Что такое коллаген и для чего нужен?

Мы привыкли, что в косметике для ухода за кожей (особенно рассчитанной на возраст 25+) содержится коллаген. Этот компонент призван оттянуть увядание, уменьшить выраженность мимических морщин, улучшить состояние кожи. Что это такое, из чего производится, какие факторы влияют на его содержание в организме – рассмотрим в этой статье. 

Что такое коллаген?

Коллаген – это структурный (иначе фибриллярный) белок, который служит основой многих органов человеческого тела: костей, хрящей, сухожилий, мышц, сосудистых стенок, кожи и других. 50% всего коллагена содержится в межклеточном матриксе костей и 50% – в коже, базальных мембранах, соединительных тканях. Коллаген также наиболее часто встречающееся белковое соединение в животном мире, а вот в организмах растений, грибов, бактерий он отсутствует.

Для чего нужен коллаген в организме?

Слово «коллаген» происходит от греческих: kola – «клей», gen – «создавать», что отражает его суть и назначение в теле человека и животных вообще.

Главные функции коллагена для органов человеческого тела – связывать, скреплять, поддерживать форму, обеспечиватьэластичность, упругость, прочность и защиту тканям.

Главные функции коллагена для кожи – создание эластичности, упругости, тонуса, наполненности.

Что такое синтез коллагена?

Синтез коллагена – это его образование в разных частях тела, где он выступает структурным веществом. Относительно кожи, он вырабатывается в ее дермальном слое. 

Сам синтез коллагена начинается в специальных клетках – фибробластах, затем продолжается за их пределами. Этот сложный и многоступенчатый процесс требует участия многих веществ: ферментов, минералов, аминокислот и обязательно аскорбиновой кислоты (то есть витамина С). 

Как и все вещества в организме, коллаген имеет свой цикл обновления, то есть синтеза и разрушения. Последнее происходит под действием ферментов – коллагеназов, которые разрывают пептидные связи в молекуле коллагена и прекращают его функциональность.

Из чего состоит коллаген?

Химически коллаген состоит из 19 аминокислот

  • глицин – 20,0-30,5%;
  • пролин – 13,7-18,0%;
  • гидроксипролин – 12,1-14,5%;
  • глутаминовая кислота – 10,0-11,7%;
  • аланин – 8-11%;
  • аргинин – 7,8-9,0%;
  • аспарагиновая кислота – 5,7-9,0%;
  • лизин – 3,9-5,2%;
  • серин – 2,9-4,1%;
  • лейцин – 2,8-3,5%;
  • валин – 2,1-3,4%;
  • треонин – 1,8-2,6%;
  • изолейцин – 1,3-1,8%;
  • фенилаланин – 1,1-2,6%;
  • гидроксилизин – 0,7-1,2%;
  • гистидин – 0,7-1,0%;
  • метионин – 0,7-0,9%;
  • тирозин – 0,2-1,0%;
  • цистин – 0,1-0,9%.

Аминокислоты объединяются в пептидные цепи, а те образуют общую структуру коллагена в виде спиральных сплетений.

Благодаря такому строению коллаген способен пружинить, растягиваться и возвращаться в исходное состояние. За счет этих свойств он и выполняет свои биологические функции.

Сколько типов коллагена существует?

Всего в организме человека находится 28 видов коллагена, среди которых не все являются фибриллярными (структурными), выполняя другие функции, например, соединения, разделения, определения физических свойств и пр.

Важными для кожи являются типы I, III, IV, и VII.

Тип I коллагена – фибриллярный – является преобладающим в теле человека, составляет 90% от всех его типов. Он входит в состав мягких и твердых тканей, среди которых: кожа, суставы, сухожилия, хрящи, мышцы, стенки органов, кости, скелет, роговица глаза, зубы и др. Посредством своих волокон данный тип коллагена продуцирует и заполняет межклеточный матрикс, внеклеточное пространство. Помимо этого, отвечает за регенерацию, заживление, обновление тканей, усвоение питательных веществ клетками, поддержание водного баланса между слоями клеток.

Тип III коллагена – фибриллярный – второй по распространенности, образует дермальный слой кожи, стенки сосудов, красный костный мозг, отвечающий за кроветворение. Обеспечивает эластичность и прочность тканей.

Тип IV коллагена – сетевидный – формирует все базальные мембраны, в том числе кожи, содержится в хрусталике глаза. Служит разделяющим материалом между соединительной тканью и клетками различных органов.

Тип VII коллагена – соединяющий – создает якорные фибриллы, связывающие слои кожи: дерму и эпидермис. Объединяет разные структурные единицы в единый комплекс.

Какова важность коллагена для кожи?

Состояние кожи обусловлено двумя показателями:количеством коллагена и его качеством.

В результате нехватки коллагена в кожном покрове:

  • изменяется овал лица и его пропорции;
  • появляются морщины;
  • теряется упругость;
  • появляется дряхлость.

Что разрушает коллаген?

Существует ряд факторов, которые оказывают негативное влияние на коллаген:

  1. Возраст – с возрастом процесс обновления клеток замедляется и нарушается, разрушение и синтез коллагена происходят не пропорционально: организм теряет коллагена больше, чем его производит. Особенно это ускоряется в период менопаузы, потому восполнение коллагена для женщин очень важно.
  2. Стресс – испытывая стресс, организм (а точнее, наши надпочечники) начинают вырабатывать кортизол – гормональное вещество, которое при затянувшемся эмоциональном или физическом напряжении разрушает коллаген и в целом действует негативно на внутренние процессы клеток кожи.
  3. Неправильное питание:
    1. Высокое содержание углеводных продуктов (десерты, мучное, газировка с сахаром) способствуют процессу гликации коллагена, то есть его склеивания при оседании глюкозы на его волокнах. В такой ситуации коллаген перестает функционировать.
    2. Недостаток белковой пищи, которая, по сути, выступает источником аминокислот, а те – строительным белковым материалом.
    3. Недостаток свежих овощей лишает организм необходимых ему витаминов, минералов, микроэлементов, энзимов – всех тех веществ, которые помогают организму усваивать белок и непосредственно обеспечивают процесс синтеза коллагена.
  4. Воздействие УФ-лучей – ультрафиолет стимулирует еще один фермент, отвечающий за разрушение белков, в том числе коллагена, а именно – металлопротеиназу.
  5. Курение.
  6. Алкоголь.
  7. Авитаминоз.
  8. Обезвоживание.

Что выступает источником коллагена?

Витамин С (или аскорбиновая кислота) – именно он стимулирует синтез коллагена, и без его участия, как мы уже отмечали выше, не может происходит выработка этого белка. Источниками витамина С служат различные ягоды, фрукты и овощи: шиповник, сладкий перец (красный и зеленый), черная смородина, облепиха, петрушка, укроп, киви, цитрусовые и другие.

Аминокислоты – белковые единицы, из которых создается коллаген. Источниками аминокислот является белковая пища: белое мясо индейки/курицы, рыба, моллюски, желатин животного происхождения, яичный желток.

Минералы, микроэлементы, витамины укрепляют коллагеновые волокна и препятствуют процессу их разрушения. Их источниками являются свежие овощи, злаковые культуры, орехи, масла и многие другие продукты.

Здоровый сон дает возможность обновлять клетки.

Коллаген

Для чего нужна поддерживающая косметика?

Она необходима, чтобы:

  • стимулировать синтез коллагена;
  • сдерживать процесс разрушение коллагена.

Какие компоненты в косметике поддерживают коллаген?

Можно выделить основные полезные компоненты в косметике, которые улучшают состояние коллагена:

  • аминокислоты – участвуют и способствуют его синтезу, защищают его от разрушения;
  • пептиды – активизируют его синтез и препятствуют гликации коллагена; 
  • гидроксидные кислоты (AHA, BHA, PHA, LHA) – стимулируют выработку коллагена;
  • аскорбиновая кислота (витамин С) – создает необходимые условия для синтеза коллагена;
  • ретиноиды (различные формы витамина А) – стимулируют синтез и препятствуют разрушению коллагена, то есть нейтрализуют окислительные процессы, опасные для него, и ингибируют работу ферментов, разрушающих белки;
  • ниацинамид (витамин В3) – способствует выработке и предотвращает процесс гликирования коллагена.

Роль коллагена в косметике

Коллаген – один из широко известных всем ингредиентов ухаживающих средств для кожи и волос, и его эффективность оправдывает эту популярность. Разберемся, почему и какова его роль в косметических продуктах.

Коллаген по своей природе способен удерживать молекулы воды, что позволяет ему сохранять водный резерв и предотвращать испарение влаги. 

Благодаря этому польза коллагена велика и заслужена.

Для кожи:

  • поддерживает уровень увлажнения; 
  • защищает от обезвоживания;
  • повышает ее плотность, упругость, эластичность;
  • способствует разглаживанию ее поверхности, уменьшению глубины морщин.

Для волос:

  • поддерживает уровень увлажнения;
  • предотвращает их сухость и ломкость;
  • делает их гладкими, плотными, эластичными, блестящими.

Все это обеспечивает ухоженный и здоровый вид коже и волосам.

Морской, растительный, растворимый, гидролизованный. Но все зависит от целей.

В составах косметических средств производители часто указывают не только название ингредиента – «коллаген», но и его вид: «нативный», «растворимый», «гидролизованный», «морской», «растительный» и другие. Разберемся, что все эти определения означают.

Животный, морской, растительный

Животный выделяют из шкури костей различных млекопитающих (как правило, используют бычий или свиной материал), морской – из морских глубоководных рыб, растительный получают из протеинов пшеницы.

Животный коллаген обладает высокой молекулярной массой, способен оказывать действие только снаружи кожного покрова и к тому же может вызывать аллергию. Такой коллаген является дешевым и используется не часто.

Морской и растительный коллагены, по сравнению с животным, более эффективны: оба способны легко проникать в роговой слой и хорошо воспринимаются кожей. Морской коллаген очень близок по составу аминокислот к естественному человеческому. Растительный по сути не является коллагеном (ведь этот белок не синтезируется растениями, как мы уже отмечали ранее), однако это тоже протеин, который по свойствам очень похож на коллаген. Производство растительного коллагена – это достаточно сложный и дорогой процесс, поэтому данный компонент является редким в косметических продуктах и, как правило, повышает их цену.

Обычно в составах такие коллагены помечаются отдельно, как «растительный коллаген» (Vegetable Collagen, Plan Collagen, Phyto Collagen) или «морской коллаген» (Sea Collagen, Fish Collagen, Marine Collagen).

Нативный коллаген (Native Collagen)

Это «взрослый», прошедший все стадии формирования коллаген. То вещество, которое обычно называют коллагеном. В косметических средствах этот вид работает только на поверхности кожи или волос.

Растворимый коллаген (Soluble Collagen)

Это, наоборот, «молодой», еще не полностью оформившийся коллаген. Обычно выделяется из тканей молодых животных. Он легко проникает в кожу и более эффективно справляется с задачей увлажнения.

Гидролизованный, гидролизат коллагена (Hydrolyzed Collagen, Collagen Hydrolysate)

Натуральные молекулы коллагена обладают достаточно большим размером, не способны проникать через роговой слой кожи и потому оказывают свое действие только на ее поверхности. То же касается и волос.

Однако современные технологии сейчас позволяют расщеплять большие белковые волокна на отдельные составляющие, в результате гидролиза получают гидролизованный коллаген. Он проникает внутрь кожи и может оказывать увлажнение уже на нескольких уровнях.

Ателоколлаген (Atelocollagen) и сукцинил ателоколлаген (Succinyl Atelocollagen)

Первый – это коллаген, который был обработан протеазами – ферментами, способными расщеплять белки. Благодаря такой процедуре, молекулы коллагена становятся меньше – повышается их проницаемость, а также очищаются от иммуногенных пептидов – становится гипоаллергенными.

Сукцинил ателоколлаген – это тот же ателоколлаген, только с добавлением остатка янтарной кислоты (сукцинила), который повышает биологическую совместимость с нашей кожей.

Данные виды коллагена используют в косметических, космецевтических средствах, филлерах и медицинских препаратах.

Натуральный (Natural Collagen)

Тот, который синтезируется в природной среде, то есть в организмах животных, рыб и получаемый из растений. Это те виды, о которых мы говорили в самом начале. Здесь лишь отметим, что синтезированный коллаген, созданный в лабораторных условиях, пока не получил широкого применения в косметических средствах, используется в медицине и является предметом изучения.