Як шкіра виробляє колаген?
ЗМІСТ:
- Специфіка колагену
- Особливості синтезу колагену
- Етапи синтезу колагену
- Фібрилогенез колагенових волокон
- Типи колагену
- Що впливає на синтез та розпад колагену?
- Косметологічні процедури для посилення синтезу колагену
Зниження рівня колагену – для багатьох сучасних жінок це формулювання звучить як смертний вирок. Адже це означає, що їхня шкіра стає в'ялою, покривається зморшками та стрімко старіє. З цієї хвилини їхнє життя набуває нового сенсу – будь-якою ціною активізувати вироблення нового колагену, щоб усунути його дефіцит та продовжити молодість шкіри. Однак зробити це непросто, оскільки синтез колагену – це досить складний, багатоетапний природний процес, проводити який ми можемо лише опосередковано. Про те, що являє собою цей процес і як наша шкіра виробляє колаген, сьогодні і піде мова.
Специфіка колагену
Коллаген - основний структурний білок позаклітинного матриксу, що становить основу сполучної тканини. На його частку припадає близько 25-35% від загальної кількості білків в організмі. Колаген складається з амінокислот, які пов'язані між собою та утворюють потрійну спіраль подовжених фібрил. Фібрилла - це структурна одиниця колагену. Зібрані в пучки фібрили, утворюють колагенові волокна.
Коллаген має досить незвичайний амінокислотний склад, представлений гліцином, проліном, гідроксипроліном та безліччю інших амінокислот, розташованих послідовно за строго визначеною (закономірною) схемою. За своїми функціями він дуже відрізняється від глобулярних та інших білків. Його волокна підтримують більшість тканин нашого організму. Маючи високу міцність на розрив, колаген є основним компонентом фасцій, хрящів, зв'язок, сухожилля, кісток і, звичайно ж, шкіри. Поряд із еластином він відповідає за міцність та еластичність шкірного покриву, а його деградація призводить до появи зморшок.
Коллаген зміцнює кровоносні судини, відіграє велику роль у розвитку та регенерації тканин. Синтез колагену - дуже енерговитратне та складне для нашого організму виробництво.
Особливості синтезу колагену
Синтез колагену починається з утворення тривимірної ланцюжкової структури, що складається з амінокислот гліцину і проліну. Внаслідок цього формується його попередник – проколаген, який потім модифікується шляхом додавання гідроксильних груп до амінокислот проліну та лізину. Цей етап особливо важливий для подальшого дозрівання колагену: пізнішого глікозилювання та формування структури потрійної спіралі.
Реакції гідроксилювання (додавання гідроксильних груп) каталізуються специфічними ферментами. Зокрема, пролінгідроксилази, яка активна тільки в тому випадку, якщо залізо знаходиться у двовалентній формі. У свою чергу, двовалентна форма заліза забезпечується аскорбіновою кислотою. І якщо на цьому етапі організм людини відчуває дефіцит вітаміну С, то процес гідроксилювання порушується, що істотно впливає на наступні стадії синтезу колагену: пізнішого глікозилювання та формування структури потрійної спіралі. В результаті синтезується більш пухкий, аномальний колаген, нездатний виконувати свої функції.
Синтез колагену
Синтез колагену протікає всередині та поза фібробластом (мезенхімальні клітини сполучної тканини) у кілька етапів. Щоб не перевантажувати читача складними термінами, опишемо їх дуже схематично.
Синтез колагену всередині фібробласту:
- на рибосомах, уздовж грубого ендоплазматичного ретикулуму утворюється препроколаген (попередник колагену), що має сигнальний пептид;
- препроколаген вивільняється в просвіт ретикулума;
- сигнальні пептиди розщеплюються всередині ретикулуму, перетворюючись на про-альфа-ланцюги, утворюючи проколаген;
- гідроксилювання проколагену;
- глікозилювання проколагену;
- формується потрійна альфа-спіральна структура проколагену;
- проколаген відправляється в апарат Гольджі, де упаковується та секретується у позаклітинне середовище.
Синтез колагену поза фібробластом:
- реєстраційні пептиди розщеплюються і утворюється тропоколаген;
- за допомогою ковалентного зшивання тропоколагену утворюються фібрили;
- асоціація фібрил.
Фібрили мають довжину приблизно 300 нм і діаметр 1,5 нм. Їхнє складання в колагенові волокна передбачає фібриллогенез.
Фібрилогенез колагенових волокон
Об'єднання колагенових волокон у фібрили (фібриллогенез) являє собою процес самоскладання. При цьому фібрили колагену складаються з кількох типів колагену. Колаген I типу є найбільш поширеною структурною макромолекулою в організмі людини. на його частку припадає близько 90% загальної кількості колагену.
На сьогоднішній день немає єдиної думки щодо механізмів фібриллогенезу. Численні гіпотези, що ґрунтуються на первинних дослідженнях, висувають за основу різні механізми цього процесу. Найбільш ймовірно, що фібриллогенез колагену відбувається в плазматичній мембрані, беручи свій початок ще на етапі ембріонального розвитку. При цьому колаген має температуру денатурації 32-40 °С, яка збігається з фізіологічною температурою нашого організму. Невідомо, як за таких умов колаген «виживає» у тканинах, зберігаючи свої властивості та здатність до утворення фібрил. Рішення цієї проблеми, що постулюється, полягає в тому, що знову утворений колаген до потрібного моменту зберігається у вакуолях, які містять молекулярні агрегати, що забезпечують необхідну термічну стабільність для підтримки фібриллогенезу.
Типи колагену
Говорячи про різні типи колагену, слід зазначити, що на сьогоднішній день ідентифіковано та описано 30 типів, що мають величезні відмінності між собою, що, власне, і визначає їх функції. При цьому найпоширенішими є 5 типів колагену.
- I тип – основний компонент шкіри, сухожилля, судин, органів та органічної частини кісток.
- II тип – основний компонент хряща.
- III тип – основний компонент ретикулярних волокон, який зазвичай зустрічається разом з колагеном I типу.
- IV тип – присутній у капсулі кришталика, утворює базальну мембрану між епідермісом та дермою.
- V тип – присутній у м'яких тканинах, плаценті та судинах.
Колаген I типу визнаний найархетиповішим. Будучи своєю природою тримерним білком, він збирається в потрійні спіралі без розривів. Демонструючи самозбір у фібрили, колаген I типу має найбільшу механічну міцність.
Що впливає на синтез та розпад колагену?
На швидкість синтеза колагену впливає безліч факторів внутрішнього середовища організму:
- рівень pH;
- температура тіла;
- присутність в організмі різних мікроорганізмів;
- рівень АТФ;
- рівень аскорбінової кислоти;
- рівень глікозаміногліканів, сечовини, катехоламінів і т.д.
Синтез колагену, його розпад і фібриллогенез можуть протікати з різною швидкістю. Її показники залежать від типу сполучної тканини та змінюються у разі цілого ряду фізіологічних причин та патологічних станів організму: вік, швидкість регенерації, асептичне запалення, гормональні порушення, дефіцит вітамінів тощо. Як правило, синтез колагену та його складання у фібрили значно посилюються за наявності різних внутрішніх процесів, що супроводжуються розростанням сполучної тканини, наприклад, склеротичні зміни судин, хронічне запалення, загоєння ран, зрощення переломів кісток тощо. Цікавий факт, якщо ці процеси мають оборотний характер, вони можуть супроводжуватися різким посиленням розпаду колагену. Прикладів тому безліч - швидке зниження рівня колагену в матці після закінчення вагітності, резорбція кісткової тканини в ході перелому тощо.
Косметологічні процедури для посилення синтезу колагену
Враховуючи той факт, що посилення синтезу колагену відбувається при «форс-мажорних, травмують» для нашого організму обставинах, які змушують його відновлюватися, можна рекомендувати наступний перелік апаратних процедур.
- SMAS ліфтінг.
- RF ліфтінг.
- Фотомолоджування.
- Мікродермабразія.
- Фракційна мезотерапія.
- Процедури із застосування лазера: фракційне шліфування шкіри; неабляційний фракційний фототермоліз; видалення тату, постакне, шрамів пікосекундним лазером тощо
При цьому важливо не допускати зниження рівня аскорбінової кислоти і вести активний спосіб життя – необхідна умова для вироблення достатнього рівня АТФ. І, звичайно ж, необхідно уникати психоемоційних стресів, оскільки кортизол, який бере участь у них, ще на ранніх етапах синтезу колагену стимулює його прискорене розщеплення на амінокислоти. Напевно, тому, переживши сильний стрес, ми відзначаємо помітне погіршення стану шкіри, і ми говоримо, що постаріли на 10 років.
