Již nějakou dobu je kolagen velmi populární. Jednoduchým vyhledáním zjistíte, jak se lidé o kolagen v průběhu času zajímají. Vrchol zájmů o
kolagen byl v Google trendech zaznamenán v lednu 2021 (viz graf přiložený níže -
vyhledávání zadaných slov v průběhu času). Proč takový zájem? Co je na něm
speciálního? V tomto dvoudílném článku se podíváme na to, co může být příčinou
popularity kolagenu.
Kolagen
Slovo kolagen se prvně objevilo v 19. století a sloužilo k označení složky pojivových tkání, které po uvaření vytvořily želatinu. Kolagen byl rovněž považován za biologické "lepidlo", které drží buňky na místě.9 Kolagen je hlavní strukturní protein mnoha pojivových tkání (například kůže, kostí), u savců tvoří kolagen okolo 25 - 30 % všech tělesných bílkovin.2,4
Kolagen je zodpovědný za stabilitu a sílu tělesných tkání, jelikož vytváří podpůrné sítě podél buněčných struktur.
Avila Rodríguez, Rodríguez Barroso & Sánchez, 2018
Jak plyne čas, jednotlivá kolagenová vlákna jsou poškozována a fragmentována, což způsobuje, že pokožka ztrácí svou celistvost. Jedním z průvodních projevů tohoto mechanismu je například tvorba vrásek.5
Všechny bílkoviny, které mají strukturu založenou na třech spirálovitých polypeptidových řetězcích, patří do skupiny kolagenů. Existuje téměř 30 typů kolagenu.1,10
Peptidy
Peptidy vznikají spojením aminokyselin peptidovou vazbou, podle délky řetězce a množství aminokyselin se různě dělí (dipeptidy - 2 aminokyseliny, tripeptidy - 3 aminokyseliny, oligopeptidy, polypeptidy a bílkoviny). Polypeptidy jsou složeny z 11 - 99 aminokyselin. Co se týče kolagenu, charakteristické pro něj je, že každá třetí aminokyselina v polypeptidovém
řetězci je glycin. Další dvě aminokyseliny hojně zastoupené ve struktuře
kolagenu jsou prolin a hydroxyprolin. Peptid nejčastěji zastoupený v kolagenu
vypadá takto: prolin - hydroxyprolin - glycin. (Choi, Sung, Juhasz, & Mesinkovsk, 2019) Proč je toto specifické zastoupení aminokyselin důležité, se dozvíte dále v článku.
Nejhojněji jsou v našem těle zastoupeny tyto typy kolagenu: I, II, III.3
Kde se kolagen vykytuje?
Nejhojnějším dostupným zdrojem kolagenu je prasečí kůže, vepřové maso, hovězí kůže, hovězí kosti, kuřecí kosti. Rovněž mořské organismy mohou být zdrojem kolagenu (např. medúza, mušle, oliheň, sépie a další). Zajímavým zdrojem kolagenu je rovněž geneticky upravená bakterie, která dokáže produkovat kolagen, ovšem tato metoda produkuje pouze malé množství kolagenu a je finančně náročná.1,10
Co se týče pozitivních účinků suplementace kolagenem, vliv na organismus je v drtivé většině studií zjišťován v rámci hydrolyzovaného kolagenu (molekuly kolagenu jsou rozštěpeny na menší molekuly za účastí vody). Výsledný (hydrolyzovaný) protein je poté rychleji a účinněji absorbován.
Čím je kolagen výjimečný?
Pokud jsou všechny bílkoviny v rámci metabolismu rozštěpeny na jednotlivé aminokyseliny, mohlo by být jedno, ze kterého zdroje pocházejí, je v tom však jeden háček. Kolagen je absorbován jak v podobě jednotlivých aminokyselin, tak i v podobě peptidů (krátkých řetězců aminokyselin).8 Zde přichází na řadu důležitost struktury kolagenu, a především nejčastěji zastoupené sekvence aminokyselin glycin - prolin - hydroxyprolin.
Po příjmu kolagenu je možné v krvi pozorovat zvýšení množství těchto pro kolagen unikátních peptidů, tudíž dokážou částečně obejít proces "rozsekání" řetězců aminokyselin na jednotlivé stavební bloky.8 Podporu pro tuto vlastnost hydrolyzovaného kolagenu dodává i studie, ve které u myších modelů bylo zjištěno, že při porovnání s kontrolní skupinou (suplementace kaseinem) došlo u skupiny myší, které konzumovaly hydrolyzovaný kolagen, ke zvýšení množství kolagenu (typu I a IV) v jejich kůži. To poukázalo na fakt, že účinek hydrolyzovaného kolagenu byl závislý na příjmu specifického typu proteinu, nikoliv na zvýšení příjmu aminokyselin. Autoři naznačili, že hydrolyzovaný kolagen může stimulací anabolických procesů v kůži utlumit změny v kožní tkání, které nastupují v důsledku stárnutí.14
Kolagenní peptidy fungují rovněž jako signální molekuly, vážou se totiž na povrchové receptory fibroblastů (buňka vazivové tkáně). Po navázání na receptory těchto buněk jsou fibroblasty stimulovány k tvorbě dalšího kolagenu, ale také elastinu (protein, který mnoha tkáním umožňuje obnovit svůj tvar po natažení či stažení) a hyaluronové kyseliny (hraje roli například v hydrataci kůže).3,7,11
To znamená, že příjem hydrolyzovaného kolagenu stravou, absorpce kolagenních peptidů do krve a následná přeprava do podkoží má za důsledek zvýšenou tvorbu endogenního (tělu vlastního) kolagenu buňkami v podkoží.
Kolagen, hydroxyprolin, vitamín C a… piráti?
Hydroxyprolin je jednou ze základních složek kolagenu a je to aminokyselina, která je pro tento typ proteinu specifická.13 Pro syntézu hydroxyprolinu je potřebný vitamín C. Dlouhodobý nedostatek vitamínu C (nedostatečný příjem potravou po dobu 8 - 12 týdnů) ve stravě má za důsledek produkci "slabého" kolagenu a rozvoj nemoci zvané kurděje.6 Nemoc byla poprvé popsána v roce 1550 před naším letopočtem, nechvalně ji však proslavili piráti a britští námořníci mezi 15. a 18. stoletím. Při dlouhém pobytu na moři totiž neměli dostatečný příjem čerstvé potravy (včetně vitamínu C) a začaly se u nich projevovat příznaky jako únava, silné bolesti kloubů, krvácející a ustupující dásně, lámání kůže, prosakování krve z cév do svalstva a snadná tvorba modřin. Někteří autoři tuto nemoc popisovali doslova jako rozklad těla vzhledem k tomu, jak se nemoc navenek jevila. Tato nemoc napadala rovněž mozek, běžné byly například halucinace. Odhady tvrdí, že mezi 15. a 18. stoletím tato nemoc zabila dva miliony námořníků.6,12 V dnešní době je naštěstí toto onemocnění velmi vzácné.
Druhý díl této minisérie bude věnován možným benefitům, které jsou spojené se suplementací kolagenem.
Použité zdroje:
1. Avila Rodríguez, M. I., Rodríguez Barroso, L. G., & Sánchez, M. L. (2018). Collagen: A review on its sources and potential cosmetic applications. Journal of Cosmetic Dermatology, 17(1), 20-26. https://doi.org/10.1111/jocd.12450
2. Barati, M., Jabbari, M., Navekar, R., Farahmand, F., Zeinalian, R., Salehi-Sahlabadi, A., … Davoodi, S. H. (2020). Collagen supplementation for skin health: A mechanistic systematic review. Journal of Cosmetic Dermatology, 19(11), 2820-2829. https://doi.org/10.1111/jocd.13435
3. Crowe, T. (2021, březen 17). Are collagen supplements legit or just Insta influencer fairy dust? Získáno z Thinking Nutrition website: https://www.thinkingnutrition.com.au/collagen-supplements/
4. de Miranda, R. B., Weimer, P., & Rossi, R. C. (2021). Effects of hydrolyzed collagen supplementation on skin aging: A systematic review and meta-analysis. International Journal of Dermatology, 60(12), 1449-1461. https://doi.org/10.1111/ijd.15518
5. Jhawar, N., Wang, J. V., & Saedi, N. (2020). Oral collagen supplementation for skin aging: A fad or the future? Journal of Cosmetic Dermatology, 19(4), 910-912. https://doi.org/10.1111/jocd.13096
6. Maxfield, L., & Crane, J. S. (2021). Vitamin C Deficiency. In StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. Získáno z http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK493187/
7. Ohara, H., Ichikawa, S., Matsumoto, H., Akiyama, M., Fujimoto, N., Kobayashi, T., & Tajima, S. (2010). Collagen-derived dipeptide, proline-hydroxyproline, stimulates cell proliferation and hyaluronic acid synthesis in cultured human dermal fibroblasts. The Journal of Dermatology, 37(4), 330-338. https://doi.org/10.1111/j.1346-8138.2010.00827.x
8. Proksch, E., Segger, D., Degwert, J., Schunck, M., Zague, V., & Oesser, S. (2014). Oral Supplementation of Specific Collagen Peptides Has Beneficial Effects on Human Skin Physiology: A Double-Blind, Placebo-Controlled Study. Skin Pharmacology and Physiology, 27(1), 47-55. https://doi.org/10.1159/000351376
9. Sorushanova, A., Delgado, L. M., Wu, Z., Shologu, N., Kshirsagar, A., Raghunath, R., … Zeugolis, D. I. (2019). The Collagen Suprafamily: From Biosynthesis to Advanced Biomaterial Development. Advanced Materials, 31(1), 1801651. https://doi.org/10.1002/adma.201801651
10. Subhan, F., Hussain, Z., Tauseef, I., Shehzad, A., & Wahid, F. (2021). A review on recent advances and applications of fish collagen. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 61(6), 1027-1037. https://doi.org/10.1080/10408398.2020.1751585
11. Watanabe-Kamiyama, M., Shimizu, M., Kamiyama, S., Taguchi, Y., Sone, H., Morimatsu, F., … Komai, M. (2010). Absorption and Effectiveness of Orally Administered Low Molecular Weight Collagen Hydrolysate in Rats. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58(2), 835-841. https://doi.org/10.1021/jf9031487
12. Worrall, S. (2017, leden 15). A Nightmare Disease Haunted Ships During Age of Discovery. Získáno 6. leden 2022, z Science website: https://www.nationalgeographic.com/science/article/scurvy-disease-discovery-jonathan-lamb
13. Wu, G., Bazer, F. W., Burghardt, R. C., Johnson, G. A., Kim, S. W., Knabe, D. A., … Spencer, T. E. (2011). Proline and hydroxyproline metabolism: Implications for animal and human nutrition. Amino acids, 40(4), 1053-1063. https://doi.org/10.1007/s00726-010-0715-z
14. Zague, V., de Freitas, V., da Costa Rosa, M., de Castro, G. Á., Jaeger, R. G., & Machado-Santelli, G. M. (2011). Collagen hydrolysate intake increases skin collagen expression and suppresses matrix metalloproteinase 2 activity. Journal of Medicinal Food, 14(6), 618-624. https://doi.org/10.1089/jmf.2010.0085
