Kolagenowa huśtawka życia: procesy syntezy i degradacji kolagenu

Jak już wiesz, kolagen to najważniejsze białko w organizmie, które stanowi aż 30 proc. masy wszystkich białek ciała. Nadaje zarówno skórze, jak i innym tkankom m.in. wytrzymałość, sprężystość i elastyczność. A ponieważ ma tak wiele ważnych ról do spełnienia, natura wyposażyła nasz organizm w 28 jego rodzajów ⁽¹⁾. Ale jak to w naturze bywa, każdy proces biologiczny ma swój początek i koniec. Również „życie” kolagenu.

Kolagen w ciągłym ruchu: równowaga między budową a rozpadem

Jednym z kluczowych procesów, mających ogromny wpływ na naszą skórę, stawy i wiele innych tkanek, jest ciągła synteza i degradacja kolagenu. Gdy ten biologiczny proces przebiega prawidłowo i w równowadze, jest korzystny dla zdrowia tkanek.

Jakie czynniki wpływają na oba procesy oraz jak zaburzenia równowagi pomiędzy syntezą i degradacją przyczyniają się do starzenia skóry i różnych problemów? Przyjrzyjmy się bliżej tym zagadnieniom.

Synteza kolagenu krok po kroku

Synteza kolagenu, czyli prościej mówiąc jego powstawanie, to złożony proces, który odbywa się w wyspecjalizowanych komórkach, głównie w ⁽²⁾:

• fibroblastach (w skórze),
• chondrocytach (w chrząstce),
• osteoblastach (w kościach).

Wspólną cechą struktury wszystkich kolagenów jest postać potrójnej spirali (superhelisy). Jak dochodzi do powstawania cząsteczki kolagenu? Najpierw musimy zjeść pokarm zawierający białko, które następnie nasze enzymy zredukują do najprostszej formy, czyli aminokwasów ⁽¹⁾. Część z nich trafia do fibroblastów i tam zaczynają się dwie fazy z ich udziałem ^(2,3):

Na produkcję kolagenu wewnątrz organizmu i jej tempo ma wpływ wiele czynników. Do najczęstszych należą ⁽²⁾:

1. Wiek – wraz z upływem lat naturalnie zwalnia tempo syntezy. Włókna kolagenu ulegają ścieńczeniu, zmniejsza się aktywność enzymów, biorących udział w produkcji kolagenu. Ten proces może się zacząć już po 25. roku życia.
2. Hormony, głównie estrogen – wraz z jego ubytkiem spada również zdolność organizmu do syntezy kolagenu. Proces ten nasila się podczas menopauzy.
3. Odżywianie – dla prawidłowej syntezy ważne jest dostarczanie organizmowi odpowiednich składników, takich jak witamina C, proliny (aminokwas tworzony przez organizm) i lizyny (aminokwas dostarczany z pożywieniem).
4. Styl życia – na produkcję kolagenu negatywnie wpływać może m.in. palenie papierosów, spożywanie alkoholu, nadmierna ekspozycja na promieniowanie UV, przewlekły stres.

Degradacja kolagenu – naturalny recykling

Rozpad kolagenu, czyli jego degradacja to naturalny proces „recyklingu”, podczas którego stare lub uszkodzone włókna kolagenowe są rozkładane przez enzymy zwane metaloproteinazami macierzy (MMP). Dzięki temu organizm może pozbyć się zużytych struktur i zrobić miejsce na nowe ⁽²⁾.

W warunkach fizjologicznych równowaga między syntezą a degradacją powinna być zachowana. Gdy zostaje zaburzona, degradacja kolagenu może stać się nadmierna. Dzieje się tak często wtedy, gdy wpływają na nią czynniki, na które zwykle mamy wpływ, jak np. ⁽²⁾:

• wybrane elementy stylu życia – m.in. palenie papierosów, promieniowanie UV, alkohol
• niewłaściwa dieta – szczególnie bogata w cukry

Te czynniki powodują uwolnienie MMP, które niszczą sieć kolagenu oraz spowalniają jego produkcję przez fibroblasty. Zmiany te mogą negatywnie wpływać na różne układy i tkanki ciała, w szczególności ⁽²⁾:

• skórę: białko zmienia swoją strukturę oraz właściwości, co prowadzi do utraty sprężystości oraz pojawienia się bruzd i zmarszczek,
• włosy: zbyt mała ilość kolagenu może wpływać na ich wypadanie oraz zwiększoną łamliwość,
• układ kostny: włókna kolagenowe stają się cienkie i kruche, to powoduje osłabienie tkanki kostnej, co ma negatywny wpływ na stan kości,
• układ chrzęstny: maleje odporność tkanki chrzęstnej, co osłabia stawy i prowadzić może do ograniczeń ruchomości.

Kolagenowa równowaga – wiele możemy zrobić sami

Zrozumienie dynamicznej natury procesów syntezy i degradacji kolagenu dla zdrowia tkanek jest kluczowe, aby wiedzieć jak wzmacniać syntezę, a jak minimalizować degradację.

To przecież my decydujemy czy będziemy wspierać powstawanie kolagenu poprzez to, na co mamy wpływ, czyli np. stosując odpowiednią dietę i unikając czynników stylu życia, nasilających jego degradację.

Jasne, z upływem lat coraz częściej będzie dochodzić do sytuacji, w której degradacja kolagenu zdominuje jego syntezę, a my będziemy patrzeć na konsekwencje tego procesu choćby dla skóry – utratę jędrności i elastyczności czy kolejne zmarszczki ⁽³⁾.

To właśnie dlatego tak wiele mówi się o suplementacji kolagenu w sytuacji, w której nie dostarczamy sobie jego wystarczającej ilości wraz z optymalną dietą albo działają czynniki, na które nie mamy wpływu.

Na podstawie:

1. Ricard-Blum S. The Collagen Family. Institut de Biologie et Chimie des Prote´ines, Universite´ Lyon, 1-20. Cold Spring Harb Perspect Biol 2011;3, 1-20.
2. Górska M., Ziaja M., Drab K. Wpływ suplementacji kolagenu na jakość skóry, włosów i paznokci. Polish Journal of Cosmetology 2023, 26(4): 187-195.
3. Żelaszczyk D., Waszkielewicz A., Marona H. Kolagen – struktura oraz zastosowanie w kosmetologii i medycynie estetycznej. Pracownia Chemii Kosmetycznej Zakładu Chemii Bioorganicznej Katedry Chemii Organicznej, Wydział Farmaceutyczny, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum, Kraków, 1-7.