллаген для кожи является чем-то вроде пружин для матраса – помогает возвращаться дерме в исходное положение. Он поддерживает работоспособность слоя эпидермиса, участвует во взаимодействии уровней кожи.

Коллаген – основной элемент, восстанавливающий поврежденный участок кожи или мышцы и обновляющий клетки на этом участке. Значение этого белка огромно.

Следствием уменьшения количества белка в организме становятся:

• Потеря эластичности кожи, появление морщин.
• Недомогание и частые болезни.
• Стремительная утомляемость.
• Периодические боли во всех мышцах тела.
• Истончение и хрупкость сосудов.
• Сильное перенапряжение мышц организма.
• Непреднамеренное понижение активности жизнедеятельности.
• Усугубление среднего состояния организма.
• Ослабление и ломкость костных тканей.
• Латиризм (болезнь).

Как образуется коллаген

Как и у всех белков, образование коллагена происходит из АМК, большую часть данного белка составляют:

• глицин (около 33%);
• пролин (12%);
• аланин (11%);
• глутаминовая кислота (8%) и другие.

Именно эти АМК образуют его первичную структуру.

В нашем организме, коллаген образуется из проколлагена путем разрушения его пептидных связей. Образующийся коллаген имеет 3 субъеденицы, которые спиралевидно закручиваются. Они укладываются так, что трехспиральная структура не имеет ограниченных размеров, ничем не прерывается.

Синтез коллагена конкретно в коже включает в себя 8 этапов (5 в фибропластах, 3 внеклеточно). На синтез огромное влияние оказывают гормоны надпочечников и витамин C.

Внутри клетки

• Первый этап. Синтезирование препроколлагена на рибосомах.
• Второй этап. Образование проколлагена на ЭПС фибропласта.
• Третий этап. Окисление АМК-остатков под действием ферментов и аскорбиновой кислоты.
• Четвертый этап. Перенос таких АМК, как глюкоза и галактоза на проколлаген.
• Пятый этап. Полное формирование молекул.

Вне клетки

• Первый этап. Проникновение тропоколлагена в среду между клетками. Отцепление звеньев.
• Второй этап. Образование нерастворимой молекулы путем «сшивания» концов.
• Третий этап. Соединение молекул второго этапа с образованием нерастяжимых волокон.

Типы и источники коллагена

Коллаген находится в продуктах питания, но, к сожалению, в очень низких концентрациях. Их не хватает, чтобы был заметен какой-либо эффект у человека. Было бы хорошо добавить в свой рацион питания продукты, богатые желатином, но выбор их невелик.

Именно поэтому нужно употреблять БАДы и медицинские препараты, которые в своем составе имеют коллаген. Источником этого белка могут быть, как сухожилия, кожа и суставы КРС (крупного рогатого скота), так и пшеница или дерма рыбы, вследствие чего можно сказать, что коллаген делится на 3 вида (типа), кстати, именно от вида коллагена напрямую зависит его косметическое воздействие.

Животный коллаген

Это самый дешевый вид коллагена, именно поэтому самый распространенный. Именно он используется в недорогостоящей косметике (реже в более дорогой). Этот тип белка получают из верхнего слоя шкур скота.

Тут есть нюансы: этот вид по составу отличается от человеческого, вследствие чего, может не проникнуть в клетки дермы или попросту вызвать аллергию. При должной обработке даже в таком коллагене могут остаться такие полезные вещества, как полисахариды, гиалуроновая кислота и другие.

Особенности

• Аллергичен.
• Плохое проникновение в клетки.
• Малое количество полезных веществ.
• Дешевый.

Морской коллаген

Этот тип коллагена также называют «рыбий» по понятной причине (выработка из кожи морской рыбы). Он очень близок по структуре к белку, вырабатывающемуся в организме человека, поэтому неспособен вызвать привыкания, отлично проникает в клетки, а, главное, – способствует выработке коллагена организмом. Но и здесь есть нюансы: производство возможно только при низких температурах, что усложняет задачу.

Особенности

• Способен вызвать аллергию.
• Хорошее проникновение в клетки.
• Не вызывает привыкания.
• Способствует выработке натурального коллагена.
• Сложности производства (следствие – цена).
• Обязательна стерильность.

Растительный коллаген

Это не совсем коллаген, его производят из протеинов пшеницы, несмотря на это, он включает в себя коллагеносодержащие вещества, которые воздействуют на кожу, улучшая ее упругость и эластичность. Любой коллаген – это белок, но не любой белок – это коллаген, так будет понятнее.

Белок, который получают из пшеницы или других растений, обладает огромной витаминной и вообще пищевой ценностью, но, к сожалению, производство данного типа крайне затратное. Именно поэтому цены на товары с растительным коллагеном кажутся невероятно высокими.

Особенности

• Нельзя назвать коллагеном, но структура схожа.
• Гипоаллергенен.
• Положительно влияет на структуру кожи.
• Хорошо усваивается кожей человека.
• Сложное производство.
• Очень высокая цена.

Коллагеновые продукты:

• Мясо, язык животных, печень.
• Цельнозерновые продукты, содержащие железо, зеленые яблоки.
• Яичный белок (богатый серой).
• Красные овощи.
• Черная смородина, киви, цитрусовые содержат витамин С, помогающий выработке коллагена.

Свойства и структура коллагена

Отличительное свойство коллагена от других белков, находящихся в дерме – это необычный АМК состав. Очень выделяющимся является положение полипептидных цепочек, уникальная электронно-микроскопическая структура, все это показывает неповторимость и незаменимость данного белка.

Важное отличие в АМК-составе – это содержание трети (или 33%, как было сказано выше) глицина, высокое содержание пролина и оксипролина. Это соединение можно качественно определить по содержанию в нем оксилизина и оксипролина.

Структура коллагена, как и всех белков, делится на:

• первичную;
• вторичную;
• третичную;
• четвертичную.

Характерное отличие в первичной структуре от остальных белков – это чередование областей, состоящих из неполярных остатков АМК с областями, состоящими из полярных остатков.

Вторичная и третичная структура не имеют отличительных особенностей, а на четвертичной структуре образуется фибрилла с микромолекулой коллагена.

Вред и побочные действия коллагена

При приеме коллагена в адекватных дозах, он не представляет никакого вреда и никаких побочных последствий. Речь идет именно о качественном коллагене. Также нужно учитывать тип коллагена – некоторые виды его могут вызвать сильную аллергию, поэтому вводить в свою жизнедеятельность коллаген нужно небольшими дозами.

Использование в косметологии

Используют в косметологии его в двух случаях:

• Для стимуляции синтеза коллагена в коже.
• Для технологического применения.

В косметологии применяют разные типы коллагена, но, как уже говорилось, чаще всего используется животный:

• Наружное применение. Входит в состав антивозрастных гелей, кремов, масок. Нужно учитывать, что крупные молекулы не способны проникнуть через роговой слой, поэтому он может на время заполнить микротрещины. Эффект в основном возникает от того, что коллаген гигроскопичен, но учитывая то, что этот эффект лишь поверхностный, нельзя назвать его крайне эффективным. Минус в том, что коллаген создает пленку и не дает жидкости выходить из пор, этот эффект можно сравнить «увлажнением» рук при помощи латексных перчаток. Если в составе есть какие-либо другие полезные вещества, например, микроэлементы, витамины, тогда будет наблюдаться положительное воздействие.
• В виде заполнителей , которые также называют филерами, их применяют для инъекций, контурной пластики, мезотерапии (вместе с гиалуроновой кислотой), выпускаются на основе человеческого коллагена (или бычьего) в виде гелей. Стимулируют выработку собственного коллагена. Увлажнение и эффект от них появляется буквально сразу и наблюдается в течение 6-12 месяцев (в редких случаях чуть более этого срока)
• В биодобавках в разных видах и формах выпуска (капсулы, порошки и др.)

Применение коллагена в медицине

В основном, конечно, он используется в качестве БАДов для улучшения структуры кожи, волос, сухожилий, но после появления коллагена из кожи карповых рыб, его использование перешло на новый уровень. Данный белок наиболее близок к природному человеческому. Он способен сохранять свою белковую структуру вне(!) организма в среде, температура которой ниже +28 градусов, без использования консервантов.

Данный коллаген способен:

• улучшить иммунную систему человека;
• замедлить старение;
• снизить биологический возраст;
• вывести токсины и многое другое.

Производят также отдельно препараты для наружного применения в виде кремов и гелей, которые нужны для укрепления суставов и связок и, конечно, для косметических целей, о которых было рассказано выше.

Гидролизированный (активный) коллаген показан при занятиях спортом, а также в послеоперационный период.

Как восстановить собственный коллаген кожи

Стимуляция данного процесса происходит несколькими путями:

• Аппаратные методики (такие, как ультразвуковой или алмазный пилинг, лазерная дермабразия, миостимуляция, термолифтинг, электропорация и множество других процедур).
• При помощи контурной пластики и мезотерапии (при помощи инъекций с витаминно-белковыми комплексами или гиалуроновой кислоты).
• Микронидлинг (происходит при помощи мезороллера, возможен, как у косметолога, или в клинике, так и в домашних условиях).
• Употребление БАДов с содержанием белков, витаминов (в частности витамина С), аминокислот, которые стимулируют выработку коллагена.
• Диеты с повышенным содержанием продуктов, богатых аминокислотами, витаминами, минералами, а также , в этих диетах должны присутствовать яйца (желток), крупы, жирная рыба, цитрусовые, овощи. Нужно заметить, что многие из этих продуктов могут повысить уровень эстрогенов.
• Принятие растительных гормональных препаратов (эстроген, тестостерон). Не принимать без консультации с врачом.

При ведении здорового образа жизни, использовании косметологических методов, даже в старости можно сохранить красоту и ухоженность внешнего вида. Наиболее эффективный метод – это коллагеновые инъекции, они не только сохраняют упругость и эластичность кожи, но и помогают убрать уже имеющиеся морщины.

Если вы решились на инъекцию в клинике, то обязательно нужно провести пробное тестирование, которое клиника должна организовать сама. Раз в 2 недели в область предплечья вводится доза коллагена, если аллергической реакции после 4 процедур наблюдаться не будет, то можно делать инъекции. Это нужно для того, чтобы определить, вызывает ли у вас аллергию животный коллаген.

Помимо косметологических процедур, нужно не забывать употреблять больше шиповника, киви и цитрусовых для повышения уровня витамина С.

Вывод

Коллаген – самый важный белок в нашем организме, к его недостатку нужно относиться с трепетом. Употреблять правильные продукты и ухаживать правильной косметикой. Нужно исключить вредные факторы среды, это может помочь сохранить красивую и эластичную кожу до самой старости, а также сохранить на высоком уровне состояние костей и сухожилий. Нужно употреблять биологически активные добавки, особенно это важно при ведении активного образа жизни и занятиях спортом.

Не нужно пренебрегать такой важной вещью, как «белком молодости», ведь такие выражения – это правда. Самое важное – это определить, есть ли у вас аллергия на что-либо, тогда даже в пожилом возрасте, можно выглядеть отлично. Коллаген –самый важный элемент здоровья человека.

Хелен Берман, Вилеайнур Рамачандран работали над строением мономера коллагена.

Несколько противоречащих друг другу моделей (несмотря на известную структуру каждой отдельной пептидной цепи) дали дорогу для создания троично-спиральной модели, объяснившей четвертичную структуру молекулы коллагена.

Свойства

Коллаген существует в нескольких формах. Основная структура всех типов коллагена является схожей. Коллагеновые волокна образуются путём агрегации микрофибрилл, имеют розовый цвет при окраске гематоксилином и эозином и голубой или зелёный при различных треххромных окрасках, при импрегнации серебром окрашиваются в буро-жёлтый цвет.

Фибриллярная структура

Тропоколлаген (структурные единицы коллагена) спонтанно объединяются, прикрепляясь друг к другу смещенными на определённое расстояние концами, образуя в межклеточном веществе более крупные структуры. В фибриллярных коллагенах молекулы смещены относительно друг друга примерно на 67нм (единица, которая обозначается буквой «D» и меняется в зависимости от состояния гидратации вещества). В целом каждый D -период содержит четыре целых и часть пятой молекулы коллагена. Величина 300 нм, поделенная на 67 нм (300:67) не дают целого числа и длина молекулы коллагена разделена на непостоянные по величине отрезки D. Следовательно, в разрезе каждого повтора D -периода микрофибриллы есть часть, состоящая из пяти молекул называемая «перекрытие», и часть, состоящая из четырёх молекул - «разрыв». Тропоколлагены к тому же скомпонованы в шестиугольную или псевдошестиугольную (в поперечном разрезе) конструкцию, в каждой области «перекрытия» и «разрыва».

Внутри тропоколлагенов существует ковалентная связь между цепями, а также некоторое непостоянное количество данных связей между самими тропоколагеновыми спиралями, образующими хорошо организованные структуры (например, фибриллы). Более толстые пучки фибрилл формируются с помощью белков нескольких других классов, включая другие типы коллагенов, гликопротеины , протеогликаны, использующихся для формирования различных типов тканей из разных комбинаций одних и тех же основных белков. Нерастворимость коллагена была препятствием к изучению мономера коллагена, до того момента как было обнаружено, что возможно извлечь тропоколлаген молодого животного, поскольку он ещё не образовал сильных связей с другими субъединицами фибриллы. Тем не менее, усовершествование микроскопов и рентгеновских аппаратов облегчили исследования, появлялось все больше подробных изображений структуры молекулы коллагена. Эти поздние открытия очень важны для лучшего понимания того, как структура коллагена влияет на связи между клетками и межклеточным веществом , как ткани меняются во время роста и регенерации , как они меняются во время эмбрионального развития и при патологии .

Коллагеновая фибрилла - это полукристаллическая структурная единица коллагена. Коллагеновые волокна - это пучки фибрилл.

Использование

Пищевая промышленность

С точки зрения питания, коллаген и желатин являются белками низкого качества, так как они не содержат всех незаменимых аминокислот , необходимых человеку - это неполноценные белки. Производители основанных на коллагене пищевых добавок утверждают, что их продукты могут улучшить качество кожи и ногтей, а также здоровье суставов.

Относительно дешёвые, часто предлагаемые сегодня на рынке под видом источника свободных аминокислот гидролизаты коллагена не всегда способны удовлетворить потребности человека в свободных аминокислотах, так как эти продукты не содержат готовые к усвоению аминокислоты, а является лишь частично “переваренными” экстрактами суставных тканей млекопитающих, птиц или обитателей моря. Например, гидролизаты коллагена почти полностью лишены аминокислоты L-глютамина , не отличающейся стойкостью к термическому воздействию и долгому хранению сырья, большая часть глютамина и разрушается уже на первых этапах хранения и переработки сырья, имеющийся небольшой остаток практически полностью распадается во время термической экстракции хрящевой ткани.

Наиболее качественными источниками аминокислот являются препараты, содержащие так называемые “свободные аминокислоты”. Так как именно свободные аминокислоты являются практически готовыми к усвоению, организму принимающего человека не нужно тратить время, пищеварительные ферменты и энергию на их переваривание. Они способны в кратчайшие сроки поступить в кровь, и будучи доставленными ею к местам, нуждающимся в дополнительном синтезе коллагена, тут же включаются в его формирование.

Косметические средства

1. Образования воздухопроницаемого, влагоудерживающго слоя на поверхности кожи, обладающего пластифицирующими (разглаживающими) свойствами, со свойствами влажного компресса;
2. Пролонгирования действия экстрактов, масел и др. в составе косметических композиций;
3. Придания блеска волосам, создания коллагенового (защитного) слоя на поверхности волос.

Научные исследования

В 2005 году учёным удалось выделить коллаген из сохранившихся мягких тканей тираннозавра и использовать его химический состав как ещё одно доказательство родства динозавров с современными птицами .

Научные исследования в медицине

Синтез коллагена - сложный ферментативный многостадийный процесс, который должен быть обеспечен достаточным количеством витаминов и минеральных элементов. Синтез протекает в фибробласте и ряд стадий вне фибробласта. Важный момент в синтезе - реакции гидроксилирования, которые открывают путь дальнейшим модификациям, необходимым для созревания коллагена. Катализируют реакции гидроксилирования специфические ферменты. Так, образование 4-оксипролина катализирует пролингидроксилаза, в активном центре которой находится железо. Фермент активен в том случае, если железо находится в двухвалентной форме, что обеспечивается аскорбиновой кислотой (витамин С). Дефицит аскорбиновой кислоты нарушает процесс гидроксилирования, что влияет на дальнейшие стадии синтеза коллагена- гликозилирование, отщепление N- и С-концевых пептидов и др. В результате синтезируется аномальный коллаген, более рыхлый. Эти изменения лежат в основе развития цинги .

Типы коллагена

В настоящее время описано 28 типов коллагена, которые кодируются более чем 40 генами. Они отличаются друг от друга по аминокислотной последовательности, а также по степени модификации - интенсивности гидроксилирования или гликозилирования. Общим для всех коллагенов является существование 1 или более доменов, содержащих тройную спираль и присутствие их во внеклеточном матриксе. Более 90 % всего коллагена высших организмов приходится на коллагены I, II,III и IV типов.

Кроме белков коллагенов существует множество белков, содержащих в своей структуре домен с тройной коллагеновой спиралью. И, тем не менее, они не позиционируются как коллагены, а только как «коллагено-подобные». К большой группе коллагено-подобных белков относятся подкомпонент C1q комплемента, C1q подобный фактор, адипонектин, колектины и фиколины, концевая структура ацетилхолинестаразы, три макрофаговых рецептора, эктодисплазин и EMILIN. Эти белки, так же как и коллагены, играют структурную и регуляторную роль.
Коллаген первого типа, самый архетипичный, является тримерным белком, собирающимся в тройные спирали без разрывов, самособирающимся в фибриллы и обладающим наибольшей механической прочностью. Между тем, все остальные коллагены отличаются от него в одном или нескольких аспектах. Некоторые коллагены имеют разрывы в тройной спирали и не обязательно собираются в фибриллы.

Медицинские аспекты

Нарушения синтеза коллагена лежат в основе таких наследственных заболеваний , как дерматоспораксис у животных, латиризм (характерна разболтанность суставов , привычные вывихи), синдром Элерса-Данлоса (до 14 типов проявлений), несовершенный остеогенез (болезнь "стеклянного человека", врожденный рахит , врожденная ломкость костей), болезнь Марфана .

Характерным проявлением этих заболеваний является повреждение связочного аппарата, хрящей , костной системы , наличие пороков сердечных клапанов.

Болезни коллагена, в том числе так называемые коллагенозы, возникают из-за множества причин. Это может быть из-за мутации в гене, приводящей к изменению формы коллагеновой молекулы, или ошибки в пострансляционной модификации коллагена. Также болезни могут быть вызваны недостатком или «неправильной работой» ферментов, вовлеченных в биосинтез коллагена - дефицит ферментов гидроксилирования (пролин-, лизингидроксилазы), гликозилтрансфераз, N-проколлагеновой и С-проколлагеновой пептидаз, лизилоксидаз с последующим нарушением поперечных сшивок, дефицит меди, витаминов В6 , . При приобретённых болезнях, таких как цинга, восстановление баланса ферментов до нормального может привести к полному излечению.

Практически любая генная мутация, ведет к утрате или изменению функций коллагена, что, в свою очередь, отражается на свойствах тканей и органов. Генные мутации в коллагеновом домене могут привести к изменению формы тройной спирали, путём вставки/делеции аминокислоты или замены Gly на другое основание. Мутации в неколлагеновых доменах могут привести к неправильной сборке α-цепей в надмолекулярные структуры (фибриллы или сети), что также ведет к утрате функций. Мутантные a-цепи способны образовывать трех-спиральный комплекс с нормальными a-цепями. В большинстве случаев, такие комплексы не стабильны и быстро разрушаются, однако такая молекула может и нормально выполнять свою роль, если не затронуты функционально важные области. Большинство болезней, вызванных мутациями в коллагеновых генах, являются доминантными.

Примечания

Ссылки

• Коллаген - статья из Большой советской энциклопедии

КОЛЛАГЕН

Функция межклеточного матрикса

Химический состав межклеточного матрикса

МЕЖКЛЕТОЧНЫЙ МАТРИКС

Межклеточный матрикс - это надмолекулярный комплекс, образованный сложной сетью связанных между собой макромолекул.

В организме межклеточный матрикс формирует такие высокоспециализированные структуры, как хрящ, сухожилия, базальные мембраны, а также (при вторичном отложении фосфата кальция) кости и зубы. Эти структуры различаются между собой как по молекулярному составу, так и по способам организации основных компонентов (белков и полисахаридов) в различных формах межклеточного матрикса.

В состав межклеточного матрикса входят: 1). Коллагеновые иэластиновые волокна . Они придают ткани механическую прочность, препятствуя ее растяжению; 2). аморфное вещество в виде ГАГ и протеогликанов. Оно удерживает воду и минеральные вещества, препятствует сдавливанию ткани; 3). неколлагеновые структурные белки - фибронектин, ламинин, тенасцин, остеонектин и др. Кроме того, в межклеточном матриксе может присутствовать минеральный компонент - в костях и зубах: гидроксиапатит, фосфаты кальция, магния и т.д. Он придает механическую прочность костям, зубам, создает запас в организме кальция, магния, натрия, фосфора.

Межклеточный матрикс выполняет в организме разнообразные функции:

· образует каркас органов и тканей;

· является универсальным «биологическим» клеем;

· участвует в регуляции водно-солевого обмена;

· образует высокоспециализированные структуры (кости, зубы, хрящи, сухожилия, базальные мембраны).

· окружая клетки, влияет на их прикрепление, развитие, пролиферацию, организацию и метаболизм.

Коллаген - фибриллярный белок, основной структурный компонент межклеточного матрикса. Коллаген обладает огромной прочностью (Коллаген прочнее стальной проволоки того же сечения, он может выдерживать нагрузку в 10000 раз большую собственного веса) и практически не растяжим. Это самый распространенный белок организма, на него приходиться от 25 до 33% общего количества белка в организме, т.е. 6% массы тела. Около 50% всех коллагеновых белков содержится в тканях скелета, около 40% - в коже и 10% - в строме внутренних органов.

Под коллагеном понимают два вещества: тропоколлаген и проколлаген.

Молекула тропоколлагена состоит из 3 α-цепей. Известно около 30 видов α-цепей, отличающихся между собой аминокислотным составом. Большинство α-цепей содержит около 1000АК. В тропоколлагене содержится 33% глицина, 25% пролина и 4-оксипролина, 11% аланина, есть гидроксилизин, мало гистидина, метионина и тирозина, нет цистеина и триптофана.

· Первичная структура α-цепей состоит из повторяющейся аминокислотной последовательности: Глицин-X-Y . В X положении чаще всего находиться пролин, а в Y – 4-оксипролин или 5-оксилизин.

· Пространственная структура α-цепи представлена левозакрученной спиралью в витке которой находиться 3 АК.

· 3 α-цепи скручиваются друг с другом в правозакрученную суперспираль тропоколлагена . Она стабилизируется водородными связями, радикалы АК направлены наружу.

Молекула проколлагена устроена также как и тропоколлагена, но на ее концах находятся С- и N-пропептиды, образующие глобулы. N-концевой пропептид состоит из 100АК, С-концевой пропептид – из 250АК. С- и N-Протеопептиды содержат цистеин, который через дисульфидные мостики образует глобулярную структуру.

Коллаген - фибриллярный белок, составляющий основу соединительной ткани организма (сухожилие, кость, дерма и т.п.) и обеспечивающий её прочность и эластичность. Это основной компонент соединительной ткани и самый распространённый белок у млекопитающих, составляющий в человеческом организме 35% белка тела и 70% белка кожи. Именно поэтому внешний вид нашей кожи так зависим от количества коллагена в организме. Существование разновидностей волокнистой соединительной ткани: рыхлой и плотной (оформленной и неоформленной) во многом объясняется наличием всевозможных комбинаций различных типов коллагена, молекулы которых кодируются почти 20 генами.

Функции, которые выполняет «белок молодости»

Благодаря спиралям коллагена ткани человеческого организма находятся в рабочем состоянии. Они прочны, и их непросто растянуть. К тому же этот белок обладает рядом функций, без которых жизнедеятельность дермы трудно представить:

— Защитная. Бережет дерму от механического повреждения.
— Регенерирующая. Восстанавливает структуру внутри клеток.
— Опорная. Склеивает между собой структуры форм органов.Пластичная. Делает кожный покров упругим и эластичным.
— Противоопухолевая. Предупреждает развитие различных новообразований.
— Обновляющая. Активизирует процессы обновления клеток.

Синтез коллагена
Синтез коллагена - сложный ферментативный многостадийный процесс, который должен быть обеспечен достаточным количеством витаминов и минеральных элементов. Синтез протекает в фибробласте и ряд стадий вне фибробласта. Важный момент в синтезе - реакции гидроксилирования, которые открывают путь дальнейшим модификациям, необходимым для созревания коллагена. Катализируют (ускоряют) реакции гидроксилирования специфические ферменты. Так, образование 4-оксипролина катализирует пролингидроксилаза, в активном центре которой находится железо. Фермент активен в том случае, если железо находится в двухвалентной форме, что обеспечивается аскорбиновой кислотой (витамин С). Дефицит аскорбиновой кислоты нарушает процесс гидроксилирования, что влияет на дальнейшие стадии синтеза коллагена: гликозилирование, отщепление N- и С-концевых пептидов и др. В результате синтезируется аномальный коллаген, более рыхлый. Эти изменения лежат в основе развития цинги. Коллаген и эластин формируют своеобразную «основу» кожи, которая предотвращает её обвисание, обеспечивает её эластичность и упругость. Эластин как белок прекращает выработку ферментов человека в 14 лет, а коллаген в 21-25, после чего кожные покровы не восстанавливаются и кожа стареет.

По строению коллаген принято разделять на 4 группы.
1. Фибриллярныйколлаген
К фибриллярным коллагенам относят коллагены I, II, III, V и XI типов. Наиболее распространенными являются коллаген I (основной компонент кожи, связок, сухожилий, костей, а также склеры и роговицы глаза) и коллаген II, составляющий каркас матрикса хрящевой ткани.
В ткани коллаген присутствует в виде микрофибрилл диаметром 3-5 нм, которые состоят из 5 макромолекул тропоколлагена, располагающихся параллельно со сдвигом по отношению друг к другу примерно на 1/2 длины молекулы.
2. Сетевидный коллаген
К сетевидным коллагенам относится коллаген IV типа, образующий опорную сеть базальных мембран. Четыре длинных и гибких молекулы коллагена IV связаны антипараллельно, образуя сетчатую структуру.
3. Нитевидный коллаген
Молекулы коллагена VI типа группируются в тетрамеры, тесно прилежащие друг к другу. Предполагается, что такие структуры, найденные во многих тканях, выравнивают большие фибриллы коллагена I типа.
4. Связанные с фибриллами коллагены

Коллагены IX, XII, XIV типов не образуют собственных структур, но декорируют поверхность фибриллярных коллагенов, обеспечивая взаимодействие коллагена с другими компонентами матрикса. Такие коллагены состоят из нескольких спиральных доменов, разделенных глобулярными доменами.
Не все типы коллагенов подпадают под выше приведенную классификацию, например, микрофибриллярный коллаген VII. Для многих из нерассмотренных типов коллагена известна только последовательность ДНК, а структура неизвестна.
Более 90 % всего коллагена высших организмов приходится на коллагены I, II,III и IV типов.

Распределение коллагенового волокна по толщине в тканях
Распределение коллагенового волокна по толщине является одним из важнейших факторов, определяющих механические свойства тканей.
Так, устойчивость к пластическим деформациям на изгиб и кручение прямо связано с долей фибрилл, т.е. волокон, малого диаметра, что объясняется значительным взаимодействием фибрилл с остальными компонентами матрикса. В то же время фибриллы большого диаметра способны противостоять высоким нагрузкам на растяжение, что связано с увеличением количества межмолекулярных сшивок. Фибриллы, оси которых лежат в направлении приложенной нагрузки, обеспечивают растяжимость и предел прочности при напряжении ткани. Соответственно, ориентация фибрилл друг относительно друга отличается в различных тканях. Например, в связках фибриллы расположены по направлению продольной оси, в коже и роговице - наблюдаются коллагеновые слои с одинаковой ориентацией фибрилл внутри слоя.
Для образования коллагеновых волокон достаточной прочности необходимо наличие системы внутри- и межмолекулярных поперечных связей. Лишь после завершения формирования этих ковалентных связей достигается стабилизация коллагеновых структур.
Образование поперечных связей осуществляется двумя путями - ферментативным и неферментативным (гликация) .

1. Ферментативный механизм
На этом пути на первой стадии в присутствии медь-содержащего фермента происходит окисление терминальных остатков аминокислот лизина и гидроксилизина до альдегидной группы (альлизил). Затем эти группировки вступают в реакции конденсации с немодифицированной аминогруппой лизина либо гидроксилизина, в результате чего образуются незрелые восстановимые (то есть содержащие двойные связи) бифункциональные сшивки, встречающиеся в соединительной ткани молодых животных. Детальное химическое строение и дальнейшие модификации этих сшивок определяется типом ткани. Так, в коже образуются зрелыми и невосстановимыми сшивки. После образования зрелых сшивок коллаген становится нерастворимым в воде и кислотах.

2. Неферментативная гликация
Скорость ремоделирования коллагенового волокна в организме очень мала. По оценкам, время полупревращения коллагена составляет более 100 лет и гликация играет ключевую роль в патогенезе и при старении организма. Полное описание всех химических реакций, приводящих к конечным продуктам гликации (advanced glycation end-products - AGEs) в настоящее время отсутствует.
Хочется отметить, что при воздействии УФ-излучения, инициирующего образование свободных радикалов кислорода увеличивается концентрация AGEs. Накопление AGEs значительно ухудшает свойства соединительной ткани.

В коллагенсодержащих тканях с возрастом это проявляется в уменьшении содержания воды, увеличении жесткости и потере эластичности и увеличении хрупкости. Тенденция потери воды в коже при старении может усиливаться и за счет разрушения протеогликанов, полисахаридные компоненты которых обладают исключительными водоадсорбционными свойствами. Итогом всех перечисленных физико-химических изменений является нарушение функции соединительной ткани. Так, например, при повышении уровня глюкозы крови, характерном симптоме диабета, наблюдается ускоренное протекание гликации со всеми вытекающими последствиями.

На потерю «белка молодости» влияет не только возраст, но и такие факторы, как:

• слишком активная мимика;
• вредные привычки (курение, алкоголь);
• нервно-психологические расстройства (депрессия, стресс);
• несбалансированный рацион;
• длительное воздействие на кожу прямых солнечных лучей;
• негативное состояние окружающей среды;

Эти причины не только замедляют выработку естественного коллагена, но и не самым лучшим образом отражаются на его качестве.

Типы и источники коллагена
Предотвратить увядание кожи помогут косметические средства с «белком молодости» в составе. В косметике используют коллаген трех видов: животный, морской и растительный.
Животный коллаген — самый дешевый вид коллагена, именно поэтому самый распространенный. Именно он используется в недорогостоящей косметике (реже в более дорогой). Этот тип белка получают из верхнего слоя шкур скота. У него есть особенности: этот вид по составу отличается от человеческого, вследствие чего, плохо проникает в клетки дермы или может попросту вызвать аллергию. При должной обработке даже в таком коллагене могут остаться такие полезные вещества, как полисахариды, гиалуроновая кислота и другие, но их количество минимально.
Морской коллаген также называют «рыбий» по понятной причине (выработка из кожи морской рыбы). Он очень близок по структуре к белку, вырабатывающемуся в организме человека, поэтому неспособен вызвать привыкания, отлично проникает в клетки, а, главное, – способствует выработке коллагена организмом. Но и здесь есть нюансы: производство возможно только при низких температурах, что усложняет задачу. Этот тип менее аллергичен, по сравнению с предыдущим, однако возможна индивидуальная непереносимость.
Растительный коллаген — это не совсем коллаген, его производят из протеинов пшеницы, несмотря на это, он включает в себя коллагеносодержащие вещества, которые воздействуют на кожу, улучшая ее упругость и эластичность. Белок, который получают из пшеницы или других растений, богат витаминами, минералами и другими элементами, гипоаллергенен, но, к сожалению, производство данного типа крайне затратное. Именно поэтому цены на товары с растительным коллагеном кажутся невероятно высокими.

Косметологи советуют приобретать косметику с растительным и морским белком, так как первый работает на поверхностном слое, а второй — в глубоких слоях эпидермиса. Не стоит спешить с применением таких средств. Маски с коллагеном следует использовать с 25-30 лет, а кремы и более концентрированные препараты (сыворотки) — не ранее 35 лет.

Коллаген входит в состав косметических средств для:

• Образования воздухопроницаемого, влагоудерживающего слоя на поверхности кожи, обладающего пластифицирующими (разглаживающими) свойствами, со свойствами влажного компресса;
• Продления действия экстрактов, масел и др. в составе косметических композиций;
• Придания блеска волосам, создания коллагенового (защитного) слоя на поверхности волос.

В косметологии применяют разные типы коллагена, но, как уже говорилось, чаще всего используется животный:

• Наружное применение. Входит в состав антивозрастных гелей, кремов, масок. Нужно учитывать, что крупные молекулы не способны проникнуть через роговой слой, поэтому он может на время заполнить микротрещины. Эффект в основном возникает от того, что коллаген гигроскопичен, но учитывая то, что этот эффект лишь поверхностный, нельзя назвать его крайне эффективным. Минус в том, что коллаген создает пленку и не дает жидкости выходить из пор, этот эффект можно сравнить «увлажнением» рук при помощи латексных перчаток. Если в составе есть какие-либо другие полезные вещества, например, микроэлементы, витамины, тогда будет наблюдаться положительное воздействие.
• В виде заполнителей, которые также называют филерами, их применяют для инъекций, контурной пластики, мезотерапии (вместе с гиалуроновой кислотой), выпускаются на основе человеческого коллагена (или бычьего) в виде гелей. Стимулируют выработку собственного коллагена. Увлажнение и эффект от них появляется буквально сразу и наблюдается в течение 6-12 месяцев (в редких случаях чуть более этого срока)
• В биодобавках в разных видах и формах выпуска (капсулы, порошки и др.) .

Также рекомендуется употреблять коллагенсодержащие продукты, например: мясо, язык животных, печень, желатинсодержащие продукты. А также цельнозерновые продукты, зеленые яблоки, содержащие железо, яичный белок (богатый серой), красные овощи. Черная смородина, киви, цитрусовые содержат витамин С, помогающий выработке коллагена.
Вывод: Здоровый образ жизни, сбалансированное питание, правильно подобранная косметика и необходимые салонные процедуры помогут продлить и сохранить молодость кожи, улучшат внешний вид, сделают её упругой и эластичной.
Список использованной литературы:
1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D0%BB%D0%B0%D0%B3%D0%B5%D0%BD
2. «Коллаген - основной белок соединительной ткани», автор Н. Игнатьева, кандидат химических наук, журнал ”Эстетическая медицина» том IV № 3, 2005.
http://skindows.ru/kosmetologiya/morshhiny/kollagen.html

Fibra волокно)

структурные единицы коллагенового волокна, состоящие из белка коллагена.

1. Малая медицинская энциклопедия. - М.: Медицинская энциклопедия. 1991-96 гг. 2. Первая медицинская помощь. - М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994 г. 3. Энциклопедический словарь медицинских терминов. - М.: Советская энциклопедия. - 1982-1984 гг .

Смотреть что такое "Фибриллы коллагена" в других словарях:

- (fibrillae collagenosae, LNH; лат. fibrilla, уменьшительное от fibra волокно) структурные единицы коллагенового волокна состоящие из белка коллагена … Большой медицинский словарь

- (t. prechondralis; лат. prae перед + греч. chondros хрящ; син. Т. протохондральная) Т. зародыша человека, состоящая из хондробластов и тонких прослоек межклеточного вещества, содержащего фибриллы коллагена; из Т. п. образуется хрящевая Т … Большой медицинский словарь

- (textus, LNH) система клеток и неклеточных структур, объединенных общей функцией, строением и (или) происхождением. Ткань грануляционная (granulationes; син.: грануляции, Т. зернистая) соединительная Т., образующаяся при заживлении дефектов ткани … Медицинская энциклопедия

Врождённая дистрофия стромы роговицы … Википедия

Аггрекан белок, также известный как хрящевой специфичный протеогликановый ядерный белок или протеогликановый хондроитинсульфат … Википедия

Коллаген фибриллярный белок, составляющий основу соединительной ткани организма (сухожилие, кость, хр … Википедия

I Кость (os) орган опорно двигательного аппарата, построенный преимущественно из костной ткани. Совокупность К., связанных (прерывно или непрерывно) соединительной тканью, хрящом или костной тканью, образует Скелет. Общее количество К. скелета… … Медицинская энциклопедия

Или ретикулин термин, обозначающий соединительную ткань, состоящую из коллагена III типа. Ретикулярные волокна формируют ретикулин, то есть сеть, которая составляет основу для ряда мягкотканных органов, таких как печень, костный мозг … Википедия