Пептиды коллагена — вещество сохраняющее молодость кожи и здоровье волос

Качественные коллагеновые волокна — одна из основных составляющих здоровой кожи. Поэтому большое количество косметологических методов направлено на восстановление ее коллагенового каркаса. Как витамины и микроэлементы могут влиять на синтез коллагена? И почему для достижения стойкого эффекта необходимо учитывать их количественный состав в организме?

Ежегодно создаются новые методики и препараты для улучшения синтеза коллагена с целью профилактики инволюционных процессов в организме и уменьшения выраженности возрастных изменений.
Но за стремлением повлиять на коллагеногенез извне порой забывают о тех веществах, без достаточного количества которых в самом организме синтез коллагена крайне затруднен. Никто не будет отрицать, что продукция этого жизненно важного белка зависит от гормонов, гормоны, в свою очередь, от присутствия металлов, усвоение металлов — от витаминов; и эту цепочку можно продолжать долго, тем более что она замкнутая. Осветить все нюансы в одной статье не представляется возможным, но сделать шаг навстречу пониманию некоторых процессов — в наших силах. Синтез и процессинг (созревание) коллагена включает в себя несколько этапов:

• транскрипция генов, кодирующих коллагены, в которой участвуют десятки магнийи кальцийзависимых белков;
• синтез препроколлагена на рибосоме, поддерживаемый магний- и кальцийзависимыми белками;
• транспорт цепи препроколлагена в эндоплазматический ретикулум посредством сигнального пептида на N-концевом участке аминокислотной цепи;
• удаление сигнального пептида в препроколлагене посредством фермента пептидазы;
• гидроксилирование аминокислотных остатков пролина с участием Fe2+ и аскорбат-аниона в качестве кофакторов;
• гликозилирование моносахаридами аминокислотных остатков лизина в препроколлагене в присутствии ферментов, содержащих ионы марганца;
• сборка тройной спирали проколлагена из 3 аминокислотных цепей препроколлагена;
• внесение необходимых конформационных изменений в проколлаген посредством изомеризации остатков цистеина и пролина;
• упаковка проколлагена в транспортный везикул, перенос во внеклеточный матрикс;
• вне клетки модификация молекулы проколлагена с помощью протеиназ проколлагена, нуждающихся в ионах Zn2+ как кофакторе;
• формирование коллагеновых фибрилл из тропоколлагена посредством лизилоксидазы, кофакторами которой являются ионы Cu+ и тирозил-хинон (рис. 1) [1].

Всем известно об участии магния и кальция в синтезе соединительной ткани и коллагена, но о железе, цинке, меди, витаминах С и D часто забывают. Именно эти кофакторы рассмотрим в статье.

Железо

Железодефицитная анемия в той или иной степени присутствует у 40–60 % женщин детородного возраста по всему миру [2, 26]. И это при том, что железо — один из важнейших микроэлементов, необходимых для нормального функционирования биологических систем организма. Оно требуется для осуществления функции дыхания, кроветворения, участвует в иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях.

Причины дефицита железа:

• недостаточное поступление в организм железа из-за нарушения режима питания (например, при вегетарианской диете);
• снижение всасываемости железа в кишечнике (рис. 3);
• нарушение регуляции обмена витамина С;
• избыточное поступление в организм фосфатов, оксалатов, кальция, цинка, витамина Е;
• поступление в организм железосвязывающих веществ;
• усиленное расходование железа (в периоды интенсивного роста и беременности);
• потери железа, связанные с травмами, кровопотерями во время операций, обильными менструациями, язвенными болезнями, донорством, занятиями спортом;
• нарушение функции щитовидной железы;
• различные системные и опухолевые заболевания [21].

Учитывая высокую распространенность дефицита железа в популяции, сложно говорить о нормальном синтезе коллагена при таких состояниях.

Противопоказания к применению

Теперь рассмотрим, есть ли противопоказания к лечению суставов коллагеном. Если речь идет об инъекционном вмешательстве, то опасных последствий нет, но для пищевого коллагена существуют серьезные ограничения:

1. Проблемы ЖКТ – энтероколит и гастродуоденит.
2. Гастрит.
3. Раздражение толстой кишки.
4. Запоры.
5. Опухоли в кишечнике.
6. Повреждения слизистой ЖКТ, в т.ч. язва желудка и двенадцатиперстной кишки.
7. Геморрой.
8. Варикозная болезнь.
9. Печеночная недостаточность.
10. Беременность и лактация.
11. Индивидуальная непереносимость к пищевому коллагену.

Кроме того, нельзя забывать, что коллаген – это сложный белок, который обогащен кальцием, поэтому не рекомендуется его употреблять при предрасположенности к мочекаменной болезни или камнях в почках.

Цинк

Цинк — единственный металл, представленный в небелковой части ферментов каждого класса, и никаким другим металлом цинк не может быть заменен. Несмотря на малую концентрацию цинка в крови, стабильные связи с макромолекулами делают его доступным для всех тканей организма, что в дальнейшем позволяет удовлетворять потребности в нем белков и ферментов, выполняющих различные биологические функции [28].

Распространенность дефицита цинка в мире не менее значительная, чем железа и витамина С, и составляет до 60% [29].

Для транспорта эритроцитами кислорода и углекислого газа абсолютно необходим цинк, и большая часть цинка крови содержится именно в эритроцитах в составе цинковых металлоферментов — карбоангидраз. Карбоангидразы катализируют превращения углекислого газа в угольную кислоту (угольная кислота участвует в поддержании pH крови в физиологическом диапазоне (7,25–7,35). В капиллярах легких эти процессы идут в обратном направлении: угольная кислота распадается на углекислый газ и воду, и углекислый газ удаляется наружу [18].

Без нормального дыхания ни одна клетка не способна осуществлять свои функции.

Для чего нужен организму?

Широко известен в косметологии, встречается в косметических средствах, продуктах. Можно принимать в капсулах, таблетках, в виде порошка или жидкого раствора. Помогает восполнить нехватку белковых соединений, минералов, витаминов. Дополнительные преимущества:

• стимулирует естественные процессы омоложения;
• повышает защитные свойства дермы;
• удерживает влагу в коже;
• предотвращает сухость, шелушение;

  

• разглаживает мелкие морщины.

Белок, синтезируемый соединительной тканью, делает кожу упругой. Если появились мелкие морщинки, значит выработка коллагена снизилась. В организме концентрируется в коже, ногтях, волосах, суставах. После 25 лет выработка снижается, требуется принудительная стимуляция. Допустимо принимать БАДы, пользоваться специальной косметикой, вводить в рацион продукты, богатые коллагеном.

Эластин и коллаген — главные компоненты красоты и молодости.

Но белок отвечает не только за внешнюю привлекательность. Он предотвращает микротравмы на коже, появление грибка, инфекционного поражения. Отвечает за гибкость суставов и связок, предотвращает появление артрита. Косвенно влияет на работу сердечно-сосудистой и нервной системы. Повысить уровень белковых соединений без уколов красоты можно, достаточно скорректировать рацион, подобрать комплекс витаминов.

Медь

В мире распространенность дефицита меди в организме, приводящего, наряду с железом, к анемии, составляет до 30%. А ведь этот микроэлемент крайне необходим для нормальной физиологии организма.

Если говорить о коже, то медь играет ключевую роль в ангиогенезе, синтезе и стабилизации белков внеклеточного матрикса [3].

В физиологически значимых концентрациях (2 мг — средняя суточная потребность) медь ускоряет заживление ран [16].

Ионы меди, которые являются кофакторами лизилоксидазы, принимают участие в последнем этапе синтеза коллагена. Медь имеет важное значение для формирования внутри- и межмолекулярных поперечных связей в коллагене, а соответственно, и прочности коллагеновых и эластиновых фибрилл [8, 13, 15]. Недостаток меди ухудшает формирование сшивок коллагена и приводит к тяжелой патологии костей, легких и сердечно-сосудистой системы [12].

Компенсация дефицита этого микроэлемента, бесспорно, улучшает синтез коллагена, в том числе в коже (рис. 4) [7, 10].

Источники животного происхождения

Животная пища богата коллагеновыми белками и является единственным источником природного вещества, а также основных аминокислот, из которых соединение может синтезироваться в организме. В научной литературе присутствует мало информации о проценте коллагена в продуктах, поэтому далее будут представлены таблицы содержания в еде пролина и глицина. Эти 2 аминокислоты составляют основу молекул коллагеновых белков.

Мясные продукты

Коллагеновые соединения присутствуют во всех видах мяса, а точные концентрации вещества представлены в таблице из предыдущего раздела. Полезным и недорогим источником коллагена врачи считают костный бульон. Кости при термической обработке образуют желатин и гидролизированные соединения с высокой биодоступностью.

Врачи советуют восполнять дефицит с помощью мяса индейки и курицы, где присутствует большое количество устойчивого коллагена и низкий процент животного жира.

Таблица 2 – Мясные продукты с наибольшим содержанием пролина и глицина

Рыба, морепродукты

Таблица 3 – Количество пролина и глицина в рыбных продуктах

Молочные продукты

Таблица 4 – Содержание аминокислот Pro и Gly в молочных продуктах

Яйца и яйцепродукты

Таблица 5 – Яичные продукты, богатые предшественниками коллагена – глицином, пролином

Аскорбиновая кислота (витамин С)

Аскорбиновая кислота играет в организме фундаментальную роль — нет фактически ни одного физиологического процесса, в котором бы она не принимала участия.

Роль витамина С в организме Аскорбиновая кислота в организме человека оказывает влияние на множество важнейших биологических процессов:

• образование кортикостероидов (при стрессе в несколько раз возрастает уровень потребления витамина С тканями и органами) [20];
• обмен тирозина (влияние на обмен гормонов щитовидной железы) [22];
• трансформация дофамина в норадреналин [25];
• превращение токсичных соединений ванадия в безвредные [23];
• превращение фолиевой кислоты в ее активную форму — тетрагидрофолат [27];
• активация мРНК ацетилхолинового рецептора [20];
• образование активных форм витамина D (транспортной формы [25(OH)D] — в печени и активной гормональной формы [1,25(ОН)2D] — в почках), что служит основным фактором профилактики остеопороза [20];
• потенцирование всасывания железа [24].

Распространенность дефицита витамина С в мире по разным данным составляет 20–40% [14, 15].

В последнее время много исследований посвящено аскорбиновой кислоте и ее биодоступности для кожи [9]. При недостатке витамина С в организме его нанесение на кожу не будет иметь ожидаемого эффекта, так как не сможет восполнить нутритивный дефицит. В ходе проведенных исследований выяснилось, что витамин С ускоряет заживление ран, участвует в активизации синтеза коллагена I типа (рис. 5) и снижении параметров окислительного стресса. Никаких значимых побочных эффектов при добавлении витамина С в питание в ходе проведенных исследований выявлено не было [5, 6].

Синтез коллагена зависит от гормонов, гормоны, в свою очередь, от присутствия металлов, усвоение металлов — от витаминов, и эту цепочку можно продолжать долго, тем более что она замкнутая.

В каких продуктах содержится коллаген?

Коллаген содержится исключительно в связках, хрящах и костях. Но в таком виде он практически не усваивается организмом. Поэтому многие спортсмены предпочитают употреблять коллаген из промышленных добавок. Однако если вы стремитесь получить все необходимое только из натуральных продуктов, для синтеза коллагена организмом вам понадобятся:

1. Аминокислоты: глицин, лизин, пролин.
2. Витамины: C,D,A,E.
3. Минералы: цинк, фосфор, железо, медь.

И если витамины и минералы несложно получить из многих продуктов, то вот необходимые аминокислоты в достаточном количестве содержаться только в пище животного происхождения.

Витамин D

Распространенность дефицита витамина D в российской популяции составляет более 90% (в мире 50–60%) [19]. Этот витамин стимулирует увеличение синтеза секретируемых белков TGF-β (регулируют деление и дифференцировку различных типов клеток, включая фибробласты и кератиноциты) и их связывание с рецепторами на мембране клеток. Поэтому при его дефиците происходит нарушение активности сигнальных каскадов TGF-β, что ухудшает заживление кожи после любой травмы (включая косметологические манипуляции). Например, во время термолифтинга часть коллагеновых волокон дермы сжимается и уменьшается в объеме. Это приводит к повышению зернистости базального слоя и при достаточном количестве витамина D создает благоприятные условия для воздействия его активных форм на экспрессию TGF-β1, который и способствует обновлению соединительной ткани [11].

Что делать вегетарианцам

Вегетарианцы находятся в группе риска по дефициту коллагена, так как это природное соединение отсутствует в еде растительного происхождения.

Некоторые производители предлагают пищевые добавки с «вегетарианским» строительным белком, но это обычный маркетинговый ход. Такая продукция изготавливается на основе переработанных пшеничных белков, которые полезны для организма, но не могут восполнить нехватку коллагеновых соединений.

Оптимальное решение для вегетарианцев – принимать БАДы с эффективным генератором собственного коллагена BioSil. Это вещество представляет собой биодоступную холин-ортокремниевую кислоту, которая способствует образованию молекул коллагена и эластина в фибробластах. Препараты рекомендованы для людей после 30-35 лет, придерживающихся вегетарианского рациона.

Рекомендации специалистов и косметологов

Для нормальной выработки коллагена женщинам до 25 лет достаточно только нормализовать рацион. После 25 синтез ослабевает, простого изменения рациона недостаточно. Придется корректировать образ жизни, исключать вредные привычки, добавлять продукты для стимуляции и косметические средства, витаминизированные комплексы. Общие рекомендации:

• крем имеет минимальные противопоказания, но работает только в верхних слоях кожи;
• сыворотка отличается выраженным воздействием на глубокие слои дермы;
• порошок содержит трудноусваиваемые соединения;
• ампульные средства подходят для мезотерапии, но имеют большой список ограничений.

Коллаген относится к быстро восполняемым соединениям. Поэтому комплексный подход позволит увидеть результат процедур уже через 7-12 дней.

Косметические средства работают поверхности, продукты стимулируют естественный синтез, витамины уменьшают риск распада коллагена. Такой подход позволит сохранить молодость кожи и суставов, красоту волос, ногтей на годы. Важно соблюдать питьевой режим, потреблять не менее 2 литров воды в сутки, в противном случае белковые соединения быстро распадаются, терапия окажется бесполезной.