Kolagen – niezwykłe białko

Kolagen zapewnia tkankom ludzkim wyjątkową wytrzymałość przy zachowaniu dużej elastyczności. Stosowany doustnie może przyczynić się do poprawy gęstości, elastyczności i stopnia nawilżenia skóry, zaś miejscowo – poprawia nawilżenie skóry i włosów.

Kolagen jest najpowszechniej występującym białkiem w ludzkim organizmie, o właściwościach podporowych. Jest głównym składnikiem tkanki łącznej. Znajduje się w skórze, kościach, ścięgnach, chrząstkach, naczyniach krwionośnych. Kolagen to białko tworzące silne, trudno rozpuszczalne włókna o dużej odporności na działanie enzymów proteolitycznych. Zbudowany jest z aminokwasów m.in. argininy, lizyny, hydroksylizyny, proliny, hydroksyproliny i glicyny. Co trzecim aminokwasem jest glicyna, a drugim pod względem ilości jest prolina.

Typy kolagenu

Kolagen jest to białko zbudowane z trzech łańcuchów polipeptydowych, zawierających około tysiąca reszt aminokwasowych i skręca się jak nić w helisę. Stanowi około 30 proc. białka organizmu człowieka. Wyróżnia się kilkanaście typów kolagenu. Typ I kolagenu występuje najpowszechniej w skórze (około 85 proc.), tworzy grube włókna o dużej wytrzymałości cieplnej, mechanicznej i rozciągliwości. Jest składnikiem skóry, kości, ścięgien, tkanki śródmiąższowej. Drugim kolagenem występującym w skórze jest kolagen typu III. Razem z kolagenem typu I stanowią istotną składową podścieliska łącznotkankowego skóry. Pełnią ważną rolę w utrzymaniu prawidłowego napięcia i sprężystości skóry, zapewniają tkankom wytrzymałość mechaniczną.

Rola kolagenu

Kolagen syntetyzowany jest w fibroblastach, a w skład aminokwasów, z których jest zbudowany, wchodzą wyłącznie aminokwasy endogenne. W organizmie kolagen ulega rozkładowi w złożonym mechanizmie enzymatycznym, za pomocą enzymów metaloproteinaz macierzy zewnątrzkomórkowej. Kolagen charakteryzuje się dużą zdolnością wiązania cząsteczek wody, odgrywa istotną rolę w procesie krzepnięcia krwi, gojeniu ran, regeneracji skóry i kości po urazach. W procesie starzenia dochodzi do przekształcenia rozpuszczalnego kolagenu w formę nierozpuszczalną, do spadku ilości kolagenu w skórze (już po 20. r.ż.) oraz obniżenia wzajemnego stosunku kolagenu typu III do I. Zwiększa się udział ilościowy kolagenu III. Skutkuje to utratą elastyczności i sprężystości oraz zdolności wiązania wody, czyli przesuszeniem i zwiotczeniem skóry. Z upływem lat obserwuje się mniejszą zdolność fibroblastów do wytwarzania kolagenu oraz zwiększony jego rozkład.

Oprócz zwiększonej degradacji kolagenu, obserwuje się zaburzenia czynności fibroblastów starzejącej się skóry, czego skutkiem jest spowolnienie syntezy i wymiany kolagenu, co w podeszłym wieku może być przyczyną zaniku skóry i słabego gojenia ran.

Kolagen w kosmetykach

Kolagen jest jednym z najchętniej stosowanych składników w kosmetyce. Ponieważ ma on duży ciężar cząsteczkowy i słabą rozpuszczalność w wodzie, najczęściej stosuje się hydrolizaty kolagenu o różnych masach cząsteczkowych od 150 Da do 300 kDa. Białko to nawet w postaci zhydrolizowanej ze względu na swoją dużą masę cząsteczkową nie przenika przez skórę. Hydrolizaty kolagenowe są składnikami bardzo popularnymi w kosmetykach do mycia i pielęgnacji włosów oraz ciała. Mają zdolność do wiązania się z keratyną, zwiększają również zawartość wody w warstwie rogowej naskórka, dzięki czemu przypisuje się im działanie nawilżające. Uważa się, że mają zdolność ograniczenia przeznaskórkowej utraty wody. Hydrolizaty kolagenu są bardzo bezpieczne w stosowaniu i zostały sklasyfikowane przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) w kategorii GRAS (Generaly Recognized As Safe). Bardzo korzystna jest zdolność zmniejszania przez hydrolizaty kolagenu drażniącego wpływu detergentów, dlatego chętnie dodaje się je do produktów do mycia ciała oraz szamponów do włosów najczęściej w stężeniach od 0,5-5%.
W przeszłości stosowano w medycynie estetycznej wypełniacze kolagenowe do wstrzyknięć w celu złagodzenia niepożądanych oznak starzenia się skóry twarzy. Zabiegi te wymagały wykonania dwóch testów skórnych ze wzgledu na potencjalne ryzyko uczuleń. Obecnie takich zabiegów praktycznie się nie wykonuje.

Nutrikosmetyki

Kolagen jest również chętnie dodawany do doustnych preparatów odmładzających, czyli nutrikosmetyków. Niektóre badania potwierdziły korzystny wpływ doustnej suplementacji hydrolizatu kolagenowego na stopień nawilżenia skóry. Przypisuje się im również pozytywny wpływ na kondycję włosów i paznokci. Niektórzy badacze uważają, że suplementacja doustna hydrolizatu kolagenu zwiększa ilość fibroblastów oraz średnicę i gęstość włókien kolagenowych w skórze właściwej. Warto zaznaczyć, że literatura na temat wpływu zażywania suplementów diety zawierających kolagen lub jego hydrolizaty nie jest zbyt obszerna. Pierwsze publikacje opisywały badania in vitro na liniach komórkowych i opisywały wzmożoną syntezę kolagenu przez fibroblasty pod wpływem poszczególnych aminokwasów wchodzących w jego skład. Kolejne badania absorpcji i dystrybucji hydrolizatu kolagenu przeprowadzono na myszach, gdzie zaobserwowano znaczący wzrost ilości hydrolizatu kolagenu znakowanego izotopem 14C w skórze. Następnie kilka badań na ludziach potwierdziło, że hydrolizat kolagenu jest absorbowany w przewodzie pokarmowym, następnie ulega dystrybucji do innych tkanek, w tym do skóry.

Wszystkie powyższe obserwacje sugerują, że stosowanie doustne hydrolizatów kolagenu może stanowić korzystną metodę spowalniającą proces chronologicznego starzenia się skóry. Najczęściej w nutrikosmetykach stosowany jest hydrolizat kolagenu, uzyskiwany ze skóry świń, ryb, po hydrolizie enzymatycznej. Metody enzymatyczne – w odróżnieniu od hydrolizy chemicznej – pozwalają na zachowanie niektórych aminokwasów. W procesie hydrolizy kwasowej dochodzi często do straty znacznej części asparaginy, glutaminy, seryny, treoniny i tryptofanu.