Что такое коллаген? Давайте разберемся. Структура коллагена

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.