Колаге́н (від фр. collagène, утвореного від грец. κόλλα [колла] — «клей» + -γενής — «твірний») — головний білок сполучної тканини тварин та білок, що має найбільший вміст у ссавців, до 25 % від повної маси білків організму. Колаген — глікопротеїн, фібрилярний білок, що становить основу сполучної тканини організму (сухожилля, кістка, хрящ, дерма і т. ін.) і забезпечує її міцність і еластичність. Колаген відсутній у рослин, бактерій, вірусів, найпростіших та грибів.
Історія дослідження
Вчені десятиліттями не могли зрозуміти молекулярну будову колагену. Перший доказ того, що колаген має постійну структуру на молекулярному рівні, було представлено в середині 30-х років минулого століття. З того часу багато видатних вчених, включаючи Нобелівських лауреатів, таких як, Френсіс Крік, Лайнус Полінг, [en], Ада Йонат , , [en] працювали над будовою мономеру колагену.
Кілька суперечливих одна одній моделей (незважаючи на відому структуру кожного пептидного ланцюга) дали дорогу для створення потрійно-спіральної моделі, яка пояснила четвертинну структуру молекули колагену.
Властивості
Продуктом денатурації колагену є желатин. Температура денатурації макромолекули колагену близька до температури . Ця властивість молекули колагену робить її максимально чутливою до мутаційних замін.
Фібриллогенез — утворення колагенових волокон у сполучній тканині шляхом складання або об'єднання в пучки фібрил — тонких білкових ниткоподібних структур усередині клітини та тканин людського організму. Фібриллогенез має важливе значення в процесі приживлення імплантанта та створення на його основі міцної, правильно функціонуючої жувальної системи. Чим міцніше створені в процесі фібриллогенезу колагенові волокна, тим міцніше сполучна тканина.
Структура
Молекула колагену являє собою правозакручену спіраль з трьох α-ланцюгів. Таке утворення відоме під назвою тропоколагену. Один виток спіралі α-ланцюга містить три амінокислотних залишки. Молекулярна маса колагену становить близько 300 кДа, довжина 300 нм, товщина 1,5 нм.
Для первинної структури білка характерний високий вміст гліцину, низький вміст сірковмісних амінокислот і відсутність триптофану. Колаген належить до тих небагатьох білків тваринного походження, які містять залишки нестандартних амінокислот: близько 21 % від загального числа залишків припадає на , та . Кожен з α-ланцюгів складається з тріад амінокислот. У тріади третя амінокислота завжди гліцин, друга — пролін або лізин, перша — будь-яка інша амінокислота, крім трьох перерахованих.
Колаген існує в кількох формах. Основна структура всіх типів колагену є схожою. Колагенові волокна утворюються шляхом агрегації мікрофібрил, мають рожевий колір при забарвленні гематоксиліном і еозином і блакитний або зелений при різних трьоххромних забарвлених, при імпрегнації сріблом фарбуються в буро-жовтий колір.
Фібрилярні структури
Тропоколагени (структурні одиниці колагену) спонтанно об'єднуються, прикріпляючись один до одного зміщеними на певну відстань кінцями, утворюючи в міжклітинній речовині більші структури. У фібрилярних колагенах молекули зміщені відносно одна одної приблизно на 67нм (одиниця, що позначається літерою «D» і змінюється в залежності від стану гідратації речовини). Загалом кожен D-період містить чотири цілих і одну п'яту молекули колагену. Величина 300 нм, поділена на 67 нм (300:67) не є цілим числом і довжина молекули колагену розділена на непостійні за величиною відрізки D. Отже, в розрізі кожного повтору D-періоду мікрофібрил є частина, що складається з п'яти молекул, названа «перекриття», і частина, що складається з чотирьох молекул — «розрив». Тропоколагени до того ж скомпоновані в шестикутну або псевдошестикутну (у поперечному розрізі) конструкцію, в кожній області «перекриття» і «розриву».
Всередині тропоколагенів є ковалентні зв'язки між ланцюгами, а також деяка непостійна кількість даних зв'язків між самими тропоколагеновими спіралями, створюючими добре організовані структури (наприклад, ). Товстіші пучки фібрил формуються за допомогою білків декількох інших класів, включаючи інші типи колагенів, глікопротеїни, протеоглікани, що використовуються для формування різних типів тканин з різних комбінацій одних і тих же основних білків. Нерозчинність колагену була перешкодою до вивчення мономеру колагену, до того моменту як було виявлено, що можливо отримати тропоколаген молодої тварини, оскільки він ще не утворив сильних зв'язків з іншими субодиниця фібрили. Тим не менше, вдосконалення мікроскопів і рентгенівських апаратів полегшили дослідження, з'являлося все більше докладних зображень структури молекули колагену. Ці пізні відкриття дуже важливі для кращого розуміння того, як структура колагену впливає на зв'язки між клітинами і міжклітинною речовиною, як тканини змінюються під час росту і регенерації, як вони змінюються під час ембріонального розвитку і при патології.
Колагенові фібрили — це напівкристалічна структурна одиниця колагену. Колагенові волокна — це пучки фібрил.
Використання
Застосовується для омолодження та догляду за шкірою обличчя, шиї і декольте, а також для догляду за шкірою інших делікатних ділянок тіла; при догляді за жирною проблемною шкірою, під час процедур після хімічних і лазерних пілінгів; в салонних програмах — як основа під маски; при не хірургічному ліфтингу обличчя, після хірургічної пластичної операції; для лікувального і тонізуючого масажу, після депіляції, після пілінгу; для зміцнення нігтів, нігтьового ложа, для розм'якшення загрубілої шкіри, мозолів, для відновлення і зміцнення волосяного покриву на голові і відновлення кольору волосся; для підтримки у відмінному стані здоров'я як БНВ (біологічно необхідна речовина), при опіках, для безрубцевого загоєння ран, при пародонтозі, як профілактичний засіб при артриті та ревматизмі.
Підвищення рівня колагену
Салонні процедури
Існує кілька салонних процедур, що стимулюють вироблення власного колагену.
- Іонофорез. Колаген у вигляді маски наноситься на шкіру, обличчя накривають плівкою, а зверху прикріплюють електроди. Під впливом струму подразнюються шкірні рецептори, колаген розпадається, через протоки сальних залоз потрапляє на певну глибину і накопичується в шкірі.
- Мезотерапія. Гель на основі колагену з допомогою ін'єкцій вводять вглиб шкіри, де він зберігається близько 9 місяців. Весь цей час клітини намагаються розчинити чужорідний матеріал, в процесі чого стимулюється вироблення власного колагену. Проте, на такі ін'єкції часто виникають алергічні реакції, тож перед процедурою необхідно виконати алергопроби.
- Рідоліз. У середній шар шкіри вводяться голчасті електроди, через які подається високочастотний струм. Він викликає пошкодження сполучної тканини і реактивний набряк. У відповідь організм починає виробляти нові колагенові волокна.
Внутрішній прийом
Цей розділ не містить . |
Колаген входить до складу багатьох вітамінних комплексів і харчових добавок. Популярності набувають і страви з колагеном. У так званих ресторанах краси колагеновий порошок змішують з м'ясними та рибними стравами, подають пампушки з колагеновим наповнювачем і салат з колагену і морських водоростей. Людський організм погано засвоює цілісний білок колаген з їжі через великий розмір його молекул, близько 300 000 Да. Тому в спеціалізованому харчуванні (спортивному, дитячому) використовують білок колаген, який гідролізований до коротких пептидів амінокислот. В такій формі продукт засвоюється легко і майже повністю[], залежно від стану організму. Гідролізація білку колагену в даному випадку відбувається за допомогою ферментативного гідролізу.
Походження косметологічного колагену
- Тваринний. Його отримують зі шкіри великої рогатої худоби.
- Рослинний. Такого колагену не існує. Продукти, які пропонуються під такими назвами не мають жодного стосунку до колагену, а є вуглеводами.
- Морський або рибний. Видобувають з молюсків та риб.
Наукові дослідження
У 2005 році американські вчені заявили, що їм вдалося виділити колаген зі збережених м'яких тканин тиранозавра і використовувати його хімічний склад як ще один доказ спорідненості динозаврів із сучасними птахами. Проте наступні наукові роботи поставили під сумнів ці заяви. Тим не менш, в науковій літературі з'являються повідомлення про виявлення у скам'янілостях структур, подібних до волокон колагену.
Наукові дослідження в медицині
Цей розділ не містить . |
Біосинтез колагену — складний ферментативний багатостадійний процес, який повинен бути забезпечений достатньою кількістю вітамінів і мінеральних елементів. Синтез протікає в фібробласти і ряд стадій поза фібробласта. Важливий момент у синтезі — реакції гідроксилювання, які відкривають шлях подальшим модифікаціям, необхідним для дозрівання колагену. Каталізують реакції гідроксилювання специфічні ферменти. Так, утворення 4-оксипроліну каталізує пролінгідроксілаза, в активному центрі якої знаходиться залізо. Фермент активний у тому випадку, якщо залізо знаходиться в двовалентній формі, що забезпечується аскорбіновою кислотою (вітамін С). Дефіцит аскорбінової кислоти порушує процес , що впливає на подальші стадії синтезу колагену — глікозилювання, відщеплення N-і С-кінцевих пептидів та ін. У результаті синтезується аномальний колаген, пухкіший. Ці зміни лежать в основі розвитку цинги.
Примітки
- тропоколагену (Tropocollagen) [ 1 березня 2009 у Wayback Machine.] в словнику dic.academic.ru
- . Архів оригіналу за 27 січня 2011. Процитовано 5 червня 2010.
- . Архів оригіналу за 3 грудня 2011. Процитовано 13 грудня 2011.
- Бі-бі-сі|Наука й техніка|Знайдено м'які тканини тиранозавра? [ 18 січня 2008 у Wayback Machine.] — 25 березня 2005
- Елементи — новини науки: Колаген з кісток динозаврів — це вже реальність [ 18 травня 2008 у Wayback Machine.]. — 20.04.07
- Stepanova, Anna; Kaye, Thomas G.; Gaugler, Gary; Sawlowicz, Zbigniew (2008). Dinosaurian Soft Tissues Interpreted as Bacterial Biofilms. PLoS ONE. 3 (7): e2808. doi:10.1371/journal.pone.0002808. ISSN 1932-6203.
{{}}
: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом () - Bertazzo, Sergio; Maidment, Susannah C. R.; Kallepitis, Charalambos; Fearn, Sarah; Stevens, Molly M.; Xie, Hai-nan (2015). Fibres and cellular structures preserved in 75-million–year-old dinosaur specimens. Nature Communications. 6: 7352. doi:10.1038/ncomms8352. ISSN 2041-1723.
Посилання
- КОЛАГЕН [ 27 березня 2016 у Wayback Machine.] // Фармацевтична енциклопедія
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Kolage n vid fr collagene utvorenogo vid grec kolla kolla klej genhs tvirnij golovnij bilok spoluchnoyi tkanini tvarin ta bilok sho maye najbilshij vmist u ssavciv do 25 vid povnoyi masi bilkiv organizmu Kolagen glikoproteyin fibrilyarnij bilok sho stanovit osnovu spoluchnoyi tkanini organizmu suhozhillya kistka hryash derma i t in i zabezpechuye yiyi micnist i elastichnist Kolagen vidsutnij u roslin bakterij virusiv najprostishih ta gribiv Potrijna spiral tropokolagenuIstoriya doslidzhennyaVcheni desyatilittyami ne mogli zrozumiti molekulyarnu budovu kolagenu Pershij dokaz togo sho kolagen maye postijnu strukturu na molekulyarnomu rivni bulo predstavleno v seredini 30 h rokiv minulogo stolittya Z togo chasu bagato vidatnih vchenih vklyuchayuchi Nobelivskih laureativ takih yak Frensis Krik Lajnus Poling en Ada Jonat en pracyuvali nad budovoyu monomeru kolagenu Kilka superechlivih odna odnij modelej nezvazhayuchi na vidomu strukturu kozhnogo peptidnogo lancyuga dali dorogu dlya stvorennya potrijno spiralnoyi modeli yaka poyasnila chetvertinnu strukturu molekuli kolagenu VlastivostiProduktom denaturaciyi kolagenu ye zhelatin Temperatura denaturaciyi makromolekuli kolagenu blizka do temperaturi Cya vlastivist molekuli kolagenu robit yiyi maksimalno chutlivoyu do mutacijnih zamin Fibrillogenez utvorennya kolagenovih volokon u spoluchnij tkanini shlyahom skladannya abo ob yednannya v puchki fibril tonkih bilkovih nitkopodibnih struktur useredini klitini ta tkanin lyudskogo organizmu Fibrillogenez maye vazhlive znachennya v procesi prizhivlennya implantanta ta stvorennya na jogo osnovi micnoyi pravilno funkcionuyuchoyi zhuvalnoyi sistemi Chim micnishe stvoreni v procesi fibrillogenezu kolagenovi volokna tim micnishe spoluchna tkanina StrukturaMolekula kolagenu yavlyaye soboyu pravozakruchenu spiral z troh a lancyugiv Take utvorennya vidome pid nazvoyu tropokolagenu Odin vitok spirali a lancyuga mistit tri aminokislotnih zalishki Molekulyarna masa kolagenu stanovit blizko 300 kDa dovzhina 300 nm tovshina 1 5 nm Dlya pervinnoyi strukturi bilka harakternij visokij vmist glicinu nizkij vmist sirkovmisnih aminokislot i vidsutnist triptofanu Kolagen nalezhit do tih nebagatoh bilkiv tvarinnogo pohodzhennya yaki mistyat zalishki nestandartnih aminokislot blizko 21 vid zagalnogo chisla zalishkiv pripadaye na ta Kozhen z a lancyugiv skladayetsya z triad aminokislot U triadi tretya aminokislota zavzhdi glicin druga prolin abo lizin persha bud yaka insha aminokislota krim troh pererahovanih Kolagen isnuye v kilkoh formah Osnovna struktura vsih tipiv kolagenu ye shozhoyu Kolagenovi volokna utvoryuyutsya shlyahom agregaciyi mikrofibril mayut rozhevij kolir pri zabarvlenni gematoksilinom i eozinom i blakitnij abo zelenij pri riznih trohhromnih zabarvlenih pri impregnaciyi sriblom farbuyutsya v buro zhovtij kolir Fibrilyarni strukturiTropokolageni strukturni odinici kolagenu spontanno ob yednuyutsya prikriplyayuchis odin do odnogo zmishenimi na pevnu vidstan kincyami utvoryuyuchi v mizhklitinnij rechovini bilshi strukturi U fibrilyarnih kolagenah molekuli zmisheni vidnosno odna odnoyi priblizno na 67nm odinicya sho poznachayetsya literoyu D i zminyuyetsya v zalezhnosti vid stanu gidrataciyi rechovini Zagalom kozhen D period mistit chotiri cilih i odnu p yatu molekuli kolagenu Velichina 300 nm podilena na 67 nm 300 67 ne ye cilim chislom i dovzhina molekuli kolagenu rozdilena na nepostijni za velichinoyu vidrizki D Otzhe v rozrizi kozhnogo povtoru D periodu mikrofibril ye chastina sho skladayetsya z p yati molekul nazvana perekrittya i chastina sho skladayetsya z chotiroh molekul rozriv Tropokolageni do togo zh skomponovani v shestikutnu abo psevdoshestikutnu u poperechnomu rozrizi konstrukciyu v kozhnij oblasti perekrittya i rozrivu Vseredini tropokolageniv ye kovalentni zv yazki mizh lancyugami a takozh deyaka nepostijna kilkist danih zv yazkiv mizh samimi tropokolagenovimi spiralyami stvoryuyuchimi dobre organizovani strukturi napriklad Tovstishi puchki fibril formuyutsya za dopomogoyu bilkiv dekilkoh inshih klasiv vklyuchayuchi inshi tipi kolageniv glikoproteyini proteoglikani sho vikoristovuyutsya dlya formuvannya riznih tipiv tkanin z riznih kombinacij odnih i tih zhe osnovnih bilkiv Nerozchinnist kolagenu bula pereshkodoyu do vivchennya monomeru kolagenu do togo momentu yak bulo viyavleno sho mozhlivo otrimati tropokolagen molodoyi tvarini oskilki vin she ne utvoriv silnih zv yazkiv z inshimi subodinicya fibrili Tim ne menshe vdoskonalennya mikroskopiv i rentgenivskih aparativ polegshili doslidzhennya z yavlyalosya vse bilshe dokladnih zobrazhen strukturi molekuli kolagenu Ci pizni vidkrittya duzhe vazhlivi dlya krashogo rozuminnya togo yak struktura kolagenu vplivaye na zv yazki mizh klitinami i mizhklitinnoyu rechovinoyu yak tkanini zminyuyutsya pid chas rostu i regeneraciyi yak voni zminyuyutsya pid chas embrionalnogo rozvitku i pri patologiyi Kolagenovi fibrili ce napivkristalichna strukturna odinicya kolagenu Kolagenovi volokna ce puchki fibril VikoristannyaZastosovuyetsya dlya omolodzhennya ta doglyadu za shkiroyu oblichchya shiyi i dekolte a takozh dlya doglyadu za shkiroyu inshih delikatnih dilyanok tila pri doglyadi za zhirnoyu problemnoyu shkiroyu pid chas procedur pislya himichnih i lazernih pilingiv v salonnih programah yak osnova pid maski pri ne hirurgichnomu liftingu oblichchya pislya hirurgichnoyi plastichnoyi operaciyi dlya likuvalnogo i tonizuyuchogo masazhu pislya depilyaciyi pislya pilingu dlya zmicnennya nigtiv nigtovogo lozha dlya rozm yakshennya zagrubiloyi shkiri mozoliv dlya vidnovlennya i zmicnennya volosyanogo pokrivu na golovi i vidnovlennya koloru volossya dlya pidtrimki u vidminnomu stani zdorov ya yak BNV biologichno neobhidna rechovina pri opikah dlya bezrubcevogo zagoyennya ran pri parodontozi yak profilaktichnij zasib pri artriti ta revmatizmi Pidvishennya rivnya kolagenuSalonni proceduri Isnuye kilka salonnih procedur sho stimulyuyut viroblennya vlasnogo kolagenu Ionoforez Kolagen u viglyadi maski nanositsya na shkiru oblichchya nakrivayut plivkoyu a zverhu prikriplyuyut elektrodi Pid vplivom strumu podraznyuyutsya shkirni receptori kolagen rozpadayetsya cherez protoki salnih zaloz potraplyaye na pevnu glibinu i nakopichuyetsya v shkiri Mezoterapiya Gel na osnovi kolagenu z dopomogoyu in yekcij vvodyat vglib shkiri de vin zberigayetsya blizko 9 misyaciv Ves cej chas klitini namagayutsya rozchiniti chuzhoridnij material v procesi chogo stimulyuyetsya viroblennya vlasnogo kolagenu Prote na taki in yekciyi chasto vinikayut alergichni reakciyi tozh pered proceduroyu neobhidno vikonati alergoprobi Ridoliz U serednij shar shkiri vvodyatsya golchasti elektrodi cherez yaki podayetsya visokochastotnij strum Vin viklikaye poshkodzhennya spoluchnoyi tkanini i reaktivnij nabryak U vidpovid organizm pochinaye viroblyati novi kolagenovi volokna Vnutrishnij prijom Cej rozdil ne mistit posilan na dzherela Vi mozhete dopomogti polipshiti cej rozdil dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno Kolagen vhodit do skladu bagatoh vitaminnih kompleksiv i harchovih dobavok Populyarnosti nabuvayut i stravi z kolagenom U tak zvanih restoranah krasi kolagenovij poroshok zmishuyut z m yasnimi ta ribnimi stravami podayut pampushki z kolagenovim napovnyuvachem i salat z kolagenu i morskih vodorostej Lyudskij organizm pogano zasvoyuye cilisnij bilok kolagen z yizhi cherez velikij rozmir jogo molekul blizko 300 000 Da Tomu v specializovanomu harchuvanni sportivnomu dityachomu vikoristovuyut bilok kolagen yakij gidrolizovanij do korotkih peptidiv aminokislot V takij formi produkt zasvoyuyetsya legko i majzhe povnistyu dzherelo zalezhno vid stanu organizmu Gidrolizaciya bilku kolagenu v danomu vipadku vidbuvayetsya za dopomogoyu fermentativnogo gidrolizu Pohodzhennya kosmetologichnogo kolagenuTvarinnij Jogo otrimuyut zi shkiri velikoyi rogatoyi hudobi Roslinnij Takogo kolagenu ne isnuye Produkti yaki proponuyutsya pid takimi nazvami ne mayut zhodnogo stosunku do kolagenu a ye vuglevodami Morskij abo ribnij Vidobuvayut z molyuskiv ta rib Naukovi doslidzhennyaU 2005 roci amerikanski vcheni zayavili sho yim vdalosya vidiliti kolagen zi zberezhenih m yakih tkanin tiranozavra i vikoristovuvati jogo himichnij sklad yak she odin dokaz sporidnenosti dinozavriv iz suchasnimi ptahami Prote nastupni naukovi roboti postavili pid sumniv ci zayavi Tim ne mensh v naukovij literaturi z yavlyayutsya povidomlennya pro viyavlennya u skam yanilostyah struktur podibnih do volokon kolagenu Naukovi doslidzhennya v medicini Cej rozdil ne mistit posilan na dzherela Vi mozhete dopomogti polipshiti cej rozdil dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno Biosintez kolagenu skladnij fermentativnij bagatostadijnij proces yakij povinen buti zabezpechenij dostatnoyu kilkistyu vitaminiv i mineralnih elementiv Sintez protikaye v fibroblasti i ryad stadij poza fibroblasta Vazhlivij moment u sintezi reakciyi gidroksilyuvannya yaki vidkrivayut shlyah podalshim modifikaciyam neobhidnim dlya dozrivannya kolagenu Katalizuyut reakciyi gidroksilyuvannya specifichni fermenti Tak utvorennya 4 oksiprolinu katalizuye prolingidroksilaza v aktivnomu centri yakoyi znahoditsya zalizo Ferment aktivnij u tomu vipadku yaksho zalizo znahoditsya v dvovalentnij formi sho zabezpechuyetsya askorbinovoyu kislotoyu vitamin S Deficit askorbinovoyi kisloti porushuye proces sho vplivaye na podalshi stadiyi sintezu kolagenu glikozilyuvannya vidsheplennya N i S kincevih peptidiv ta in U rezultati sintezuyetsya anomalnij kolagen puhkishij Ci zmini lezhat v osnovi rozvitku cingi Primitkitropokolagenu Tropocollagen 1 bereznya 2009 u Wayback Machine v slovniku dic academic ru Arhiv originalu za 27 sichnya 2011 Procitovano 5 chervnya 2010 Arhiv originalu za 3 grudnya 2011 Procitovano 13 grudnya 2011 Bi bi si Nauka j tehnika Znajdeno m yaki tkanini tiranozavra 18 sichnya 2008 u Wayback Machine 25 bereznya 2005 Elementi novini nauki Kolagen z kistok dinozavriv ce vzhe realnist 18 travnya 2008 u Wayback Machine 20 04 07 Stepanova Anna Kaye Thomas G Gaugler Gary Sawlowicz Zbigniew 2008 Dinosaurian Soft Tissues Interpreted as Bacterial Biofilms PLoS ONE 3 7 e2808 doi 10 1371 journal pone 0002808 ISSN 1932 6203 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Bertazzo Sergio Maidment Susannah C R Kallepitis Charalambos Fearn Sarah Stevens Molly M Xie Hai nan 2015 Fibres and cellular structures preserved in 75 million year old dinosaur specimens Nature Communications 6 7352 doi 10 1038 ncomms8352 ISSN 2041 1723 PosilannyaKOLAGEN 27 bereznya 2016 u Wayback Machine Farmacevtichna enciklopediya