Денатурация коллагена: Температура денатурация коллагена и желатин
Температура денатурация коллагена и желатин
Немного информации о превращении коллагена в желатин. Молекулы коллагена являются фибриллярными белками, образованными спиральным запутыванием трех аминокислотных цепей. Об этом мы писали здесь — «Что такое коллаген?».
Упорядоченное скопление коллагена образует коллагеновые волокна, которые играют важную роль в формировании тканей.
Денатурация коллагена — это переход его состояния в желатин. Такое превращение происходит за счет того, что под воздействием температуры, спираль аминокислот раскручивается. Соответственно, физическое состояние коллагена меняется.
Таким образом, температура денатурации коллагена — это та температура окружающей среды, при которой коллаген становится желатином.
Хотя ткани практически всех животных (млекопитающих, птиц и рыб) состоят из коллагена, температура денатурации их коллагена не одинаковая и зависит от вида животного.
Температура денатурации животного коллагена — крупного рогатого скота и свиней составляет около 40 ℃ ~ 60 ℃. В свою очередь, температура денатурации морского коллагена — рыбьего, составляет около 5 ℃ ~ 20 ℃. Считается, что это связано с содержанием в рыбе гидроксипролина, который является нестандартной аминокислотой.
Если говорить о «сыром» коллагене, то если есть мясо животных, он практически не усвоится. Органам пищеварения проблематично «распутать» закрученные в спираль аминокислоты. Другое дело обстоит с потреблением рыбы. Денатурация рыбьего коллагена происходит при температуре ниже температуры человеческого тела. Попадая в наш организм рыбий коллаген превращается в желатин. Организм может его усвоить, хоть и не так эффективно, как пептид.
Но нужно понимать, что коллаген, как биологически активная добавка, которую мы покупаем, практически всегда является пептидом. Поэтому организму не нужно усилий для его переваривания и усвоения. Пептид коллагена — это уже готовый к поглощению продукт. Поэтому, именно денатурация коллагена, не важно из рыбы или из животных, в вопросе усвоения коллагена не играет особой роли.
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
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.
Вся правда о коллагене от специалиста Colway
6 июня, 2019
Елена Сыркина, врач косметолог-дерматолог бренда Colway развеяла популярные мифы о коллагене и рассказала всю правду об этом веществе.
ФАКТ #1. Коллаген, который естественным образом вырабатывается кожей, и коллаген из продуктов на основе коллагена абсолютно идентичны.
Отчасти правда!
Тело человека почти наполовину (до 45%) состоит из коллагена. Этот белок служит строительным материалом для соединительных тканей (сухожилий, хрящей) и кожи, красота которой зависит от его содержания. Процесс синтеза коллагена наиболее интенсивен в детстве и молодости, а после 20-25 лет он начинает постепенно замедляться. Для того чтобы пополнять запасы этого важного вещества, недостаточно включать в рацион продукты с его содержанием.
В 60-х годах в Польской Народной Республике проводились научные исследования, в результате которых удалось получить коллаген из кожи рыб, обладающий свойствами живой ткани и сохраняющий их длительное время независимо от температурного воздействия. При этом структура и состав молекулы не отличаются от присущих натуральному коллагену, вырабатываемому организмом. За счет своих свойств этот коллаген способен после проникновения под кожу «встраиваться» в примыкающие ткани. Более того, присутствие молекул коллагена стимулирует и ускоряет естественный белковый синтез соединительных тканей и эпидермиса.
Однако существует большое количество продуктов якобы на основе коллагена, но по сути представляющих собой «мертвые» вещества. Пользы для кожи от них столько же, сколько от употребления холодца или желе. Поэтому не все средства с коллагеном эффективны.
ФАКТ #2. Молекулы коллагена настолько велики, что не могут проникнуть в глубокие слои кожи.
Отчасти правда!
Молекула коллагена имеет форму спирали. Ее длина – 300 нанометров (0,3 мкм), диаметр – 1,5 нм (0,015 мкм). Поры эпидермиса пропускают через себя вещества, меньшие 0,02 микрона. Получается, что столь крупная белковая структура, как коллаген, не способна проникнуть в глубокие ткани кожи.
Но особенность коллагена из кожи рыб в том, что он может распадаться на отдельные составляющие (цепочки аминокислот), преодолевать мембранный барьер кожи и вновь собираться в длинные спиралевидные молекулы, сразу же начиная свою работу. Этому также способствует текстура средств – у Colway в виде геля, температура – при соприкосновении с кожей подвижность молекул увеличивается и способ нанесения – в сочетании с легким массажем.
В 2007 году коллагеном Colway заинтересовалось Министерство обороны Российской Федерации. Проведенные исследования доказали эффективность средств в лечении ожогов и других последствий травм. Время выздоровления в среднем сокращается на 6 суток. Косвенно результаты этого отчета подтверждают и косметическую эффективность коллагена марки.
ФАКТ #3. Коллаген из питьевых добавок расщепляется в организме под воздействием ферментов и не приносит пользы коже. Для этого требуются уходовые средства на основе коллагена.
Правда!
На все вещества, поступающие в пищеварительный тракт, действуют расщепляющие их ферменты. Поэтому свои свойства «строительных кирпичиков» кожи коллаген утрачивает безвозвратно. Тем важнее принимать его наружно и на кожу.
ФАКТ #4. Коллаген подходит для любого типа кожи.
Правда!
Коллаген – это естественный регулятор состояния кожи, независимо от ее типа и возраста. Здоровая чистая дерма сама выбирает нужную «дозу» белка для самовосстановления. Кстати, стареющая кожа с морщинами становится уязвимой для бактерий. И важно, что, например, коллаген Colway помогает коже вырабатывать собственную защиту от попадания вредных микроорганизмов на нее, способствуя сужению пор и восстанавливая ее природную упругость.
ФАКТ #5. Растительный коллаген не существует.
Правда!
Во-первых, в растениях, действительно, нет коллагена. Во-вторых, производители, позиционирующие свои косметические средства как основанные на растительном белке, говорят о том, что в силу более низкой молекулярной массы их продукт хорошо проникает в кожу. Но выше мы уже выяснили, что молекула коллагена слишком велика. Если же размеры частиц меньше, значит, это не совсем коллаген. Вернее, совсем не коллаген.
Всего в настоящее время существует два типа белка, выделенного для косметических и лечебных целей – животного и рыбного происхождения. По эффективности, безусловно, лидирует последний.
ФАКТ #6. Весь коллаген, добавляемый в косметические средства, денатурированный, то есть биологически неактивный, а значит действует как плацебо.
Миф!
Большинство средств, на упаковках которых указано содержание коллагена, содержат денатурированный продукт. Это означает, что с целью обеспечения длительного срока хранения и использования в кремах и гелях присутствуют консерванты и стабилизаторы. Проще говоря, вещества, выдаваемые за коллаген, перестают проявлять свою биологическую активность и превращаются в желе, сходное по свойствам с обычным желатином. Отсюда предполагаемый эффект плацебо.
Но живой морской коллаген из кожи рыб за счет особой технологии производства и последующей очистки сверхтонкими мембранными фильтрами (для них применяется нить шелкопряда) сохраняет свою стабильность и, соответственно, свойства.
ФАКТ #7. Если после применения средств с морским коллагеном результатов нет, значит, он не работает.
Миф!
У коллагена есть враги. Препятствуют его воздействию вредные привычки и некоторые природные факторы. Они же, собственно, и старят кожу.
Во-первых, возраст. До 25 лет коллаген вырабатывается организмом в достаточном количестве, потом начинается спад его синтеза ежегодно на один процент. Поэтому, чем старше человек, тем нужнее ему морской коллаген, отличающийся высокой усвояемостью. Во-вторых, курение. Никотин и смолы, содержащиеся в табаке, разрушают ткани. Коллагена в организме и так в зрелом возрасте маловато, а если его целенаправленно уничтожать, то его станет еще меньше. В-третьих, алкоголь. Спирт разрушает белки, в том числе и коллаген.
Четвертый враг коллагена – излишне жирная пища. Она нарушает баланс обмена веществ и вызывает появление свободных радикалов, разрушающих ДНК.
Пятый враг коллагена – чрезмерно сладкие продукты. И в первую очередь следует отказаться от газированных напитков с огромным содержанием сахара. Они действуют «убойно» на коллаген и препятствуют его синтезу.
И, наконец, шестой неприятель – интенсивное ультрафиолетовое излучение. Страсть некоторых людей к загару приводит к нежелательному эффекту – преждевременному старению. Причина проста: солнечный свет «торпедирует» молекулы коллагена. Обожженная кожа выздоравливает медленно, и без последствий это не обходится.
Если ожидания от использования коллагена не оправдываются, нужно проанализировать воздействие факторов, вредоносных для кожи. Исключив их из своей жизни, можно повторить курс, и тогда эффект, безусловно, проявится.
Треть всего белка в человеческом организме — это коллаген[1]. На греческом языке слово «коллаген» означает «рождающий клей», и, хотя изначально речь шла о физико-химических свойствах фибриллярного белка, название оказалось пророческим: без него наш организм действительно начинает «расклеиваться». Поэтому для стимуляции выработки коллагена на оптимальном уровне приходится принимать дополнительные меры.
Что такое коллаген и почему он так важен для организма?
Коллаген — основа всех соединительных тканей. Соединительная ткань — это структуры, которые как каркас «собирают» наш организм в единое целое.
Белковая основа костей, хрящей, суставных сумок, связок — коллаген. Он же содержится в синовиальной (внутрисуставной) жидкости, обеспечивающий плавное скольжение суставных хрящей между собой, входит в состав костей и поддерживает их упругость. Коллаген делает прочной сосудистую стенку, сохраняя ее тонус (главная причина варикозного расширения вен — нарушение структуры коллагена). Данный белок содержится и в фасциях (тонких пленках, покрывающих мышечные пучки), за счет чего они могут свободно скользить, сокращаясь и удлиняясь. И, конечно же, коллаген поддерживает плотность и упругость нашей кожи, защищая ее от появления морщин. До 75% состава кожи занимает именно этот белок.
Почему выработка коллагена с возрастом снижается и чем это грозит
В человеческом теле процессы синтеза новых белков и распада старых всегда происходят параллельно друг другу. Структура белков может повреждаться под действием ультрафиолета (этот процесс известен как фотостарение), активных форм кислорода (перекисное окисление), чрезмерно высокого содержания сахара в крови (гликация), токсинов бактерий и вирусов, тяжелых металлов и других веществ, с которыми так или иначе взаимодействует организм. Обычно в этом нет ничего катастрофического: просто организм «разбирает» поврежденные молекулы белков до основных кирпичиков — аминокислот, а на их месте синтезирует новые белковые молекулы. То же самое происходит и с коллагеном. В молодости естественные процессы разрушения (деградации) старого коллагена и синтеза нового сбалансированы. Но с возрастом баланс сдвигается в пользу разрушения. Особенно у женщин.
Дело в том, что большинство метаболических процессов в женском организме регулируется половыми гормонами — эстрогенами. Обмен коллагена не исключение. Эстрогены, с одной стороны, активируют выработку коллагена специальными клетками — фибробластами, с другой — тормозят процесс деградации собственного коллагена, защищая его от перекисного окисления.
Снижение уровня эстрогенов в женском организме начинается уже после 35 лет. Именно тогда и появляются первые «звоночки», оповещающие о недостатке коллагена: снижается упругость кожи, сама кожа становится суше, возникают первые морщины. После 40 лет снижение уровня женских половых гормонов становится ощутимым, и совсем быстро он начинает падать в пременопаузе и в первые годы после менопаузы.
Параллельно снижается и синтез коллагена. Вслед за кожей становятся сухими и ломкими волосы, начинают хуже расти и истончаются ногти. Далее появляются проблемы с суставами (остеохондрозы, артрозы), мышцы теряют эластичность. Становятся хрупкими и кости — для них важен не только кальций и витамин D, но и коллаген, составляющий эластичный каркас костной ткани, в ячейки которого откладываются соединения кальция, придающие костям прочность.
Как можно стимулировать синтез белка
Что нужно для выработки коллагена? Прежде всего — «строительные материалы». Организм не может создать белок из ничего: для синтеза молекулы коллагена ему необходимы аминокислоты, особенно глицин, пролин, лизин. Если первые два вещества организм может синтезировать сам, то лизин — это незаменимая аминокислота. Она не вырабатывается в человеческом теле и должна поступать извне с продуктами, богатыми белком. Особенно много лизина в твердых сырах, индейке, горбуше, креветках.
Но аминокислоты — еще не все. Нужны минералы: сера, медь, железо. А регулируют процесс выработки коллагена витамины: С, D, А, Е. Все это, разумеется, тоже должно поступать в организм с пищей.
Итак, первое условие нормальной выработки коллагена в организме человека — правильное и полноценное питание, включающее в себя белок (лучше животный), витамины и минералы. Чем разнообразнее питание, тем оно более полноценно. Женщинам в зрелом возрасте также рекомендуется включать в рацион природные источники фитоэстрогенов — продукты на основе сои, семена льна, кунжута. Они поддержат нормальный гормональный баланс, от которого напрямую зависит регуляция синтеза коллагена.
Второе необходимое условие — правильный образ жизни, подразумевающий адекватную нагрузку. Как говорилось выше, коллаген — это не только кожа, но и кости, суставы, мышцы. И чтобы их структура регулярно обновлялась, опорно-двигательный аппарат должен получать оптимальную для него нагрузку. Особенно важны в этом отношении силовые упражнения — они не только укрепляют мышечный каркас, но и замедляют развитие остеопороза. Женщинам, которые чураются тяжелоатлетических упражнений с гантелями и штангой, подойдет, например, кроссфит, силовая йога или пол-дэнс.
К правильному образу жизни можно отнести и особый уход за кожей. Стимулируют выработку коллагена в ней кремы и сыворотки с витамином С или ретинолом (витамином А) в различных формах. Те, кто не пренебрегает походами к косметологу, могут воспользоваться ретиноловыми пилингами, мезотерапией и биоревитализацией. Из аппаратных методов подойдут лазерные и ультразвуковые воздействия, RF-лифтинг. Смысл всех этих способов аппаратного воздействия состоит в том, что после дозированного повреждения, нанесенного коже, она начинает интенсивно восстанавливаться, активируя выработку собственного коллагена.
Чтобы поддержать организм, часто принимают биологически активные добавки, содержащие витаминно-минеральные комплексы и фитоэстрогены. Проблема в том, что современной активной женщине, совмещающей карьеру и семью, обычно не до кулинарных изысков: разнообразие и польза уступают практичности. Поэтому семейное меню чаще всего сводится к привычному набору из пяти–десяти блюд, не требующих особенного времени и сил для приготовления, а то и вовсе к полуфабрикатам. В таких условиях говорить о полноценном наборе в пище витаминов и минералов, необходимых для синтеза коллагена, не приходится.
К тому же даже при идеальном питании могут обнаружиться подводные камни. Например, фитоэстрогены льна полноценно усваиваются только из размолотых зерен: если просто посыпать ими салат, как чаще всего и рекомендуется делать, большинство семян попадут в желудок неповрежденными и благополучно покинут организм, не «поделившись» с ним фитоэстрогенами, то есть естественным путем в непереваренном виде. Но едва ли многие готовы регулярно делать домашнюю выпечку с добавлением льняной муки.
Еще интереснее ситуация с фиотэстрогенами сои. Для того чтобы природные соединения изофлавонов сои приобрели эстрогеноподобные свойства, они должны подвергнуться обработке ферментами, вырабатываемыми кишечной микрофлорой. У жителей Азии, для которых соевые продукты — часть нормального рациона (ежедневно употребляется 18–63 мг соевых изофлавонов[2]), соответствующая микрофлора развита в достаточной степени, чтобы употребление природных фитоэстрогенов давало положительный эффект. Европейцы же получают с пищей менее 2 мг изофлавонов (!) — разумеется, необходимой для их адекватного усвоения микрофлоры у жителей Европы попросту нет. Поэтому женщинам, не употреблявшим всю жизнь блюда традиционной азиатской кухни, для поддержки синтеза коллагена лучше использовать не растения с фитоэстрогенными свойствами, а биологически активные добавки со стандартизированным содержанием очищенных изофлавонов в легкоусвояемой организмом форме.
Итак, коллаген — один из главных белков организма, он необходим для здоровья и красоты. Поддержать его естественную выработку даже в зрелые годы можно с помощью правильного питания, включающего все необходимые макро- и микронутриенты, ведения здорового образа жизни и приема витаминно-минеральных комплексов, содержащих фитоэстрогены.
Коллаген — виды и свойства коллагена
Коллаген (collagen) – это фибриллярный белок, является базовым компонентом соединительных тканей организма (находится в костях, сухожилиях, дерме, хрящах и других тканях). Это наиболее распространенный протеин млекопитающих. Коллаген составляет около 25-35 % полипептидов во всем организме. Его обнаружили в организме многоклеточных животных, при этом он отсутствует у простейших, вирусов, бактерий, грибов и растений. Этот белок обеспечивает упругость и эластичность тканей. Благодаря своим свойствам, коллаген является компонентом множества косметических средств, используется в пищевой промышленности и медицине.
Структура и свойства
Молекула коллагена – это закрученная в правую сторону спираль, состоящая из 3-х альфа-цепей. Данное образование также именуется тропоколлагеном. Виток спирали альфа-цепи состоит из 3-х аминокислотных остатков. Коллаген имеет молекулярную массу приблизительно 300 кДа, толщину 1,5 нанометров и протяженность 300 нанометров. Изначальная структура коллагена характеризуется большим содержанием глицина, малым содержанием аминокислот, содержащих серу, и отсутствием триптофана. Этот белок относится к немногим белкам с животным происхождением, которые имеют остаток нестандартных аминокислот (приблизительно 21 % остатка составляют 5-гидроксилизин, 4-гидроксипролин, а также 3- гидроксипролин). Каждая альфа-цепь образуется триадами аминокислот. В этих триадах глицин является всегда третьей аминокислотой, лизин или пролин – второй, любая иная аминокислота кроме вышеуказанных трех – третьей.Полукристаллическая коллагеновая фибрилла является структурной единицей коллагена. Пучки фибрилл образуют коллагеновые волокна.
Существует несколько форм коллагена, основная их структура является схожей. Волокна коллагена возникают в связи с агрегацией микрофибрилл, имеют зеленый или голубой цвет при разнообразных треххромных окрасках, и розовый после окраски гематоксилином. В случае импрегнации серебром коллагеновые волокна приобретают буро-желтую окраску.
Макромолекула коллагена денатурируется приблизительно при температуре фибриллогенеза. В связи с данным свойством, она очень чувствительна к мутации. После денатурации коллагена возникает желатин.
Виды коллагена
На данный момент существует описание двадцати восьми типов коллагена, кодируемых при помощи более чем сорока генов. Данные типы имеют отличия по степени их модификации (интенсивности гликозилирования или гидроксилирования), а также по последовательности аминокислот. Для всех видов коллагенов общим является наличие одного или больше доменов белка, которые содержат тройную спираль, а также их присутствие во внеклеточных структурах ткани. Более девяноста процентов всех коллагенов высших организмов составляют коллагены IV, III, II и I типов.
Существуют следующие разновидности коллагена и их типы:
- фибриллярные коллагены – типы I, ІІ, ІІ, V, ХІ, XXIV, XXVII;
- (FACIT) фибрилл-ассоциированные коллагены – типы ІХ, ХІІ, XIV, XVI, ХІХ, ХХ, ХХІ, XXII;
- коллагены, которые формируют филаменты-бусины — тип VI;
- коллаген, который формирует якорные фибриллы — тип VII;
- сетеобразующий коллаген – типы IV, VIII, Х;
- трансмембранный коллаген – типы ХІІІ, XVII, ХХІІІ, XXV/CLAC-P;
- иные коллагены – типы XV, XVIII, XXVIII.
Коллаген типа I – это тримерный белок, который собирается без разрывов в тройную спираль, самостоятельно собирается в фибриллы и имеет самую высокую механическую прочностью. Иные типы коллагенов имеют отличия в единственном или же нескольких аспектах. Так, некоторые коллагены не обязательно образуют фибриллы или имеют разрывы в спирали.
Медицинские аспекты
Коллаген вместе с другим белком, эластином, образуют своеобразную «основу» кожного покрова, которая придает ему упругость и эластичность, а также предотвращает обвисание кожи. С возрастом выработка как эластина, так и коллагена прекращается, после чего кожа начинает стареть.
Нарушение выработки коллагена в организме образует основу таких наследственных болезней, как остеоартроз (разболтанность суставов, постоянные вывихи), несовершенный остеогенез (врожденная ломкость костей или рахит), синдром Элерса Данлоса (около четырнадцати типов проявлений), болезнь Марфана (удлиненность конечностей, сердечно-сосудистые патологии и патологии зрения). Характерными особенностями данных заболеваний являются пороки клапанов сердца, повреждения хрящей, костной системы и связочного аппарата. С нарушениями выработки коллагена типа VI ассоциируется атопический дерматит, миопатии Ульриха и Бэтлема, дефицит коллагена типа XIX является фактором развития карцином и меланом и т.п.
Заболевания, которые вызываются дефектами биосинтеза коллагена (в т.ч. так именуемые коллагенозы) могут возникнуть в связи с множеством причин. Это могут быть мутации гена, который кодирует последовательность аминокислот в ферментах, вырабатывающих коллаген, что причиняет к модификацию формы молекулы коллагена. Также заболевания могут причиняться «неправильной работой» или нехваткой ферментов, необходимых для биосинтеза коллагена, дефицитом меди, аскорбиновой кислоты и витаминов B6. При приобретенных заболеваниях, например, при цинге, восстановление нормального баланса ферментов может повлечь за собой полное излечение.
С точки зрения употребления в пищу, коллаген не содержит в себе незаменимых аминокислот в полном объеме, поэтому является низкокачественным белком. Самые качественные источники аминокислот – т.н. «свободные аминокислоты», почти готовые к усвоению.
Использование в косметологии
Во множество косметических средств включают коллаген, в связи со следующими его свойствами:
- пролонгирует действие масел, экстрактов и т.п. в составе некоторых косметических композиций;
- образовывает слой на поверхности кожного покрова, который удерживает влагу и имеет разглаживающие свойства;
- придает волосам блеск и создает на их поверхности защитный слой.
Стимуляция выработки коллагена в организме достигается при помощи введения косметических препаратов на базе гиалуроновой кислоты, влияния аппаратного массажа, а также благодаря процедурам лазерного воздействия и контурной пластики.
Польза и вред коллагена для организма
Мы часто видим в описании того или иного продукта с коллагеном выражение — «пептид коллагена«. Кроме того, еще чаще можно увидеть фразу «низкомолекулярный коллаген«. На самом деле эти два понятия означают абсолютно одно и тоже. Поэтому,
если вы видите надпись — низкомолекулярный коллаген, то это и есть пептид. Есть еще третий вариант обозначения пептида — «коллаген с низким молекулярным весом«.
Коллагеновые напитки изготавливаются только из пептида коллагена. И коллагеновое желе, которое сейчас тоже очень популярно, состоит из пептида коллагена с добавлением желатина. Это означает, что коллаген, как биодобавка, практически всегда является пептидом.
… коллаген, как биодобавка, практически всегда является пептидом.
Производители обычно употребляют слова «коллагеновый пептид» и «коллаген», как равнозначные.
Разница между коллагеном и коллагеновым пептидом
Чтобы лучше увидеть различия между этими двумя понятиями, нужно сначала разобраться, что такое коллаген. Об этом подробно написано здесь.
Итак, коллаген, это белок, который состоит из закрученных в спираль аминокислот. Если на него воздействуют высокие температуры, например, при жарке мяса, то он превращается в желатин. Это «превращение» — денатурация, происходит путем «разматывания» трех закрученных в спираль аминокислот. Желатин может растворяться в воде и перевариваться организмом.
До того, как произошла популяризация пептида коллагена, в качестве биологически активной добавки использовался желатин. Кстати, сейчас тоже можно найти такие добавки, особенно их много для приготовления различных блюд, например, холодца. Так же, есть желатин для суставов. Но, помимо того, что его усвоение очень низкое, он имеет такой недостаток, как застывание (гелеобразование) при охлаждении. Из-за этого, возможность его обработки для производства качественной добавки сильно ограничена.
Таким образом, желатин — это денатурированный коллаген, который является промежуточным производственным звеном при получении пептида коллагена.
Коллагеновый пептид получается путем ферментативной деградации (расщепления) желатина. Существуют разные способы расщепления, один из них — гидролиз.
Стоит отметить, что состав аминокислот при получении пептида коллагена из самого коллагена, практически не меняется.
В среднем, коллаген имеет молекулярную массу 300 000 — 360 000 а.е.м. (Дальтон). Молекулярная масса желатина примерно равна 1/3 молекулярной массы коллагена, а самая низкая условно начинается от 20000 Да. Коллагеновый пептид имеет молекулярную массу от нескольких сотен до нескольких тысяч дальтон. В разных источниках информация о молекулярной массе пептида коллагена отличается. Сейчас, из того что нам известно, в качестве добавок производится пептид коллагена с массой от 500 до 15000 Да. Такой вес намного облегчает растворение в воде и исключает гелеобразование, что свойственно желатину.
Благодаря получению пептида коллагена существенно повысилась аборбируемость, т.е. усвоение организмом этого белка, чего не наблюдалось при приеме желатина. А так же появились данные о свойствах пептида, которые могут быть полезны для человека.
Отсутствие гелеобразования при остывании дало возможность производить коллагеновые напитки. Так же, стало легче обрабатывать другие добавки с коллагеном. Вообще, коллагеновый «бум» начался именно с того момента, как ученые смогли получить пептид коллагена.
Различие между коллагеном, желатином и пептидом коллагена
Коллаген:
Белок, аминокислотная цепь, которая образует тройную спиральную структуру
вес: 300000 — 360000 Да
Желатин:
Денатурированный при помощи температур коллаген с разложенной (раскрученной) спиральной структурой
вес: от 20000 Да
Коллагеновый пептид:
Разложенный ферментативным путем желатин, не меняет структуру при нагревании и охлаждении. Легко усваивается организмом. Используется для производства коллагеновых напитков и добавок.
вес: от от 500 до 15000 Да
Из представленных рисунков видно, что молекула коллагена достаточно большая. Это не позволяет организму усвоить его. Молекула желатина меньше, но этого размера недостаточно для эффективного усвоения. И, наконец, молекула пептида коллагена очень маленькая. Организм легко усваивает такой белок.
Koide, M., Osali, K., Konishi, J., Oyamada, K., Katakura, T., Takahashi, A. и Yoshizato, K. (1993). Новый тип биоматериала для искусственной кожи Дегидротермически сшитые композиты из фибриллярного и денатурированного коллагена. ]. Biomed. Mater. Местожительство 27,79-84.[Pg.118]
IgA-R Fc-R (иммунные комплексы, опсонизированный материал) Матричные соединения (гиалуронан, фибронектин, денатурированные коллагены, PEHNP) Уроплазминоген-R … [Pg.198]
Egles C, Shamis Y , Mauney JR et al. (2008) Денатурированный коллаген модулирует фенотип нормальных и раненых эквивалентов кожи человека. J Invest Dermatol 128 1830-1837 … [Pg.74]
M. Hibba, J. R. Hoidal и A. H. Kang. Экспрессия металлопротеиназы, которая расщепляет нативный коллаген типа V и денатурированные коллагены культивируемым альвеолярным излучением человека… [Pg.329]
Cytodex 3 Сшитый декстран, покрытый денатурированным коллагеном GE Healthcare … [Pg.230]
Желатин Полученный из денатурированного коллагена, его изоэлектрическая точка может изменяться во время формирования для контроля заряда. Он был модифицирован для длительного высвобождения генетического материала (61-63) … [Pg.15]
Желатин, который является просто денатурированным коллагеном, показал себя многообещающим in vitro и in vivo в качестве средства доставки shRNA. Катионизированные наночастицы желатина относительно просты в производстве по сравнению с синтетическими полимерами (61).Было показано, что они обладают эффективностью трансфекции in vitro примерно на один порядок меньше, чем PEI, но показывают приблизительно в четыре раза меньшую цитотоксичность (62,63). [Pg.22]
Высвобождение коллагена или остаточный денатурированный коллаген соответственно измеряют как функцию концентрации лекарственного средства и связано с контрольными экспериментами без лекарственного средства, но с и / или без индукции повышенного высвобождения. [Pg.248]
B. Остатки от ферментативных расщеплений денатурированного коллагена…. [Pg.109]
Основная масса вещественных доказательств для поперечных связей зависит от существования полной решетки, образованной межмолекулярными поперечными связями. Разделение компонентов денатурированного коллагена проливает свет на оба типа связей. [Pg.111]
Было установлено, что доля денатурированного коллагена [около 10% согласно Engel (1962a)] может полностью вернуться к структуре коллагена. Наиболее готовая реверсия происходит с многоцепочечными желатинами. Обращение компонентов денатурированного коллагена также тесно связано с наличием поперечных связей и обсуждается в следующем подразделе.[Pg.116]
Hermann (1957), основываясь на накоплении гексозы в остатках от расщепления трипсином или эластазой денатурированного коллагена, предположил, что гексоза встречается в определенных предпочтительных областях молекулы коллагена. На это также указывают электронные микроскопические исследования коллагена, окрашенного периодическим кислотным методом Шиффа. [Pg.170]
Концентрация гексозных и NHiOHS-чувствительных связей в остатке, остающемся после расщепления трипсином денатурированного при нагревании коллагена «… [Стр.172]
,
Сшивание защищает коллаген от протеолиза (Vater et al., 1979) и термическая денатурация (Flandin et al., 1984). [Pg.8]
Аскорбиновая кислота (витамин С, рис. 10.16) является восстановителем, необходимым для поддержания активности ряда ферментов, особенно пролин гидроксилазы, которая образует остатки 4-гидроксипролина в коллагене. Гидроксипролин (см. Рис. 10.16с) не синтезируется биологически как свободная аминокислота, а создается путем модификации остатков пролина, уже включенных в коллаген. Реакция гидроксилирования происходит, когда белок синтезируется в эндоплазматической сети.Таким образом модифицируется, по меньшей мере, треть многочисленных пролиновых остатков в коллагене, что существенно повышает устойчивость белка к термической денатурации. [Pg.216]
Желатин представляет собой коллоидный белок, полученный термической денатурацией коллагена, который выделяют из кожи и костей животных с очень разбавленной кислотой. Может также он добывается из кожи рыб. Беккерель, Experiences sur la chaleur rayonnante, Compte Rend. 10, 469 (1840). [Pg.209]
Желатин получают термической денатурацией коллагена, который также выделяют из кожи и костей животных.В своей структурной единице он содержит много глициновых единиц, остатков пролина и 4-гидроксипролина. [Pg.592]
С другой стороны, желатин является продуктом термически денатурированного нерастворимого коллагена, который не является однородным по размеру или изоионности (то есть pH, при котором цвиттерион имеет равное количество положительных и отрицательных зарядов). Размер и заряд … [Pg.140]
Другие биополимеры, полезные для синтеза нанокомпозитов, включают (i) желатин — водорастворимый белок, полученный путем экстракции коллагена из кожи и костей животных и термической денатурации.(ii) PHB — природный продукт биосинтеза, осуществляемого бактериями в природе, (iii) хитозан — природный полимер, широко распространенный в экзоскелетах ракообразных и насекомых, а также в клеточных стенках микроорганизмов (Maiti et al. 2003 Zheng et al. и др. 2002 Takegawa и др. 2010). Кроме того, могут быть улучшены механические и паронепроницаемые свойства нанокомпозитов на основе хитозана с целлюлозными нановолокнами. [Pg.13]
Денатурированный коллаген, который образуется посмертно под действием молочной кислоты, также может расщепляться лизосомальными ферментами, т.е.лизосомальная коллагеназа и цистеинпротеиназа катепсин Bi. Термически денатурированный коллаген подвергается воздействию пепсина и трипсина. [Pg.583]
Желатин получают термической денатурацией коллагена, выделенного из кожи и костей животных и рыб, с очень разбавленной кислотой. Желатин также успешно и широко используется в качестве матрицы для производства бионанокомпозитов, которые армированы наноармирующими веществами, такими как глины и гидроксиапатит, для использования в различных областях, от упаковочных материалов до искусственных костей.[Pg.395]
,
Добавить комментарий