Kolagen – jego rodzaje i pozyskiwanie
W zależności od miejsca występowania w organizmie wyróżnia się poszczególne typy białka kolagenowego, każdy ma nieco inną budowę oraz pełni inną funkcję.
Kolagen jest zewnątrzkomórkowym białkiem polimerowym, głównym składnikiem tkanki łącznej. Jego podstawowym zadaniem jest łączenie poszczególnych komórek i tkanek. Stanowi budulec skóry, ścięgien, mięśni, chrząstek stawowych, kości, zębów, ścian naczyń krwionośnych, nerwów i błon łącznotkankowych.
Jako główny składnik macierzy pozakomórkowej stanowi ochronę i podporę dla narządów wewnętrznych, takich jak: nerki, pęcherz, wątroba, płuca, mózg, serce, oczy (siatkówka i rogówka), jajniki, jądra, macica czy łożysko. Innymi ważnymi rolami tego naturalnego białka są wspomaganie pracy układu odpornościowego oraz przyspieszanie detoksykacji organizmu.
Ponad dwadzieścia typów
Kolagen nie jest jednym rodzajem białka. W zależności od miejsca występowania w organizmie wyróżnia się poszczególne typy, a każdy ma nieco inną budowę, konsystencję oraz pełni inną funkcję. Jest 29 typów białka kolagenowego i zaliczają się one do kilku grup:
1) kolageny fibrylarne: I, II, III, V, XI, XXIV, XXVII,
2) kolagen błony podstawowej: IV,
3) kolagen tworzący „włókna kotwiczące”: VII,
4) multipleksyny: XV, XVIII,
5) kolagen tworzący mikrowłókna: VI,
6) kolageny tworzące heksagonalne układy sieciowe: VIII, X,
7) kolageny FACITs (ang. Fibril-Associated Collagens with Interrupted Triple helices, czyli Kolageny Fibrylarnie Związane z Przerywaną Strukturą Potrójnej Superhelisy): IX, XII, XIV, XVI, XIX, XX, XXI, XXII, XXVI,
8) kolageny zawierające domeny transmembranowe: XIII, XVII, XXIII, XXV.
Około 90% wszystkich polimerów współtworzących organizm to kolagen fibrylarny I. Jest on podstawowym komponentem strukturalnym skóry, w której jest także kolagen III (10–15%). Kolagen typu I jest mocniejszy i odpowiada za sztywność i wytrzymałość skóry, typu III natomiast – słabszy, jest czymś w rodzaju formy przejściowej. To właśnie kolagen typu III organizm szybko produkuje przy urazach i ranach, później stopniowo zamieniany jest na silniejszy – kolagen typu I.
Źródła i sposoby pozyskiwania kolagenu
Jednymi z głównych źródeł są surowce łącznotkankowe pochodzące z:
• bydła hodowlanego,
• trzody chlewnej (pozostałości po uboju),
• ryb (skór, kręgosłupów, strun grzbietowych, łusek i pęcherzy pławnych).
Otrzymywanie kolagenu z ryb (głównie skór) jest jednym z nowych sposobów pozyskiwania tego białka. Odbywa się to przez wyizolowanie molekuł kolagenowych z materiału. Są dwa sposoby przeprowadzenia tego procesu:
1) pozbycie się z surowca wszystkich składników oprócz kolagenu,
2) bezpośrednia ekstrakcja kolagenu z materiału np. kwasami organicznymi. Z tak powstałego roztworu strąca się następnie k-karagen (kwaśny polisacharyd pochodzenia roślinnego), w wyniku czego powstaje koncentrat zawierający: polisacharydy i cząsteczki kolagenu.
Różnice w budowie i zastosowaniu
Istnieją różnice fizykochemiczne między białkiem kolagenowym pozyskanym od zwierząt lądowych i tym otrzymanym z ryb. Mają one inne: skład aminokwasowy, stabilność cieplną, rozpuszczalność w rozcieńczonych roztworach soli i kwasów oraz, co najważniejsze, różne są możliwości ich zastosowania. Z tego powodu kolagen rybi wymaga ulepszenia (np. podwyższenia temperatury denaturacji przy użyciu garbników lub transglutaminazy.
Zarówno kolagen bydlęcy, świński, jak i rybi znajdują zastosowanie w przemyśle:
• kosmetycznym – do produkcji kremów,
• żywnościowym – do wytwarzania środków zagęszczających,
• opakowaniowym – do produkcji opakowań biodegradowalnych,
• skórzanym – do polepszenia jakości i wytrzymałości wyrobów skórzanych,
• biotechnologicznym – jako wypełniacz estetyczny stosowany w likwidacji defektów skóry,
• farmaceutycznym – jako nośnik antyseptyków i enzymów oraz składnik suplementów diety,
• medycznym – do wytwarzania nici chirurgicznych, gąbek czy protez.
Innym sposobem otrzymania białka kolagenowego jest bioinżynieryjna hodowla żywych kultur fibroblastów i macierzy pozakomórkowej pozyskanych wprost z ludzkiej skóry. Hodowla kolagenu ludzkiego odbywa się w bioreaktorach. Kolagen taki jest implantem idealnym do uzupełniania ubytków skóry pacjenta stosowanym w celu wyrównania powierzchni skóry w miejscu zmarszczek czy blizn.
Kolagen oddziałuje pozytywnie na stawy i kości, pomocny jest więc przy reumatyzmie, artretyzmie i osteoporozie, ponieważ łagodzi bóle i odbudowuje ubytki w tkankach. Kolagen rybi jest również składnikiem kremów. Zarówno kosmetyki, jak i suplementy diety spowalniają procesy starzenia się skóry, regulują gospodarkę wodno-lipidową, zapobiegają przesuszeniu, co pomaga dłużej zachować jej jędrność i elastyczność, likwidują przebarwienia, przyspieszają gojenie się ran i blizn, zapobiegają rozstępom i cellulitowi oraz znacznie zmniejszają już istniejące zmiany. Rybie białko kolagenowe w formie tabletek, proszku czy płynu wzmacnia także włosy i paznokcie.
Warto więc rozważyć suplementację kolagenu. Dostępne są tabletki, proszki lub płyny z kolagenem. Preparaty te najczęściej zawierają hydrolizat kolagenu rybiego oraz substancje pomocnicze potęgujące jego działanie, tzn.: kwas hialuronowy, witaminy C, E oraz algi morskie).
Bibliografia
Banaś M., Pietrucha K., Typy i struktura białka kolagenowego, Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej. Chemia Spożywcza i Biotechnologia 2009, nr 1058, z. 73,
online: http://repozytorium.p.lodz.pl/bitstream/handle/11652/252/Typy_i_struktura_Banas_2009.pdf?sequence=1 [dostęp 5.06.2018]
Ze skór ryb można pozyskiwać kolagen, Innowacje Nauka Technika, PAP 26.07.2004,
online: http://laboratoria.net/aktualnosci/3432.html [dostęp 5.06.2018]
Rzewuska S., Kolagen, wypełniacz estetyczny stosowany w likwidacji defektów skóry, Biotechnologia.pl 18.12.2013,
online: http://biotechnologia.pl/kosmetologia/kolagen-wypelniacz-estetyczny-stosowany-w-likwidacji-defektow-skory,13379 [dostęp 5.06.2018]
W tej samej kategorii
Posty powiązane tagami