Коллаген - это белок, состоящий из аминокислот, которые в свою очередь сформированы из частиц углерода, кислорода и водорода. Помимо этих основных элементов, в состав коллагена также входят специфические аминокислоты - глицин, пролин, гидроксипролин и аргинин. Коллаген составляет примерно 30% от общего объема всех белков в организме человека. Эти прочные белковые структуры встречаются в костных тканях, в сухожилиях и связках.
Источники коллагена
В природе коллаген содержится в животных тканях, особенно в плоти и соединительных тканях млекопитающих. Коллаген, как составляющая соединительных тканей в частности отвечает за упругость, общий тонус и обновление кожного покрова. Для эластичности и упругости кожи этот белок просто жизненно необходим.
Связки - еще один вид соединительной ткани, соединяющих кости друг с другом, и, следовательно, удерживающие суставы в надлежащем положении. Функции сухожилий похожи на функции связок, но по сути своей они образованы из другого вида тканей, который также служит для присоединения мышц к костям. Все эти ткани, кости, связки, сухожилия и собственно мышцы состоят из протеинов. Львиная доля объема всех белков в организме человека принадлежит белку под названием коллаген.
Коллаген - основная составляющая соединительных тканей и самый распространённый протеин в организме млекопитающих, общая доля которого составляет 25-35% от совокупного объема белков в организме.
Функции коллагена
Коллаген усиливает различные структуры организма, а также защищает их. Например, кожу он защищает от впитывания и распространения патогенных субстанций, токсинов, поступающих из окружающей среды, микроорганизмов и канцерогенных (раковых) клеток. Проще говоря, коллаген - это нечто цемента, скрепляющего в организме все, что нужно.
Коллаген также присутствует во всех гладких мышечных тканях, в кровеносных сосудах желудочно-кишечного тракта, в сердце, желчном пузыре, почках и полостных тканях, исполняя роль соединителя клеток и тканей. Этот протеин - один из важнейших компонентов в составе ногтей и волос.
Коллаген и старение организма
По мере старения организма выработка коллагена замедляется и клеточные структуры уже не получают достаточной поддержки. Ногти истончаются, становятся более уязвимыми к разного рода повреждениям, волосы теряют жизненную силу, кожа покрывается морщинами, сухожилия и связки теряют свою эластичность, суставы - подвижность и так далее.
Структура коллагена
Под микроскопом коллаген представляет собой набор удлиненных волокон. В основном он встречается в волокнистых тканях, например, в сухожилиях, связках и коже. Большое количество коллагена содержится в роговице, костях, кровеносных сосудах, хрящах, межпозвоночных дисках и в тканях желудочно-кишечного тракта.
В мышечных тканях коллаген выступает в качестве основного компонента в составе эндомизия. 1-2% мышц состоит из коллагена, а от общего объемы мышечной массы около 6% сформировано из коллагена. Желатин, который широко применяется в пищевой промышленности, на самом деле представляет собой гидролизованный коллаген.
Молекулярная структура коллагена
Наличие молекулярной структуры у коллагена ученые обнаружили в середине 30-ых годов прошлого века.
Нобелевские лауреаты Крик, Паулинг и Рич в сотрудничестве с другими учёными, такими как Бродский, Берман и Рмачандран проводили глубокие исследования структуры коллагена и его потенциальных функций.
После нескольких неподтвержденных гипотез об отдельных пептидных цепях, в результате исследований была сформирована окончательная модель под названием «Мадрас», и, хотя эта модель требует определенной доработки, на сегодняшний день она считается наиболее точной и правильной моделью четвертичной молекулярной структуры. Ученые описывают молекулярное строение коллагена как тройную геликоидальную структуру.
На следующем этапе коллаген – это уже набор волокон шестиугольной или квази-шестиугольной формы. Тип упаковки может быть как микрофибриллярным, так и пластообразным. Микрофибриллярная структура коллагеновых волокон сухожилий, роговицы и хрящей можно напрямую распознать при помощи электронного микроскопа.
Микрофибриллярная структура взрослого сухожилия была подтверждена в 2006 году Фрэйзером, Миллером и Вессом. Они открыли D-периодическую пентаметрическую структуру и дали ей название микрофибрил.
