Для синтеза коллагена нужен витамин

Краткий обзор некоторых кофакторов, участвующих в синтезе коллагена

Качественные коллагеновые волокна — одна из основных составляющих здоровой кожи. Поэтому большое количество косметологических методов направлено на восстановление ее коллагенового каркаса. Как витамины и микроэлементы могут влиять на синтез коллагена? И почему для достижения стойкого эффекта необходимо учитывать их количественный состав в организме?

Ежегодно создаются новые методики и препараты для улучшения синтеза коллагена с целью профилактики инволюционных процессов в организме и уменьшения выраженности возрастных изменений.

Но за стремлением повлиять на коллагеногенез извне порой забывают о тех веществах, без достаточного количества которых в самом организме синтез коллагена крайне затруднен. Никто не будет отрицать, что продукция этого жизненно важного белка зависит от гормонов, гормоны, в свою очередь, от присутствия металлов, усвоение металлов — от витаминов; и эту цепочку можно продолжать долго, тем более что она замкнутая. Осветить все нюансы в одной статье не представляется возможным, но сделать шаг навстречу пониманию некоторых процессов — в наших силах. Синтез и процессинг (созревание) коллагена включает в себя несколько этапов:

• транскрипция генов, кодирующих коллагены, в которой участвуют десятки магнийи кальцийзависимых белков;
• синтез препроколлагена на рибосоме, поддерживаемый магний- и кальцийзависимыми белками;
• транспорт цепи препроколлагена в эндоплазматический ретикулум посредством сигнального пептида на N-концевом участке аминокислотной цепи;
• удаление сигнального пептида в препроколлагене посредством фермента пептидазы;
• гидроксилирование аминокислотных остатков пролина с участием Fe2+ и аскорбат-аниона в качестве кофакторов;
• гликозилирование моносахаридами аминокислотных остатков лизина в препроколлагене в присутствии ферментов, содержащих ионы марганца;
• сборка тройной спирали проколлагена из 3 аминокислотных цепей препроколлагена;
• внесение необходимых конформационных изменений в проколлаген посредством изомеризации остатков цистеина и пролина;
• упаковка проколлагена в транспортный везикул, перенос во внеклеточный матрикс;
• вне клетки модификация молекулы проколлагена с помощью протеиназ проколлагена, нуждающихся в ионах Zn2+ как кофакторе;
• формирование коллагеновых фибрилл из тропоколлагена посредством лизилоксидазы, кофакторами которой являются ионы Cu+ и тирозил-хинон (рис. 1) [1].

Всем известно об участии магния и кальция в синтезе соединительной ткани и коллагена, но о железе, цинке, меди, витаминах С и D часто забывают. Именно эти кофакторы рассмотрим в статье.

Железо

Железодефицитная анемия в той или иной степени присутствует у 40–60 % женщин детородного возраста по всему миру [2, 26]. И это при том, что железо — один из важнейших микроэлементов, необходимых для нормального функционирования биологических систем организма. Оно требуется для осуществления функции дыхания, кроветворения, участвует в иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях.

Причины дефицита железа:

• недостаточное поступление в организм железа из-за нарушения режима питания (например, при вегетарианской диете);
• снижение всасываемости железа в кишечнике (рис. 3);
• нарушение регуляции обмена витамина С;
• избыточное поступление в организм фосфатов, оксалатов, кальция, цинка, витамина Е;
• поступление в организм железосвязывающих веществ;
• усиленное расходование железа (в периоды интенсивного роста и беременности);
• потери железа, связанные с травмами, кровопотерями во время операций, обильными менструациями, язвенными болезнями, донорством, занятиями спортом;
• нарушение функции щитовидной железы;
• различные системные и опухолевые заболевания [21].

Учитывая высокую распространенность дефицита железа в популяции, сложно говорить о нормальном синтезе коллагена при таких состояниях.

Цинк — единственный металл, представленный в небелковой части ферментов каждого класса, и никаким другим металлом цинк не может быть заменен. Несмотря на малую концентрацию цинка в крови, стабильные связи с макромолекулами делают его доступным для всех тканей организма, что в дальнейшем позволяет удовлетворять потребности в нем белков и ферментов, выполняющих различные биологические функции [28].

Распространенность дефицита цинка в мире не менее значительная, чем железа и витамина С, и составляет до 60% [29].

Для транспорта эритроцитами кислорода и углекислого газа абсолютно необходим цинк, и большая часть цинка крови содержится именно в эритроцитах в составе цинковых металлоферментов — карбоангидраз. Карбоангидразы катализируют превращения углекислого газа в угольную кислоту (угольная кислота участвует в поддержании pH крови в физиологическом диапазоне (7,25–7,35). В капиллярах легких эти процессы идут в обратном направлении: угольная кислота распадается на углекислый газ и воду, и углекислый газ удаляется наружу [18].

Без нормального дыхания ни одна клетка не способна осуществлять свои функции.

В мире распространенность дефицита меди в организме, приводящего, наряду с железом, к анемии, составляет до 30%. А ведь этот микроэлемент крайне необходим для нормальной физиологии организма.

Если говорить о коже, то медь играет ключевую роль в ангиогенезе, синтезе и стабилизации белков внеклеточного матрикса [3].

В физиологически значимых концентрациях (2 мг — средняя суточная потребность) медь ускоряет заживление ран [16].

Ионы меди, которые являются кофакторами лизилоксидазы, принимают участие в последнем этапе синтеза коллагена. Медь имеет важное значение для формирования внутри- и межмолекулярных поперечных связей в коллагене, а соответственно, и прочности коллагеновых и эластиновых фибрилл [8, 13, 15]. Недостаток меди ухудшает формирование сшивок коллагена и приводит к тяжелой патологии костей, легких и сердечно-сосудистой системы [12].

Компенсация дефицита этого микроэлемента, бесспорно, улучшает синтез коллагена, в том числе в коже (рис. 4) [7, 10].

Аскорбиновая кислота (витамин С)

Аскорбиновая кислота играет в организме фундаментальную роль — нет фактически ни одного физиологического процесса, в котором бы она не принимала участия.

Роль витамина С в организме
Аскорбиновая кислота в организме человека оказывает влияние на множество важнейших биологических процессов:

• образование кортикостероидов (при стрессе в несколько раз возрастает уровень потребления витамина С тканями и органами) [20];
• обмен тирозина (влияние на обмен гормонов щитовидной железы) [22];
• трансформация дофамина в норадреналин [25];
• превращение токсичных соединений ванадия в безвредные [23];
• превращение фолиевой кислоты в ее активную форму — тетрагидрофолат [27];
• активация мРНК ацетилхолинового рецептора [20];
• образование активных форм витамина D (транспортной формы [25(OH)D] — в печени и активной гормональной формы [1,25(ОН)2D] — в почках), что служит основным фактором профилактики остеопороза [20];
• потенцирование всасывания железа [24].

Распространенность дефицита витамина С в мире по разным данным составляет 20–40% [14, 15].

В последнее время много исследований посвящено аскорбиновой кислоте и ее биодоступности для кожи [9]. При недостатке витамина С в организме его нанесение на кожу не будет иметь ожидаемого эффекта, так как не сможет восполнить нутритивный дефицит. В ходе проведенных исследований выяснилось, что витамин С ускоряет заживление ран, участвует в активизации синтеза коллагена I типа (рис. 5) и снижении параметров окислительного стресса. Никаких значимых побочных эффектов при добавлении витамина С в питание в ходе проведенных исследований выявлено не было [5, 6].

Синтез коллагена зависит от гормонов, гормоны, в свою очередь, от присутствия металлов, усвоение металлов — от витаминов, и эту цепочку можно продолжать долго, тем более что она замкнутая.

Витамин D

Распространенность дефицита витамина D в российской популяции составляет более 90% (в мире 50–60%) [19]. Этот витамин стимулирует увеличение синтеза секретируемых белков TGF-β (регулируют деление
и дифференцировку различных типов клеток, включая фибробласты и кератиноциты) и их связывание с рецепторами на мембране клеток. Поэтому при его дефиците происходит нарушение активности сигнальных каскадов TGF-β, что ухудшает заживление кожи после любой травмы (включая косметологические манипуляции). Например, во время термолифтинга часть коллагеновых волокон дермы сжимается и уменьшается в объеме. Это приводит к повышению зернистости базального слоя и при достаточном количестве витамина D создает благоприятные условия для воздействия его активных форм на экспрессию TGF-β1, который и способствует обновлению соединительной ткани [11].

Выводы

Мы кратко обсудили лишь некоторые кофакторы, участвующие в синтезе коллагена. Но даже этот незначительный пласт информации позволяет судить о зависимости синтеза коллагена от нутритивного статуса организма, чем не следует пренебрегать, решая многие эстетические задачи. Изменение синтеза коллагена происходит постепенно и усугубляется нутритивным дефицитом [19].

Источник

Как увеличить выработку коллагена в организме

Все мы знаем, что от количества коллагена в коже зависит ее молодость, упругость, наличие или отсутствие морщин, четкость овала лица. Также известно, что с возрастом количество этого белка уменьшается — со всеми вытекающими последствиями. Можно ли увеличить выработку коллагена в организме и как — вот в чем вопрос. Попытаемся на него ответить.

Эка Инаури Автор

Екатерина Турубара Эксперт

Что такое коллаген

«Название «коллаген» используют для обозначения 18 белков (11 из них входит в состав дермы). В коже протеины отвечают за упругость и эластичность. Потеря этих качеств и свидетельствует о дефиците коллагена».

Известно, что с возрастом коллагена в коже (и в организме в целом) становится меньше. И прежде чем ответить на интересующий нас всех вопрос, как повысить выработку коллагена, выясним, что приводит к ее уменьшению.

Организм человека — это постоянно обновляющаяся система. Если упрощенно, жизнь сводится к разрушению старых клеток и замене их новыми. Это естественный непрерывный процесс.

Полный цикл синтеза и разрушения коллагена занимает около месяца, при этом в молодом возрасте обмен составляет около 6 кг за год, а к 40-45 годам — вдвое меньше.

Хотите пройти углубленное тестирование кожи?

Столь ощутимое падение уровня коллагена в коже связано с дисбалансом между разрушением этого белка и его производством: то есть организм синтезирует меньше коллагена, чем его теряет.

С возрастом изменяется не только количество, но и качество коллагеновых волокон. © Getty Images

Таким образом, подойти к решению проблемы уменьшения коллагена можно с двух сторон:

стимулировать синтез протеинов;

сдерживать их разрушение.

Проверьте, не грозит ли вашей коже потеря упругости.

Факторы, ускоряющие разрушение коллагена

За дисбаланс между синтезом коллагена и его разрушением ответственны не только время и гормональные возрастные изменения.

Стресс

Да, как ни банально, но и в образовании морщин, снижении упругости кожи (а следовательно, и в ускоренном разрушении коллагена) виноват кортизол, выделяемый надпочечниками и оказывающий негативное влияние на жизнедеятельность кожи. Есть даже такое понятие: выгорание надпочечников, вызванное хроническим стрессом, который имеет свойство накапливаться.

Постоянные стрессы буквально старят кожу. © Getty Images

Бороться со стрессом сложно, но обязательно нужно. Об этом мы поговорим в других статьях.

Неправильное питание

Преобладание высокоуглеводных продуктов (десерты, мучное, сладкая газировка) способствуют процессу гликации — оседанию глюкозы на коллагеновых волокнах, в результате чего они начинают склеиваться, теряя свою функциональность.

Недостаток белковой пищи — источника аминокислот — приводит к дефициту строительного материала для собственных протеиновых структур организма.

Отсутствие в рационе свежих овощей лишает организм витаминов и минералов, а также энзимов, отвечающих за усвоение протеинов.

Солнце

Лучи типа A имеют свойство разрушать коллагеновые волокна, проникая в глубокий дермальный слой кожи. Злоупотребление загаром может привести к раннему старению.

Что повышает выработку коллагена

А теперь поговорим о приятном — факторах, веществах и продуктах питания, способных усилить выработку коллагена, а следовательно, и улучшить состояние кожи.

Витамин С

Одно из лучших соединений, стимулирующих выработку коллагена, без его участия синтез этого белка вообще невозможен.

Здоровый сон

Именно проблемы со сном с годами становятся одной из первопричин ускоренного старения кожи и организма в целом, так как он не имеет возможности восстановиться и перезагрузить все свои системы. Тот, кто сладко спит, дольше не стареет.

Аминокислоты

Пролин, лизин, глицин — кирпичики для строительства коллагена в организме. Их наиболее популярными (и натуральными) источниками считаются:

костный бульон (богатейший источник нутриентов и аминокислот);

белое куриное мясо;

рыба (особенно кожа, голова и хрящи) и моллюски;

яичный белок, богатый пролином;

цитрусовые и ягоды (витамин С);

зеленые листовые овощи, чрезвычайно богатые микроэлементами и антиоксидантами, защищающими коллаген от распада.

Наваристый костный бульон — отличный источник коллагена. © Getty Images

Может ли косметика стимулировать выработку коллагена

«Синтез коллагена в коже начинается с того, что в фибробластах дермы образуется его предшественник — проколлаген. Затем при участии пролилгидроксилазы и аскорбиновой кислоты происходит ферментативное превращение проколлагена в коллаген».

К косметическим ингредиентам, которые способны стимулировать синтез коллагена, относятся:

аскорбиновая кислота (витамин С), напомним, что без ее участия невозможно формирование коллагеновых волокон;

пептиды — «строительный материал» кожи;

ретиноиды, известные своей способностью влиять на металлопротеиназы, разрушающие коллаген;

экстракт черники, ниацинамид (витамин В3), препятствующие гликации коллагена, в ходе которой он теряет свои свойства.

Обзор косметики для упругости кожи

В эту подборку мы включили наиболее актуальные для нашей темы средства из антивозрастных линий бренда Vichy. Некоторые из них включены в экспертный протокол антивозрастного ухода за кожей. Его представляет эксперт марки дерматолог Виктория Клишко.

Концентрированная антивозрастная сыворотка для кожи лица и шеи в ампулах LiftActiv Peptide-С Specialist, Vichy

Концентрат в ампулах обещает бороться с морщинами и повысить упругость кожи. Состав весьма обнадеживает:

чистый витамин С в концентрации 10%;

гиалуроновая кислота двух видов;

термальная минерализующая вода Vichy.

Антиоксидантный концентрат молодости LiftActiv, Vichy

К витамину С в этой формуле присоединяется «витамин молодости» Е, антиоксидант в виде полифенола сосны приморской и гиалуроновая кислота. Этот звездный состав и отвечает за гладкость, упругость и сияние кожи.

Дневной крем для всех типов кожи LiftActiv Collagen Specialist, Vichy

Крем с пептидами I и II типов, стимулирующими выработку коллагена, и витамином С борется с морщинами и ремоделирует контуры лица.

Компенсирующий комплекс, дневной крем-уход для нормальной и комбинированной кожи в период менопаузы Neovadiol, Vichy

Повышает плотность кожи и заметно разглаживает морщины. В состав включена активная молекула проксилан, которая стимулирует выработку собственного коллагена кожи.

Источник