Kollageen

Paigutus ja funktsioon

Kollageen on valk, mis struktuurse valguna moodustab olulise osa sidekoest ja toetavast koest. Selle kohaselt esineb seda enamikus meie keha organites. Kollageen on üks kiudvalkudest ja sellel on spetsiifiline anatoomiline struktuur, nii et selle tulemuseks on stabiilne valk. Kollageenimolekulil on põhistruktuur, mis koosneb kolmest polüpeptiidahelast. Need on valgud, mis on kokku seotud ja koosnevad kuni 1000 üksikust aminohappest, mis on väikseim valkude ühik.

Kollageeni eelkäija süntees tekib kõigepealt rakkudes. Kolm valguahelat asuvad koos ja keerlevad üksteise ümber. Need moodustavad päripäeva pöörleva põhistruktuuri, mille tulemuseks on umbes 300 nm pikkune ja 1,5 nm paksune kollageenimolekul. Seda paigutust tuntakse kolmekordse spiraalina ja see moodustab kollageeni eelkäija. Kollageeni edasine tootmine toimub nüüd väljaspool rakku. Teatud ensüümid lõikavad selle prokollageeni otstest peptiidid. Nüüd saab üksikuid kolmekordseid spiraale paigutada paralleelselt ja moodustada ristsildu. See tähendab, et kolleegi molekulid moodustavad üksteisega võrgu ja moodustavad seeläbi stabiilse ja seotud raamistiku.

Valgusmikroskoobis näete tüüpilist horisontaalset triibutamist, mille põhjustab asjaolu, et kolleegide molekulid asetuvad kokku, moodustades fibrille ja otsad kattuvad. Mitmed fibrillid moodustavad lõpuks kollageenkiud. Seejärel seonduvad veemolekulid valmis kollageeniga, mis tähendab, et kollageenil on alati kõrge veesisaldus. Erinevate peptiidahelate kokkupanek loob erinevad kolmekordsed heeliksid. Seetõttu eristatakse erinevat tüüpi kollageeni, mis on tavaliselt nummerdatud järjestikku, näiteks 1., 2. või 3. tüüpi kollageen.

Kollageenitüübid esinevad meie keha erinevat tüüpi kudedes erinevalt. Üldiselt leidub kollageeni nahas, luudes, kiudude kõhredes, kõõlustes, sidemetes, hammastes, lihastes ja silmades. Selles sisalduv kollageen annab neile struktuuridele vajaliku tugevuse ja stabiilsuse. Luud, kõhred ja kõõlused on oma väga elastsete omaduste tõttu rebenemiskindlad, kuid ka painduvad.

Luudes ja hammastes on see seotud ka mineraliseerumisega, luude ja hambaemaili kogunemisega ning on oluline osa sealses ainevahetuses. Meie keha organid on tavaliselt ümbritsetud kapsli ja rasvkoega. Kollageen moodustab ka pinnakihid ja asub enamasti sidekoes. Elundid on seega üksteisest eraldatud, kuid jäävad oma asendis paindlikuks. Kollageen on seetõttu seotud ka meie elundite pehmendamise ja elastsusega ning võtab rasvkoega kaitsefunktsiooni.

Kollageen nahas

Väga suur osa kollageenist on nahas, kus see võtab nahakihtide ja külgneva sidekoe jaoks olulise tugifunktsiooni. Valguna on kollageenil omadus siduda vett, 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 20-ndate aastate keskpaigast langeb kollageeni sisaldus aeglaselt.

Järk-järgult tekivad esimesed kortsud, mis on seotud naha kollageeni lagunemisega. Seejärel kaotab nahk elastsuse ja variseb kokku. Oma kollageeni tootmine väheneb märkimisväärselt, mistõttu erinevad Kosmeetikatooted kreemide või kollageeni ehitusplokkide kujul, nagu valgud ja aminohapped, proovige kollageenipatja täita väljastpoolt. Kollageeni sisaldavad kreemid või otsesed nahasüstid peaksid kortsud uuesti siledaks tegema ja naha kindlamaks muutma. Kuna kollageen seob vett, peaks nahk kohe pärast süstimist uuesti tugevam ja värskem välja nägema.

Kollageeni tüübid

1. tüüp

Kollageeni osas eristatakse erinevaid tüüpe, millest igaüks moodustab erinevates elundites erineva osa. I tüüpi kollageen on umbes 300 nm pikk ja moodustab tihedalt pakitud kollageenfibrillide tüüpilise struktuuri, mille paksus võib olla vahemikus 50 kuni 200 nm. Koguse poolest on inimkehas kõige rohkem 1. tüüpi kollageeni. Seda tüüpi on eriti levinud nahas, sidekoes, kõõlustes, luudes, lihasfaasides ja sarvkestas. Mainitud struktuurides asub kollageen rakuvälises maatriksis, mis tähendab, et kollageen ümbritseb naha, luude ja kõõluste üksikuid rakke.

Vett kollageenis hoides omandavad elundid mehaanilise tugevuse. 1. tüüpi kollageeni kõrge sisaldus nahas ja kõõlustes muudab need eriti tugevaks ja elastseks. Kolleegide osakaal tagab erinevate struktuuride vajaliku survetugevuse ja tugevuse.

1. tüüpi kollageeni sünteesi üks tuntumaid häireid on Osteogenesis imperfecta. See on Klaaskeha luuhaigus, pärilik luu moodustumise defekt. Selle tulemusena toodetakse liiga vähe kollageeni ja luu on vähem stabiilne ja vastupidav. Sõltuvalt haiguse tõsidusest võib see olla erinev. Pange patsiendi pihta spontaansed ja sagedased luumurrud peal. Võib esineda ka kolju ja selgroo deformatsioone. Lisaks ei kasva patsiendid tavaliselt eriti pikaks, kuna see haigus mõjutab kogu luukasvu.

2. tüüp

2. tüüpi kollageen, nagu 1. tüüp, on samuti fibrilli moodustav kollageen. Pikkuse poolest on need kaks tüüpi väga sarnased. 2. tüüp on samuti umbes 300 nm pikk, kuid tavaliselt on see õhem kui 1. tüüpi kollageen. 2. tüüpi kollageen on eriti tavaline hüaliinis ja elastses kõhre ees. Hüaliinikõhr vooderdab keha liigeseid ja moodustab liigesruumi pealmise kihi.

Elastsed kõhred tekivad näiteks aurikulil, kuulmekäigul 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 kõhre. Selle koostise ja vee kogunemise tõttu muutub kõhr rõhukindlaks, elastseks ja venitatavaks, kuid pole nii stabiilne kui luud.

Hüdrolüsaat

Hüdrolüsaadid on valkude või valkude lagunemisel tekkivad tooted. Hüdrolüsaati võib kollageenist saada ka ensümaatilise lõhustamise (hüdrolüüsi) teel. Need kollageenivalgud saadakse eelistatult 1. tüüpi kollageenist ja neid kasutatakse Toidulisandid kasutatud. Need sisaldavad suures osas lühikesi aminohappeahelaid (peptiide) ja on želatiiniga väga sarnased.

Üks erinevus on see, et kollageeni hüdrolüsaadid ei geeli ja neid saab vees kergesti lahustada. See on valge, lõhnatu ja maitsetu pulber, mida saab kasutada sidumiseks, emulgeerimiseks ja vahutamiseks. Seda pulbrit kasutatakse eriti valgurikkas dieedis ja Sporditoitumine. See on saadaval pulbrina, mida saab lahustada ja mis täiendab valgu tarbimist tugeva füüsilise koormuse ajal. Seda kasutatakse ka kahjustatud kõhrekoe parandamiseks.

Kollageeni hüdrolüsaadid on ette nähtud kõhre moodustumise stimuleerimiseks ja seeläbi kulunud liigesematerjali taastamiseks. Kõhre kulumisega (artroos) patsientidel peaks see parandama valu ja liigeste liikuvust. Kollageenivalke leidub ka mõnedes kosmeetikatoodetes, kuna organism imendub need hästi, peaksid nad suutma tungida naha sügavamatesse kihtidesse ning parandada ja pinguldada naha välimust.