KOLAGEN

1. Kolagen – główne białko tkanki łącznej. Posiada ono bardzo wysoką odporność na rozciąganie i stanowi główny składnik ścięgien. Jest odpowiedzialny za elastyczność skóry. Ubytek kolagenu ze skóry powoduje powstawanie zmarszczek, w trakcie jej starzenia. Kolagen wypełnia także rogówkę oka, gdzie występuje w formie krystalicznej. Kolagen jest powszechnie stosowany w kosmetykach, zwłaszcza w kremach i maściach przeciwzmarszczkowych. Stosuje się go też jako wypełniacz w chirurgii kosmetycznej – np. do wypełniania ust. Kolagen stanowi powszechny składnik organizmów ssaków.

2. Własności i budowa kolagenu :

• nietypowy skład aminokwasów

• Zawiera duże ilości glicyny i proliny oraz dwa aminokwasy nie pochodzące bezpośrednio z translacji w rybosomach – hydroksyprolinę i hydroksylizynę, z czego tę pierwszą w dość dużych ilościach. Aminokwasy te są formowane z proliny i lizyny już w gotowym produkcie translacji w procesie enzymatycznym, która wymaga obecności witaminy C. To właśnie ten proces wymaga konieczności występowania stałego stężenia witaminy C w organizmie, gdyż zablokowanie syntezy kolagenu skutkuje chorobą zwaną szkorbutem, polegającą na uszkodzeniach skóry, błon śluzowych i wypadaniu zębów.

• regularność rozmieszczenia aminokwasów, w każdym z jego α-łańcuchów. Łańcuchy te składają się z regularnych triad aminokwasów: Gly-X-Y, gdzie Gly – to glicyna a X i Y to inne aminokwasy. Na ogół X to prolina, zaś Y to hydroksyprolina. Regularność ta powoduje, że łańcuchy α mają tendencję do przyjmowania ściśle określonej konformacji, na skutek oddziaływań między sobą. Trzy cząsteczki kolagenu skręcają się spontanicznie w podjednostki zwane tropokolagenem. Tropokolagen ma strukturę potrójnej, ściśle upakowanej helisy.. Wiązania kowalencyjne i wodorowe tworzone przez hydroksylizynę i hydroksyprolinę odgrywają kluczową rolę w stabilizowaniu helisy kolagenu, a także mają silny wpływ na ostateczny kształt włókien zbudowanych z kolagenu.

1. Rodzaje kolagenu

Kolagen występuje w wielu tkankach organizmu zwierząt a jego budowa jest zróżnicowana w zależności od funkcji i miejsca występowania. Generalnie rodzaje kolagenu dzieli się na 8 typów:

• typ I – jest to najbardziej powszechnie występujący rodzaj kolagenu w ludzkim organizmie. Jest on obecny w tkance tworzącej blizny, w ścięgnach i tkance łącznej kości. Występuje on także w skórze, tkance podskórnej.

• typ II – występuje w chrząstkach stawowych

• typ III – występuje w tkance tworzącej się z fibroblastów, w trakcie zabliźniania ran, zanim zostanie wytworzony kolagen typu I, tworzy włókna tkanki łącznej właściwej siateczkowej,włókna te wybarwiają się solami metali ciężkich np. srebrem (argentos)

• typ IV – występuje w błonie podstawnej – mikrowłóknach międzytkankowych, tworzących cienkie membrany między różnymi tkankami organizmu

• typ V – śródmiąższowy – występuje na granicy tkanki tworzącej blizny i tkanek na krawędzi blizn – występuje zawsze jako dopełnienie kolagenu typu I

• typ VI – odmiana typu V – spełniająca tę samą funkcję

• typ VII – występuje w tkance nabłonkowej, m.in. w skórze i na powierzchni tętnic

• VIII – występuje w śródbłonku – tkankach tworzących błony śluzowe i wnętrze żył i tętnic

• IX, X, XI – występują w chrząstkach – razem z typem II

• XII – występuje razem z typami I i III w wielu tkankach.

Oprócz tego istnieje jeszcze 8 niesklasyfikowanych dotąd rodzajów kolagenu, których funkcja w organizmie nie jest wciąż wyjaśniona.

1. KOLAGEN NARZĄDOWY

Utworzony przez fibroblasty tkanki łącznej prokolagen ulega dalszym przemianom łączenia pojedynczych łańcuchów a , a , p w przestrzeniu pozakomórkowej. W postaci helikalnej wychwytywany jest on przez układy swoistych enzymów - syntetaz w obszarach narządowych, stanowiąc "rusztowanie" - budulec poszczególnych tkanek i narządów.

Według klasyfikacji Bornsteina wyodrębnionych zostało 19 rodzajów kolagenu, w kolejności uzyskiwania ich z poszczególnych tkanek.

Dalsze próby, podjęte celem sklasyfikowania - uporządkowania

19 rodzajów kolagenu wykazały, iż kolagen typu I, II, III, IV, V, XI posiada uporządkowaną, homologiczną strukturę o charakterystycznej, nieprzerwanej potrójnej helisie stanowiącej wielokrotność tripletu ~337 GLY - Xaa - Yaa. Pozostałe rodzaje kolagenu narządowego nie wykazują w swoich łańcuchach takiej regularności.

Kolagen typu VII

Przedstawiona jest poniżej tabela występowania narządowego jednego z rodzajów kolagenu. Jak wykazały badania immunologiczne, synteza tego rodzaju kolagenu w skórze ma miejsce nie tylko w fibroblastach, ale również w warstwie keratinocytów - naskórkowej.

Skóra

Kolagen wytwarzany przez warstwę keratinocytów swobodnie porusza się w przestrzeni pozakomórkowej. Błona podstawna oraz skóra właściwa zbudowane są z kolagenu typu I. Jak wynika z przedstawionej literatury, penetracja transdermalna uwodnionego kolagenu o średnicy l,5nm do przestrzeni pozakomórkowej jest oczywista.

Narząd wzroku

Kolagen w postaci uwodnionej jest zawarty w soczewce oka, wraz z polisacharydami. Stanowi on budulec tarczy narządu wzrokowego oraz jego osłonki mielinowej.

Włosy

Kolagen stanowi materiał podporowy mieszków włosowych. Barwnik w nim zawarty jest identyczny z pigmentem włosów.

Kości

Klastyczny, jak w przypadku skóry przykład występowania kolagenu typu I u człowieka. Wraz z solami wapnia i fosforu kolagen typu I stanowi budulec kości, w 95% jest twórcą macierzy kostnej. Podlega wszystkim zmianom fizjologicznym, okresom biologicznym życia, chorobom, dietom.

Nerwy i naczynia

Skład osłonek mielinowych włókien nerwowych, rdzenia kręgowego, błon - opon mózgowych, błon podstawnych komórek nerwowych. Naczynia - tętnicze, żylne, limfatyczne.

Przewód pokarmowy

Kolagen typu II i III jest rusztowaniem, na którym opierają się komórki okładzinowe żołądka, jelit, przełyku.

Kolagen a menopauza

Obniżenie obrotu kolagenu w okresie okoiomenopauzalnym u kobiet jest przyczyną szeregu dolegliwości ze strony zarówno układy kostnego jak i narządu rodnego. W układzie moczowo-płciowym dominują zaburzenia trofiki jak i statyki dróg rodnych i moczowych.

C. Falconer omawiając deficyt kolagenu u kobiet w tym okresie życia zwraca uwagę na fakt, iż stosowana popularnie hormonalna terapia zastępcza prowadzi do zwiększenia w układzie moczowo-płciowym puli kolagenu uwodnionego typu I i III. Wykazał on również w swojej pracy, iż szereg dysfunkcji, takich jak obniżenie narządu rodnego, suchość błon śluzowych, nie trzymanie moczu, stany zapalne, spowodowanych jest zmianą ilości oraz jakości kolagenu. Brak lub niskie wytwarzanie kolagenu typu I i III przez komórki tkanki łącznej prowadzi do deficytu jego uwodnionej postaci w przestrzeni pozakomórkowej. Zastosowanie w tych przypadkach estrogenów powoduje dramatyczną poprawę tego stanu.