Страсти по коллагену

Миллионы барышень всех возрастов, с разным уровнем достатка, замужних и не очень, тратят миллиарды кровных на приобретение бесконечных упаковок этой сыворотки молодости.

Попробуем разобраться детально, взглянем объективно и со всех сторон, существуют ли преимущества (какие, в каком масштабе) от употребления коллагена. Кстати, его младшего брата эластина тоже касается.

Итак, поехали.

Коллаген - это самый распространенный белок в нашем организме, составляющий около одной трети его белкового состава.

Это один из основных строительных блоков костей, кожи, мышц, сухожилий и связок. Коллаген содержится во многих других частях тела, включая кровеносные сосуды, роговицу и зубы, он обеспечивает структуру нашей кожи и помогает свертыванию крови.

Можно сравнить коллаген с клеем, который скрепляет все вместе. И на самом деле слово коллаген происходит от греческого слова «kólla», что означает клей.

В настоящее время идентифицировано не менее 28 различных типов белков коллагена, однако коллаген типов I, II, III и IV наиболее распространен в скелетно-мышечных тканях. (PMID: 21949456)

Тип I.  составляет 90% коллагена вашего тела и состоит из плотно упакованных волокон. Он обеспечивает структуру кожи, костей, сухожилий, волокнистого хряща, соединительной ткани и зубов.

Тип II.  состоит из более рыхлых волокон и находится в эластичных хрящах и смягчает суставы.

Тип III.  поддерживает структуру мышц, органов и артерий.

Тип IV.  помогает с фильтрацией и находится в слоях кожи.

Коллаген сам по себе не существует, он является неотъемлемой частью внеклеточного матрикса (ВКМ) — многокомпонентной субстанции, в которую погружены все клетки нашего организма. ВКМ объединяет разрозненные клетки в единый многоклеточный организм, отвечая за благополучие клеток и управляя всеми аспектами их жизни — от питания и размножения до смерти.

Чтобы было более понятно, клетки организма - это не спрессованная структура наподобие кирпичной стены. Они как бы находятся на некотором удалении друг от друга и окружены некой субстанцией, поддерживающей их на определенном месте относительно других клеток организма.

Наверное, только у эпителия максимально плотная структура, во всех других тканях клетки находятся в некотором «подвешенном» состоянии. Некоторые клетки даже могут самостоятельно передвигаться и проникать в ткани, ориентируясь на биологические, химические и физические сигналы (ну, например, кровь - она же орган).

Так же в состав ВКМ входят фибробласты – клетки-«заводы» по производству нового коллагена.

Следом участниками ВКМ являются матриксные металлопротеиназы (MMP) - этакие «санитары», расчищающие дорогу мигрирующим клеткам. И у этих парней одна функция - разрушать все типы белков внеклеточного матрикса. В этом их как положительная, так и отрицательная роль (чуть позже отметим, в чём). Их известно аж 28 типов, но мы, возможно, вспомним только про ММП, ответственные за разрушение коллагенов - коллагеназы и желатиназы.

Думаю, уже понятно, почему…

Следующий структурный компонент ВКМ - тоже весьма известный любителям что-то там попить/поколоть, - это гиалуроновая кислота, необходимая для поддержания гидродинамики тканей, перемещения и деления клеток. ГК способствует прохождению сигналов в клетку, регулирует клеточный ответ на эти сигналы и дает клеткам возможность закрепляться на различных поверхностях.

Гиалуроновая кислота

То, что гиалуроновая кислота является главным компонентом синовиальной жидкости (эластичной массы, заполняющей полость суставов), создало целую ветвь фарм-индустрии по производству различного рода препаратов.

Но…

По данным систематического обзора и метаанализа (PMID: 22868835), внутрисуставные инъекции гиалуроновой кислоты приносят небольшую, клинически несущественную пользу и обусловливают значительный риск серьёзных побочных явлений. Анализ охватил 12 667 человек, что весьма приемлимо для получения объективной оценки.

Неприятности переизбытка ГК связаны, в первую очередь, с ее участием в передаче сигнала от ВКМ в клетку. Оказалось, что ГК очень даже может превратить здоровую клетку в злокачественную (PMID: 30375477).
Гиалуроновая кислота управляет раковыми клетками, связываясь со специфическими рецепторами (трансмебранными белками - они, как бы и внутри и снаружи клетки). Активация этих рецепторов подавляет апоптоз (гибель клетки), из-за чего клетка становится «бессмертной», то есть раковой. Чем больше гиалуроновой кислоты, тем больше активируется специфических рецепторов и тем, соответственно, опаснее и агрессивнее будут раковые клетки.   

По завершении о гиалуроновая кислоте - обзор Cochrane 2015 года продемонстрировал, что не существует доказательств эффективности гиалуроновой кислоты при остеоартрите голеностопного сустава (PMID: 26475434).

Все, с гиалуроновой кислотой закончили, вернемся к коллагенам.

Все типы коллагена имеют одинаковую тройную спиральную последовательность цепей пептидов.

Что такое пептиды (а это важно в срезе проблемы)?

Пептиды — семейство веществ, молекулы которых построены из двух и более остатков аминокислот. Вот! Запомним это. Это ахиллесова пята источников коллагена.

Дело в том, что обычные белки, которые мы получаем с пищей, как известно, содержат 21 аминокислоту. 9 из них - незаменимые (не синтезируются организмом, получаем их только с пищей), и 13 - заменимые, т.е. могущие быть организмом синтезируемы.

И если для мышечного синтеза крайне необходимы 9 незаменимых аминокислот, которые в достаточной степени присутствуют в мясе, птице, рыбе, молочке, то для синтеза соединительной ткани этого не достаточно.

Если лейцин выступает ключом зажигания для мышечного синтеза, особенно после нагрузки с отягощением на мышечные волокна, то в случае синтеза белков соединительной ткани дело обстоит несколько иным образом.

Так уж получилось, что силовой тренинг и нормальное поступление белка в рационе по идее способствует ремоделированию ВКМ и увеличению мышечной массы. Но не увеличивает синтез соединительной ткани.

В чем проблема?

Дело в том, что в составе коллагенов присутствуют в большом количестве две аминокислоты из состава заменимых. Это глицин и пролин.

По идее, будучи заменимыми, они вполне себе нормально синтезируются организмом.

Глицин, так вообще, многозадачный элемент, и это самая стабильная аминокислота. Участвует в биосинтезе глутатиона (антиоксидана), гема, креатина, нуклеиновых кислот и мочевой кислоты.

Кроме того, глицин является важным компонентом желчных кислот, выделяемых в просвет тонкой кишки, необходимыми для переваривания пищевых жиров и поглощения длинноцепочечных жирных кислот.

Обобщая - глицин играет важную роль в метаболической регуляции, антиоксидантных реакциях и неврологической функции. Иными словами - наш пострел везде поспел. Вот так.

Но почему столько внимания глицину?

Да потому, что полипептидные нити молекул коллагена, как орнамент, состоят из повторяющегося «узора» трех аминокислотных остатков: Gly-Pro-X и Gly-X-Hyp. Где Gly - глицин, Pro - пролин, Hyp - гидроксипролин, X —-другая аминокислота. Из этой формулы видно, что глицин составляет треть аминокислот коллагена! Вот тебе и причина внимания.

Получается, если взять среднего роста стройную девушку (предположим 55 кг), мы получим, что коллагенов в ней порядка 13-14 кг. Всех, включая кожу, кости и тд. А оборот коллагенов сродни обороту мышечных белков - до 2% в сутки, это около 270г.

Соответственно, из них 90 г приходится на глицин.

Но, даже если девушка съедает в день порядка 100-120 г белка (мясо, рыба, птица, морепродукты), то максимум глицина в нее зайдет порядка 3 г. (здесь мы еще не учитываем деградацию глицина в кишечнике). Организм самостоятельно сможет синтезировать ещё ~45г глицина. Суммарно получаем приход в 48 г.

При обороте глицина в организме, распадается порядка 30 % (очень немало) (PMID: 18029478), а это ~около 30 г потерь. Стало быть - глицина на всё может и хватить.

Поскольку потребление продуктов с содержанием незаменимых аминокислот, сыворотки или казеина не стимулирует скорость синтеза белка соединительной ткани, появилось предположение, что источники белков с бОльшим содержанием глицина и пролина (как основных белков коллагенов) смогут улучшить историю со стимуляцией ремоделирования белков соединительной ткани. Т.е. источники белка, богатые глицином и пролином, могут быть более подходящими, чем молочный белок, для стимулирования синтеза тканевого коллагена.

Источниками этими сразу обозначили желатин и продукты переработки коллагеновых структур - из свиной кожи, бычьей шкуры, костей обоих животных, костей и перьев птиц, рыбной чешуи и костей.

И здесь возникли проблемы уже в переработке все этой кожно-костно-волосяной ботвы. Путем многоэтапной обработки производители получили так называемый гидролизат коллагена, который, предположительно, будет лучше усваиваться и всасываться в кровоток для последующей доставки коллагена в фибробласты.

Там дальше шли работы по различным способам гидролиза коллагенов, и некоторые из них показали неплохие результаты в плане повышения уровней в крови интересующих нас глицина, пролина и гидроксипролина.

Однако ж, как мы поняли, эти аминокислоты еще должны быть доставлены по назначению. А нашему организму  все равно на наши пожелания, он делает все по собственному, одному ему ведомому усмотрению.

Но парни из фармкомпаний не терялись, подкинув идейку о том, что гидролиз белков, полученных из коллагена, приводит к образованию пептидов (а коллаген - это, все же пепдидный белок), которые могут способствовать дальнейшему усилению ремоделирования соединительной ткани в костно-мышечной и кожной тканях.

Но для того, чтобы обладать какими-либо стимулирующими свойствами, проглоченные пептиды должны всасываться в интактной (неизмененной) форме в кровоток и проникать в ткани-мишени.

А с этим начинаются конкретные проблемы, ибо пищеварение и всасывание играет по своим правилам. Мы снова подходим к тому, что организм всё решает без учета наших пожеланий.

Вывод: пищевые добавки коллагена могут принести относительную пользу. Хотя и здесь необходимо принимать во внимание возможные аллергические реакции на источник коллагена.

Но для того, чтобы обладать какими-либо стимулирующими свойствами, проглоченные пептиды должны всасываться в интактной (неизмененной) форме в кровоток и проникать в ткани-мишени. И вот тут  начинаются конкретные проблемы, та как пищеварение и всасывание играет по своим правилам. А мы снова утыкаемся в то, что организм всё решает без учета наших пожеланий.

Источники:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6566884/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6213755/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4206255/

Продолжение следут.

Автор - преподаватель учебного центра BODY COACH, известный борец за научный подход в теме фитнеса и питания Алексей Варфоломеев. Авторский стиль текста сохранен.