קולגן

פריסה ופונקציה

קולגן הוא חלבון אשר כחלבון מבני מהווה חלק חיוני ברקמות חיבור ותומך. בהתאם, הוא מתרחש ברוב האיברים בגופנו. קולגן הוא אחד מחלבוני הסיבים ובעל מבנה אנטומי ספציפי כך שהוא מביא לחלבון יציב. למולקולת הקולגן מבנה בסיסי המורכב משלוש שרשראות פוליפפטיד. אלה קשורים יחד חלבונים המורכבים עד 1000 חומצות אמינו אינדיבידואליות, היחידה הקטנה ביותר של חלבונים.

הסינתזה של מבשר לקולגן מיוצרת לראשונה בתאים. שלוש שרשרות החלבון שוכבות זו לזו. הם יוצרים מבנה בסיסי מסתובב עם כיוון השעון, והתוצאה היא מולקולת קולגן באורך 300 ננומטר ובעובי של 1.5 ננומטר. סידור זה ידוע בשם הסליל המשולש ומהווה מבשר הקולגן. המשך ייצור הקולגן מתרחש כעת מחוץ לתא. אנזימים מסוימים חתכו פפטידים מפרוקולגן זה בקצוות. כעת ניתן לסדר את המסייעים המשולשים האישיים במקביל ויוצרים גשרים חוצים. המשמעות היא שמולקולות העמיתים רשת זו עם זו ובכך יוצרים מסגרת יציבה ומשויכת.

במיקרוסקופ האור ניתן לראות הפשטה אופקית טיפוסית, אשר נגרמת מהעובדה שמולקולות העמיתים שוכבות זו לזו ויוצרות סיבים וקצותיהם חופפים. בסופו של דבר כמה פרפרים יוצרים סיבי קולגן. ואז מולקולות מים נקשרות לקולגן המוגמר, מה שאומר שלקולגן תמיד יש תכולת מים גבוהה. הרכבה של שרשראות פפטיד שונות יוצרת מסות משולשות שונות. לכן, מבדילים בין סוגים שונים של קולגן, אשר בדרך כלל ממוספרים ברצף, כמו קולגן מסוג 1, סוג 2 או סוג 3.

סוגי הקולגן מופיעים באופן שונה בסוגי הרקמות השונים בגופנו. באופן כללי, קולגן נמצא בעור, בעצמות, בסחוס סיבים, בגידים, ברצועות, בשיניים, בעור השרירים ובעיניים. הקולגן הכלול מעניק למבנים אלה את החוזק והיציבות הנדרשים. בשל תכונותיהם האלסטיות מאוד עצמות, סחוסים וגידים עמידים בפני דמעה, אך גם גמישים.

בעצמות ובשיניים הוא מעורב גם במינרליזציה, בבניית עצמות ובאמייל השיניים, ומהווה חלק חשוב מהמטבוליזם שם. אברי גופנו נסגרים בדרך כלל על ידי קפסולה ורקמות שומן. הקולגן גם יוצר שכבות שטח ונמצא ברובו ברקמת החיבור. האיברים מופרדים בכך זה מזה, אך נותרו גמישים במיקומם. הקולגן אפוא מעורב גם בריפוד ובגמישות האיברים שלנו ותפקיד פונקציה מגינה עם הרקמה השומנית.

קולגן בעור

חלק גדול מאוד של קולגן נמצא בעור, שם הוא מקבל תפקיד חשוב לתמיכה בשכבות העור וברקמות החיבור הסמוכות. כחלבון, לקולגן יש את המאפיין של מים קשורים, השומרים על עור מתוח. בגלל המבנה המיוחד של הקולגן הקולגן אלסטי מאוד, מה שאומר שהעור גם הוא אלסטי וגמיש מאוד. כמה קולגן חשוב לזה מוצקות עור מוצג כאשר תוכן הקולגן פוחת לאט מסביבות אמצע שנות העשרים.

לאט לאט מופיעים הקמטים הראשונים, שקשורים לפירוק הקולגן בעור. לאחר מכן העור מאבד מגמישותו ומתמוטט. ייצור הקולגן עצמו פוחת משמעותית וזו הסיבה שיצרנים שונים מוצרי קוסמטיקה בצורה של משחות או אבני בניין קולגן כמו חלבונים וחומצות אמינו מנסים למלא את כרית הקולגן מבחוץ. משחות המכילות קולגן או זריקות ישירות לעור אמור להחליק את הקמטים מחדש ולגרום לעור להיראות חזק יותר. מכיוון שהקולגן קושר מים, העור צריך להיראות מוצק ורענן יותר מיד לאחר טיפול בהזרקה.

סוגי קולגן

סוג 1

כשמדובר בקולגן, מבדילים בין סוגים שונים שכל אחד מהם מהווה פרופורציה שונה באיברים שונים. אורכו של קולגן מסוג I הוא כ -300 ננומטר ויוצר את המבנה האופייני של סיבי קולגן צפופים, שיכולים להיות בעובי של 50 ל -200 ננומטר. מבחינת כמות, קולגן מסוג 1 הוא הנפוץ ביותר בגוף האדם. סוג זה שכיח במיוחד בעור, ברקמות חיבור, בגידים, בעצמות, בפסק השרירים ובקרנית. במבנים שהוזכרו הקולגן נמצא במטריקס החוץ תאי, כלומר הקולגן מקיף את התאים האישיים בעור, בעצמות ובגידים.

על ידי אחסון מים בקולגן, האיברים צוברים כוח מכני. תכולת הקולגן הגבוהה מסוג 1 בעור ובגידים הופכת אותם לחזקים וגמישים במיוחד. שיעור העמיתים מבטיח את חוזק הדחיסה והמוצקות הדרושים של המבנים השונים.

אחת ההפרעות הידועות ביותר בסינתזת קולגן מסוג 1 היא אוסטאוגנזה imperfecta. זה מחלת עצם זגוגית, פגם תורשתי בהיווצרות העצם. כתוצאה מכך נוצר מעט מדי קולגן והעצם פחות יציבה וגמישה. תלוי בחומרת המחלה זה יכול להיות שונה. צעד לעבר המטופל שברים ספונטניים ותכופים עַל. גם עיוותים בגולגולת ובעמוד השדרה יכולים להופיע. בנוסף, החולים בדרך כלל לא גדלים מאוד, מכיוון שהמחלה משפיעה על כל צמיחת העצמות.

סוג 2

קולגן מסוג 2, כמו סוג 1, הוא גם קולגן המייצר פיבריל. מבחינת האורך, שני הסוגים דומים מאוד. אורכו של סוג 2 הוא בערך 300 ננומטר, אך לרוב הוא דק יותר מקולגן מסוג 1. קולגן מסוג 2 שכיח במיוחד בהיילינה ואלסטית סָחוּס מלפנים. הסחוס ההייליני קו את מפרקי הגוף ויוצר את השכבה העליונה של חלל המפרק.

סחוס אלסטי מתרחש, למשל, על העורק, תעלת האוזן וגם בסמפונות הקטנות של הריאות. בעוד שלקולגן מסוג 1 מבנה צפוף, סיבי קולגן מסוג 2 שוכנים באופן רופף במבנים השונים ברקמת החיבור. בנוסף לקולגן ישנם חומרים נוספים כמו פרוטאוגלקן חומצה היאלורונית בסחוס. בשל הרכב זה והצטברות מים, הסחוס הופך להיות עמיד בפני לחץ, אלסטי וניתן למתיחה, אך אינו יציב כמו עצמות.

הידרוליזה

הידרוליסאטים הם מוצרים הנובעים מהתמוטטות חלבונים או חלבונים. ניתן להשיג הידרוליזאט גם מקולגן על ידי מחשוף אנזימטי (הידרוליזה). חלבוני קולגן אלה מתקבלים עדיף מקולגן מסוג 1 ומשמשים כ תוספי מזון מנוצל. הם מכילים שיעור גבוה של שרשראות חומצות אמינו קצרות (פפטידים) ודומים מאוד לג'לטין.

הבדל אחד הוא שההידרוליזאט של קולגן אינו מג'ל ואפשר להמיס אותו בקלות במים. זוהי אבקה לבנה, נטולת ריח וחסרת טעם, שניתן להשתמש בה לכריכה, מתחליב וקצף. אבקה זו משמשת במיוחד בתזונה עשירה בחלבונים ובמוצרי חלבון תזונת ספורט. זה זמין כאבקה שניתן להמיס אותה ומשלים את צריכת החלבון במהלך פעילות גופנית נמרצת. הוא משמש גם לתיקון רקמות סחוס פגומות.

ההידרוליזה של הקולגן אמורה לעורר היווצרות סחוס ובכך ליצור מחדש חומר משותף שחוק. בחולים הסובלים מבלאי סחוס (דלקת מפרקים ניוונית), הדבר אמור להביא לשיפור בכאבים ובניידות המפרקים. חלבוני הקולגן כלולים גם בכמה מוצרים קוסמטיים, מכיוון שהם נספגים היטב בגוף, עליהם להיות מסוגלים לחדור לשכבות העמוקות יותר של העור ולשפר ולהדק את מראה העור.