Мы часто слышим слово коллаген, но как много мы о нем знаем?
Коллаген является одним из основных ингредиентов различных биологически активных добавок, напитков для красоты и косметических средств. А продукты на его основе
пользуются большой популярностью. И хотя Интернет переполнен информацией о том, что такое коллаген, все же эта информация не всегда является точной и объективной, так как, в основном, исходит от продавцов, которые имеют прямую заинтересованность в реализации своего продукта и, конечно, будут всегда его хвалить.
Этимология слова коллаген
Слово коллаген происходит из греческого языка от слов «κόλλα» — клей и «γέννησε» — рождать. Происхождение этого понятия связано с тем, что еще в Древней Греции, а потом и в Японии варили кожу и кости животных для получения клеящего вещества.
Стоит отметить, что такой клей производят и в наше время. Он называется глютиновым или животным. Фактически это желатин, который образуется при так называемой денатурации коллагена, т.е. при изменении молекул коллагена с потерей их естественных свойств. Для наглядности можно представить себе яичный белок, который при жарке из прозрачного желеобразного вещества превращается в плотную белую субстанцию. Это и есть пример денатурации белка, при которой его частицы теряют свои первоначальные свойства и становятся более крупными.
… желатин, который образуется при так называемой денатурации коллагена, т.е. при изменении молекул коллагена с потерей их естественных свойств
Таким образом, нужно понимать, что желатин — это потерявший свои естественные свойства коллаген.
Коллаген — это белок!
Белок — это полимерные соединения, которые включают в себя около 20 различных аминокислот. Они относятся к важнейшим материалам для формирования и функционирования нашего организма. Одним из видов белка является коллаген.
Примерно 30% всех белков в организме человека — это коллаген. Он образует кожу, связки, суставы, хрящи, стенки кровеносных сосудов и различных органов. Так же он играет важнейшую роль в связывании клеток между собой, их совокупной эластичности и прочности.
Структура коллагена
Коллаген считается «волокном», которое состоит из белка.
Коллагеновые молекулы — это три спирально переплетенные аминокислоты. Соединенные между собой молекулы образуют «волокно», которое является основой кожи, костей и суставов.
На рисунке видно, что коллагеновые волокна в дерме образуют сетку — «подпорку», которая связана с эластином и гиалуроновой кислотой. При этом, коллаген отвечает за ровность и эластичность кожи.
Тропоколлаген, (молекула коллагена), соединяется рядами друг с другом. Размер тропоколлагена составляет около 300 нанометров (примерно 0.0003 мм).
Молекулы коллагена представляют собой «обрезанные» с двух сторон полипептидные цепи. Каждая из них является α-цепью, которая в свою очередь, состоит из повторяющихся в характерной последовательности фрагментов Gly-X-Y, где «Gly» — это глицин. На месте «X» чаще всего находится пролин. На месте «Y» — гидроксипролин. Это и есть основные аминокислоты, которые составляют молекулу коллагена, и, соответственно, коллагеновое «волокно» и сам коллаген.
Как видно, строение кожного покрова и коллагеновых волокон, достаточно сложное. Поэтому, если даже съесть холодец или другие блюда, где содержится коллаген, вряд ли наш организм сможет при помощи пищеварительных ферментов его выделить и усвоить.
Общая роль коллагена в организме
Коллаген составляет около 70% всей сухой массы кожного покрова человека, образуя при этом, как бы «внешнюю оболочку» из кожи.
Так же, коллаген составляет около 25% всей сухой массы костей. Из них, 90% формирует костную матрицу, которая лежит в основе строения кости. Многие считают, что костная ткань — это только кальций. Но не многим известно, что «арматура» кости — это коллаген, а кальций — «бетон». Только их сочетание придает кости известную прочность.
Коллаген имеет животное происхождение
Коллаген — это белок животного происхождения. Именно он, как говорилось выше, составляет основу кожи, костей, суставов. Так же он является основой оболочек большинства внутренних органов.
К животным, в научном плане относятся не только млекопитающие. Биология включает в «царство животных» птиц, рыб и множество других позвоночных и беспозвоночных организмов.
У растений роль коллагена играет целлюлоза. Пищевая целлюлоза часто входит в состав различных биологически активных добавок. Особенно для похудения. Она тоже является «волокном», только в его соединениях находится глюкоза.
Животные — коллаген, белок который состоит из аминокислот
Растения — глюкоза, углевод, который входит в состав целлюлозы.
И коллаген и целлюлоза образуют «волокна», но как видно, это совсем не одно и то же.
Аминокислотный состав коллагена (на примере пептида коллагена I типа)
В аминокислотный состав пептида коллагена I типа входит около 1/4 глицина. А так же, в общей сложности 26% пролина и гидроксипролина.
Аминокислота | Сокращения | Кол-во в % |
---|---|---|
глицин | Gly | 23,3% |
пролин | Pro | 13,7% |
гидроксипролин | Hypro | 12,3% |
Глутаминовая кислота | Glu | 10,0% |
аланин | Ala | 8,4% |
Аргинин | Arg | 7,7% |
Аспарагиновая кислота | Asp | 4,5% |
серин | Ser | 3,4% |
лизин | Lys | 3,3% |
лейцин | лея | 2,6% |
валин | Val | 2,2% |
Треонин | Thr | 1,9% |
Фенилаланин | Phe | 1,6% |
Гидроксилизин | Hylys | 1,5% |
изолейцин | Ile | 1,2% |
Гистидин | его | 0,9% |
метионин | Met | 0,9% |
Тирозин | Tyr | 0,6% |
цистеин | Cys | 0,0% |
Триптофан | Trp | 0,0% |
Важной особенностью коллагена является наличие в полимерной спирали остатков гидроксиаминокислот.
В настоящее время насчитывается около 27 типов коллагена. Они имеют различную аминокислотную последовательность в своей структуре. Однако самыми распространенными типами коллагена, которые присутствуют в животных, являются I, II, III и IV типы. Они составляют более 90% от общей доли коллагена.