Как тялото произвежда колаген – подробно за процеса

Всички знаем, че колагенът е важен за здравето и красотата ни, но как всъщност се получава той? Днес ще ви разкажем подробно как тялото произвежда колаген. В следващите редове ще разберете как и кои аминокиселини, витамини и минерали участват в процеса.

Как тялото произвежда колаген – ролята на аминокиселините

На първо място, за да се произведе колаген или какъвто и да е протеин, са необходими аминокиселини. Можете да си набавите повече от тях като хапвате месо и млечни продукти.

Колагенът съдържа специфични аминокиселини – глицин (Gly), пролин (Pro), хидроксипролин (Hyp) и аргинин. Като те си имат определена последователност във веригите на колагеновите субединици. Последователността често следва модела Gly-Pro-X или Gly-X-Hyp, където X може да бъде остатък от всеки друг вид аминокиселина.

Пролинът или хидроксипролинът съставляват около 1/6 от общата последователност. Глицинът се намира в почти всеки трети остатък. Той представлява 1/3 от последователността. Тъй като глицинът е най-малката аминокиселина без странична верига, той има много важна роля във влакнестите структурни протеини.

Редовното повторение и високото съдържание на глицин се намират само в няколко други влакнести протеини, като копринен фиброин. В коприната последователността е Gly-Ala-Gly-Ala с 10% серин. Еластинът пък е богат на глицин, пролин и аланин.

Пролинът съставлява около 17% от колагена. Хидроксипролинът се получава от пролин, а хидроксилизинът се получава от лизин. В зависимост от вида на колагена, различен брой хидроксилизини се гликозилират (най-вече с прикрепени дизахариди).

Какво друго е от значение за изграждането на колаген?

Ако трябва да продължим предишния абзац, е необходимо да добавим и ролята на кортизола, който стимулира разграждането на (кожния) колаген до аминокиселини. Това може да се разглежда като процес с положителен и отрицателен ефект, защото целта ни е тялото да произвежда, не да разгражда колаген, но за това са необходими аминокиселини.

За да образува колаген тялото използва витамини и минерали, по-специално витамини А, Е, С, цинк и мед. Тези хранителни вещества трябва да са част от всяка здравословна диета. Можете да си набавите от тях естествено чрез храните, които ядете.

Червените и зелените чушки, доматите, броколите и зелените листни зеленчуци са богати на витамин С. Месото, мидите и ядките са добри източници на минерали. Ако все пак нещо не ви достига, можете да попълните липсите с помощта на добавки.

Има и един фактор, който не можем да пренебрегнем – възрастта. След 25-годишна възраст човешкото тяло вече не усвоява толкова добре хранителните вещества и не ги синтезира толкова ефективно. Логично и колагенът не се произвежда, както преди.

За да сте сигурни, че тялото ви разполага с необходимите хранителни вещества, за да произвежда колаген, може да се наложи да направите промени в диетата и начина си на живот, а понякога и да приемате колаген като добавка.

Производство на колаген тип I в тялото

Ще се спрем по-подробно на синтеза на колаген тип I, който е най-разпространен в тялото. Този тип I се намира в костите и кожата.

Той представлява повече от 90% от органичната маса на костите и е основният компонент на кожата, сухожилията и връзките.

Как тялото произвежда колаген тип I в рамките на клетката?

1. По време на транслацията върху рибозомите по протежение на ендоплазмения ретикулум (RER) се образуват два вида пептидни вериги. Те се наричат алфа-1 и алфа-2 вериги. Тези пептидни вериги (известни като препроколаген) имат регистрационни пептиди на всеки край и сигнален пептид.
2. След това препроколагенът се освобождава в лумена (мембранно дефинирано пространство, което се намира в няколко органели, клетъчни компоненти или структури) на RER и сигналните пептиди се разцепват, а веригите вече се наричат про-алфа вериги.
3. Хидроксилирането на лизин и пролин се случва вътре в лумена. Този процес зависи от аскорбиновата киселина (витамин С) като кофактор. Настъпва по-нататъшно гликозилиране на хидроксилизинови остатъци.
4. Тройна спирална структура се образува вътре в ендоплазмения ретикулум от всeки две алфа-1 вериги и една алфа-2 верига. Това вече се нарича проколаген.
5. Проколагенът се транспортира в апарата на Голджи, където се пакетира и секретира чрез екзоцитоза (процес на отделяне на вещества от клетката в околната среда или в междуклетъчното пространство).

Как тялото произвежда колаген тип I извън клетката?

1. Веднъж извън клетката, регистрационните пептиди се разцепват и се образува тропоколагенът чрез проколаген пептидаза.
2. Тропоколагеновите молекули се събират, за да образуват колагенови фибрили, чрез лизил оксидаза, която свързва хидроксилизин и лизинови остатъци. Накрая множество колагенови фибрили се образуват в колагенови влакна.
3. Колагенът може да бъде прикрепен към клетъчните мембрани чрез няколко вида протеин, включително фибронектин и интегрин.

Какви заболявания могат да попречат на синтезирането на колаген в тялото?

Както вече споменахме, витамин С е важен компонент за това как тялото произвежда колаген.

Дефицитът на витамин С причинява скорбут – сериозно и болезнено заболяване, при което синтезираният колаген е дефектен и не произвежда здрава съединителни тъкан.

Това води до кървене на венците, загуба на зъби, обезцветяване на кожата и незарастващи рани.

Днес тази болест е изключително рядкост, но преди това състояние е било известно сред участниците в продължителни морски и военни експедиции, тъй като те са били лишени от храни, съдържащи витамин С.

Някои автоимунни заболявания като системен лупус еритематозус или артрит могат да се появят, когато имунната система на тялото възприема колагена като чуждо тяло и го атакува и разгражда. Някои бактерии и вируси също разрушават колагеновите влакна в тялото или пречат на производството му.

Генетични промени могат да засегнат извънклетъчния матрикс. Следователно произвежданият колаген може да бъде по-малко или да бъде дисфункционален, мутирал колаген.

Избягването на тютюнопушене и спазването на здравословен режим на хранене и упражнения може да помогне за намаляване на видимото стареене и за защита на протеините.

Всичко споменато ще се отрази благоприятно и на това как тялото произвежда колаген за стави, здрава кожа, мускули и кости.