Synteza kolagenu to niezmiernie istotny proces biologiczny, w którym organizm wytwarza kolagen – jedno z najważniejszych białek strukturalnych w ciele każdego człowieka. Kolagen odpowiada za elastyczność, jędrność i wytrzymałość takich struktur jak skóra, kości, ścięgna, chrząstki stawowe czy naczynia krwionośne. Jego najwyższą zawartość w tkankach odnotowuje się u dzieci i młodzieży.
Gdzie zachodzi synteza kolagenu?
Synteza kolagenu zachodzi w siateczce śródplazmatycznej szorstkiej, gdzie tworzą się pojedyncze łańcuchy prokolagenu – łańcuchy alfa, posiadające na obu końcach dodatkowe sekwencje aminokwasowe zwane propeptydami. Mówiąc dokładniej, zachodzi głównie w fibroblastach, które są wyspecjalizowanymi komórkami tkanki łącznej. W największych ilościach obecne są w skórze właściwej, ścięgnach, więzadłach i innych strukturach podporowych organizmu. Proces ten jest złożony i przebiega zarówno wewnątrz komórki, jak i poza nią, w przestrzeni międzykomórkowej.
Synteza kolagenu – przebieg
Proces syntezy kolagenu obejmuje szereg etapów, które prowadzą od powstania prokolagenu do dojrzałej formy włókien kolagenowych. Można go przedstawić w następujących krokach:
- najpierw odcinana jest sekwencja sygnałowa nowo powstałego białka;
- następnie dochodzi do hydroksylacji reszt proliny i lizyny (enzymy hydroksylazy przekształcają je odpowiednio w hydroksyprolinę i hydroksylizynę – związki te nadają kolagenowi dużą wytrzymałość i stabilność);
- kolejnym etapem jest glikozylacja wybranych cząsteczek hydroksylizyny, czyli przyłączenie do nich cząsteczek cukrów, takich jak glukoza lub galaktoza.
Tak zmodyfikowane łańcuchy prokolagenu splatają się w potrójną helisę. Propeptydy obecne na końcach cząsteczek pełnią tu ważną funkcję, ponieważ utrzymują rozpuszczalność prokolagenu i zapobiegają jego przedwczesnemu łączeniu się w kolagen wewnątrz komórki.
Następnie prokolagen transportowany jest w pęcherzykach do aparatu Golgiego, gdzie dołączane są łańcuchy oligosacharydowe. Gotowy prokolagen zostaje wydzielony do przestrzeni międzykomórkowej. Tam enzymy proteolityczne odcinają fragmenty końcowe (telopeptydy), w wyniku czego powstaje tropokolagen. Cząsteczki tropokolagenu spontanicznie układają się w uporządkowane struktury włókienkowe, tworząc ostateczną, funkcjonalną postać kolagenu.
Etapy syntezy kolagenu zachodzące wewnątrz komórki można przedstawić w znacznym uproszczeniu następująco:
- transkrypcja genów kolagenu, co zachodzi w jądrze komórkowym;
- synteza łańcuchów polipeptydowych, co zachodzi w siateczce śródplazmatycznej;
- hydroksylacja i glikozylacja aminokwasów;
- tworzenie potrójnej helisy, wskutek której powstaje tropokolagen.
Dalsze etapy przebiegają już poza komórką i są następujące:
- wydzielanie tropokolagenu do przestrzeni międzykomórkowej;
- agregacja włókien kolagenowych (tropokolagen łączy się w większe i dłuższe włókna);
- stabilizacja cząsteczki kolagenu przez enzymy tworzące stabilne i wytrzymałe wiązania krzyżowe.
Kolagen nie jest jednorodnym białkiem. W ludzkim organizmie wyróżnia się obecnie aż 29 różnych typów, z których każdy pełni określone funkcje i występuje w innych tkankach. Synteza kolagenu odbywa się najintensywniej do około 25. roku życia. Po tym czasie zaczyna powoli spadać, co określa się na 1% rocznie, aż do okolic 60. roku życia, gdy ulega całkowitemu zahamowaniu. Wpływa to na pogorszenie kondycji skóry, stawów i wielu innych struktur organizmu.
Co wspiera syntezę kolagenu?
Elementy wpływające korzystnie na syntezę kolagenu to:
- odpowiednio zbilansowana dieta bogata zwłaszcza w witaminę C, ale i cynk, miedź, aminokwasy;
- sen na poziomie około 6-8 godzin, który jest niezbędny dla procesów regeneracji;
- wysokie nawodnienie organizmu na poziomie co najmniej 1,5 l wody dziennie;
- systematyczna aktywność fizyczna, która stymuluje fibroblasty do syntezy kolagenu;
- unikanie czynników ryzyka destrukcji włókien kolagenowych, takich jak palenie papierosów, picie alkoholu, stres, promieniowanie UV, cukier.
Jednocześnie warto suplementować wspomagająco hydrolizowany kolagen, witaminę C oraz kwas hialuronowy, które wspomogą naturalną, wewnątrzustrojową produkcję kolagenu.
Budowa kolagenu
Dojrzała cząsteczka kolagenu ma bardzo charakterystyczną strukturę. Podstawowa jednostka tego białka składa się z trzech lewoskrętnych łańcuchów polipeptydowych, z których każdy zawiera około 1050 aminokwasów. Łańcuchy te oplatają wspólną oś w prawą stronę, tworząc tzw. superhelisę. Taka potrójna helisa jest cechą wspólną wszystkich typów kolagenu i warunkuje jego wyjątkową wytrzymałość mechaniczną.
Istotnym składnikiem kolagenu jest również woda, która warunkuje jego strukturę i aktywność biologiczną. Odpowiednie nawodnienie organizmu ma zatem kluczowe znaczenie nie tylko dla prawidłowej syntezy kolagenu, ale także dla utrzymania jego właściwości w tkankach. Zgodnie z zaleceniami WHO osoba dorosła powinna wypijać średnio około 30 ml wody na każdy kilogram masy ciała dziennie, co wspiera prawidłowe funkcje metaboliczne i strukturalne w całym organizmie.
Polecane produkty:
|
Kolagen naturalny w kapsułkach
Skład produktu to wyłącznie naturalny, rybi kolagen. Dzięki temu jest on aktywny biologicznie, a także bardzo wysokiej wchłanialności. Zobacz więcej... |
|
Kolagen w proszku na stawy, kości i skórę
Kolagen bioalgi zawiera aż 97% hydrolizowanego kolagenu. Jego opatentowana formuła sprawia, że wchłanialność jest na bardzo wysokim poziomie. Wspomaga łagodzenie objawów już istniejących chorób stawów, dodatkowo zapobiegając pojawianiu się nowych. Zobacz więcej... |
Bibliografia
- Morąg M., Burza A., Budowa, właściwości i funkcje kolagenu oraz elastyny w skórze, 2/2017.
- Kaczyński K., Ignaciuk A., Kolagen i jego rola w organizmie człowieka, Food Forum, 4/2017.
- Banaś M., Pietrucha K., Typy i struktura białka kolagenowego, Chemia Spożywcza i Biotechnologia, 73/2009.
