Коллаген — самый распространенный белок в нашем организме, который играет ключевую роль в поддержании структурной целостности различных тканей и органов. Именно поэтому он широко используется не только в косметологии, но и пищевой промышленности, реконструктивной хирургии и даже космосе — для трехмерной печати. Вместе с врачом и экспертом международной компании Coral Club Галиной Дон мы узнали о том, как именно это происходит, для чего вообще нужен компонент, в чем он содержится и как эффективно его применять, чтобы продлить свою молодость, а вместе с ней красоту кожи, блеск волос и гибкость суставов.
Являясь нашим основным строительным элементом, коллаген буквально «держит» на себе прочность костей, хрящей, сосудов, десен и, конечно же, кожи. Без него немыслима полноценная работа многих систем организма, и его использование давно вышло за пределы медицины. От продуктов ежедневного потребления до передовых технологий для восстановления тканей и поддержки космонавтов, — этот протеин нужен большинству ведущих отраслей. Вместе с врачом расскажем подробнее о поразительных способностях этого всепроникающего белка и его влиянии на самые разные аспекты человеческой жизни.
Главное о коллагене — что это, для чего нужен и в чем содержится
Коллаген — это белок соединительной ткани, который представляет собой полимер, то есть крепко скрученную длинную цепочку из аминокислот. Можно сказать, коллаген обеспечивает эластичность и цельность всех соединительных тканей, поэтому его название образовано от «kolla», что в переводе с греческого означает «клей».
Чем старше становится человек, тем меньше собственного коллагена способны создавать его клетки. Согласно исследованиям, уже с 20 лет организм начинает снижать выработку этого белка, а к 40-а его потеря достигает 1% каждый год. Утрата главного белка кожей приводит к появлению морщин, а уменьшение его количества в хрящах — к потере гибкости и изнашиванию суставов. Кроме этого, его дефицит связан с разрушением артерий, отвечающих за транспортировку крови к сердцу и другим внутренним органам.
Помимо нашего естественного коллагена, он также присутствует в пище, а для поддержания его необходимого уровня в организме можно прибегнуть к правильному питанию. Для этого в ежедневный рацион стоит включать продукты, богатые так называемым «белком молодости».
Вот список популярных и легкодоступных источников коллагена:
- Говядина;
- Курица;
- Рыба;
- Морепродукты;
- Желатин;
- Яйца, а именно яичные белки;
- Костный бульон.
Также в таком случае рекомендуется увеличить потребление фруктов и овощей. В них нет самого коллагена, зато есть аминокислоты и витамины, которые необходимы для его производства. Особенно полезны цитрусовые, орехи, бобовые, черная смородина, земляника, морковь, брокколи, красный перец и зелень. Немаловажны и правильные жиры — они есть в льняном или оливковом масле, авокадо и семечках тыквы.
Коллаген в пищевой промышленности
Коллагеновый белок часто применяется в качестве пищевой добавки для улучшения цвета, текстуры, вкуса и качества продуктов. Его волокна отлично используются как эмульгатор в мясных изделиях: они повышают их технологические и реологические свойства. Еще, например, добавление коллагена в ливерную и другие колбасы, сосиски снижает риск возникновения жировых шапок, а его нахождение в составе съедобных колбасных оболочек выполняет роль барьера.
Попадая в организм из продуктов, коллаген расщепляется на отдельные аминокислоты и пептиды под действием пищеварительных ферментов. Поэтому на рынке существует целое отдельное направление — биологически активные добавки, в которых белок уже расщеплен или гидролизован: исследования доказывают, что он усваивается быстрее и эффективнее, чем из пищи. Кроме того, врач Галина Дон считает, что прием БАДов с коллагеном способствует синтезу других белков, улучшающих состояние кожи. Такие добавки показаны практически всем, — тем более, если рацион человека далек от идеала или его возраст приближается к значению, когда снижается собственная выработка белка. Еще они крайне необходимы спортсменам и родившим женщинам для восстановления мышечной ткани.
Среди биодобавок можно встретить коллаген животного, морского и растительного происхождения. Однако выбор лучше отдавать в сторону морского: он быстрее проникает в кровоток, так как его структура наиболее близка натуральному человеческому белку. Морской питьевой гидролизованный коллаген I и II типов из кожи рыб максимально воспринимается организмом. Животный же коллаген, хоть и стоит дешевле, но усваивается хуже, а растительный — не столько сам коллаген, сколько белок пшеницы, который успешнее показывает себя в уходовой косметике.
Форматов коллагена тоже немало: он выпускается в капсулах, таблетках, порошках, жидкостях или в гидролизованном, самом биодоступном, виде. Важно обращать внимание и на указание его молекулярной массы или длины пептидов, ведь чем она меньше, тем достаточнее усвоение. Идеальный показатель — свыше 5 000 мг. Средняя дневная доза белка — 10 000 мг, Галина рекомендует дополнять её профилактическими дозами витамина С, В6 и биотина, так как они стимулируют собственный коллагеновый синтез.
Мы спросили у Дон, как лучше пить коллаген. Она рассказала, что рекомендуемый курс приема коллагена длится 3 месяца, и повторять его нужно дважды в год. Однако, в зависимости от образа жизни, хронических заболеваний, вредных привычек, регулярных занятий спортом и других индивидуальных показателей, прием биодобавок может быть разрешен на постоянной основе. Как правило, у них нет побочных эффектов, кроме аллергических реакций на сами источники сырья в случае непереносимости мяса или рыбы. Важный момент — принимать такие БАДы нужно натощак, но вначале проконсультироваться с лечащим врачом.
Коллаген в космосе
Коллаген приобретает особое значение в космосе, где радиация и невесомость оказывают значительное влияние на организм астронавтов. Снижение гравитации приводит к уменьшению нагрузки на мышцы и костную систему, что может вызывать атрофию. Как основной компонент костной ткани, коллаген выступает ключевым элементом для сохранения их функциональности во время длительных миссий.
Особенно актуальными для МКС являются 3D-принтеры с коллагеновой печатью, потому что их разработка открывает перед учеными новые горизонты. В условиях дальних космических полетов возникает необходимость быстрого получения медикаментов, инструментов или даже тканей человека, а биопринтеры, использующие коллаген как «чернила», как раз могут стать решением этой задачи.
Также такие коллагеновые принтеры позволяют создавать сложные структуры, имитирующие человеческие органы или их фрагменты для пересадочного лечения или научных экспериментов. Например, американская компания Redwire успешно напечатала на орбите первый мениск коленного сустава с помощью трехмерной биопечати, и это стало открытием пути для улучшения лечения травм мениска.
«Произошла революционная веха, имеющая серьезные последствия для здоровья человека. Демонстрация способности успешно печатать сложные ткани, такие как этот мениск, является большим шагом вперед на пути к разработке повторяемого производственного процесса в условиях микрогравитации для надежной биопечати в больших масштабах» — комментировал исполнительный вице-президент Redwire Джон Веллингер.
Биопечать подобного качества не может быть легко выполнена на Земле из-за
гравитации. За ее пределами у биологических тканей и других материалов лучше сохраняется форма благоаря невесомости, поэтому их гораздо легче использовать, не прибегая к химическим добавкам и специальным инструментам. Тем более, что 3D-принтеры с коллагеном еще дают возможность создавать человеческие ткани для фармацевтических компаний, чтобы разрабатывать модели исследования лекарств. Их способность создавать материи любого типа, которые понадобится использовать в космосе в будущем, имеет явные преимущества. Это приведет исследователей к разработке прототипов, заместительной терапии тканей и, в конечном счете, — заместительной терапии органов.
Коллаген в реконструктивной хирургии
Коллаген очень важен и реконструктивной хирургии — он используется для восстановления и регенерации тканей, которые были повреждены или удалены. Один из способов его применения — в качестве имплантатов или нитей, потому что именно коллагеновые обладают хорошей совместимостью с тканями организма. Кроме того, коллаген может быть использован при создании матрицы, поддерживающей рост и развитие новых тканей. Это особенно полезно в случае больших дефектов или повреждений, когда нужна реконструкции костей, сухожилий или крупных поражений кожи.
В этой отрасли существует несколько типов коллагеновых материалов. Один из них — гомогенный, который получают из животного источника, часто из кожи свиней или коров. Он обладает хорошей биосовместимостью и способностью стимулировать рост новых клеток. Другой тип — аутотрансплантационный, получаемый из собственных тканей пациента. Он позволяет избежать риска отторжения и обеспечить максимальное соответствие между имплантом и оригинальной тканью. Однако процедура забора и переработки такого коллагена требует дополнительного времени и хирургического вмешательства.
Например, научная команда Сеченовского Университета провела опыты применения разных препаратов с коллагеном в реконструктивной хирургии среднего уха. Первый был направлен на пластику дефектов барабанной перепонки: тогда коллагеновую пленку использовали у 30 пациентов вместе с трансплантатом, что в 80% случаев приводило к его более раннему приживлению. Второй выполнялся на больных хроническим гнойным средним атитом: коллагеновый препарат использовали на 22 испытуемых в качестве накладки на трансплантат во время мирингопластики, а у других 14 его не было, в результате чего у первой группы зафиксировали большую механическую прочность введенной конструкции и отсутствие роста патогенной микрофлоры, в отличие от второй. В ходе других успешных экспериментов на ушах, ученые-медики утвердили, что коллаген при сочетании с другими компонентами усиливает их эффект, помогает крепче фиксировать имплантаты и побуждает ресурсы организма формировать кости там, где это необходимо.
