Коллаген синтезируется с витамином с

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

Коллаген, витамин С и пищевые добавки: что, на что и как влияет

Коллаген – это особый белок, который служит основой соединительной ткани всех наших органов. Коллаген образуют нерастворимые нити (фибриллы), которые входят в состав межклеточного матрикса и соединительных тканей.

Недостаток коллагена в организме приводит к снижению:

Коллаген составляет 70 % белка кожи и 30 % белка всего тела.

Для того чтобы коллаген попал в орган-мишень, он должен расщепиться на составные элементы. Поэтому коллаген ни пить, ни есть не нужно. Польза питьевых коллагенов – это маркетинговый миф.

Как восполнить запас коллагена?

• продукты с высоким содержанием витамина С и полиненасыщенных жирных кислот;
• БАДы.

Коллаген производится в клетке, которая называется фибробласт (основная клетка кожи). Аминокислоты глицин, лизин и пролин при поступлении витамина С начинают производить коллаген. Витамин С в любых формах (внутривенные инъекции, пероральный приём в виде БАДов или с продуктами питания) очень важен для производства коллагена наравне с аминокислотами – кирпичиками из которого он строится.

• косметические препараты (кремы, сыворотки) и аппаратные методики с аминокислотами, бета-глюканами, витамином С, полиненасыщенными жирными кислотами;
• инъекционные препараты с производными коллагена: трипептидами и аминокислотами.

Белковую молекулу можно сравнить с фигуркой конструктора LEGO, которая при рассыпании распадается на отдельные блоки – это есть аминокислоты, но есть детали состоящие из двух-трёх блоков – это дипептиды и трипептиды.

Когда говорят об инъекциях препаратов с коллагеном в косметологии, то имеется в виду, что инъецируется не сам коллаген (молекула коллагена очень большая, она не будет встраиваться и попадать куда нужно), а конструктивные элементы (дипептиды и трипептиды), которые и оказывают своё действие. Таким образом мы строим собственный коллаген. С помощью маленьких кирпичиков (аминокислот) строим коллаген, а кирпичики побольше (пептиды) влияют на количество фибробластов, которые производят коллаген. Это единственный способ, которым можно извне эффективно увеличить собственный коллаген в коже с помощью производных коллагена (трипептидов и аминокислот).

При неправильно назначенных диетах и несбалансированном питании происходит изменение цвета кожи, появляется обвислость, проявляется уставший тип старения. Это результат голодания фибробластов, которые впадают в спячку. Разбудить фибробласты можно инъекционными методами с препаратами, содержащими производные коллагена.

В каком продукте больше всего витамина С?

• Шиповник – 470 мг/100 г
• Паприка – 250 мг/100 г
• Облепиха – 200 мг/100 г
• Петрушка – 150 мг/100 г
• Зелёный горошек – 120 мг/100 г
• Укроп – 100 мг/100 г
• Киви – 71-92,1 мг/100 г
• Апельсин – 60 мг/100 г

Максимальное содержание производных витамина С в формулах кремов не может превышать 5-7 %. Всё, что больше – неправда, маркетинговая уловка. Если бы в креме было бы больше 5-7 % витамина С, то крем был бы жёлтого цвета, так как при высокой концентрации аскорбиновая кислота окисляется. Витамин С всегда содержится в стабильном состоянии. А стабильный препарат оказывает маленькое действие и малоэффективен. Наиболее активны только нестабильные препараты. Сыворотки могут содержат нестабильные формы витамина С, которые стабилизированы чем-то.

На фото в виде порошка представлена микроинкапсулированная форма витамина С. Микрокапли 20 % витамина С заключены между молекулами кремния. При растирании порошок превращается в жидкость, то есть молекулы кремния расплавятся и он превратится в 20 % витамин С. Такую форму доставки препарата разработали в США для химиотерапии и сейчас существует много препаратов, которые наносятся на кожу с помощью микроинкапсулированных форм. Благодаря такой форме сыворотки происходит доставка витамина С для стимулирования выработки коллагена.

Коллаген производится ночью, поэтому сыворотки и кремы с содержанием витамина С нужно наносить на кожу вечером. Внутрь принимать витамин С можно утром.

Как восстановить внеклеточный матрикс кожи?

Фибробласты находятся в желеподобной среде, которая и является матриксом кожи. Восстановить матрикс кожи можно только изнутри, принимая полиненасыщенные жирные кислоты (незаменимые жирные кислоты). Слово “незаменимые” означает, что они не вырабатываются в организме, и получать их нужно только извне.

Полиненасыщенные жирные кислоты :

Действие полиненасыщенных жирных кислот :

• защищают клетки головного мозга и способствуют их активной работе;
• происходит оздоровление клеток иммунной и сердечно-сосудистой системы;
• поступают питательные компоненты для органов зрения;
• происходит улучшение состояния и эластичности кожи и её придатков (ногти, волосы);
• снижают риск развития атеросклероза.

Для лечения инфарктов и инсультов применяют препараты с содержанием Омега 3. Омега 6 и Омега 9 благотворно влияют на состояние кожи и её придатков. При поступлении в организм 3 мг в сутки для женщин и 5 мг для мужчин, происходит стимуляция состояния кожи, улучшается рост и качество ногтевых пластин, волос. Это универсальные геропротекторы.

Омеги, которые содержатся в рыбном происхождении, имеют положительный эффект, но сами рыбы содержат соли тяжёлых металлов, и этот источник получения полиненасыщенных жирных кислот не является оптимальным.

Существует альтернатива рыбному жиру в виде растительного источника – это энотера (примула вечерняя):

• не содержит тяжёлых металлов;
• доступна вегетарианцам;
• не имеет привкуса рыбы.

Препараты с содержанием Омега 3, 6, 9 необходимо принимать, когда пациенты проходят любые инвазивные процедуры (пилинги, инъекции, нити, хирургические операции), так как они снижают воспалительный процесс. Омеги принимаются во время еды.

Популярность БАДов: мода или образ жизни?

К сожалению, развитие сельского хозяйства привело к тому, что в рацион питания современного человека не поступает необходимое количество микроэлементов и витаминов. В связи с этим появились биологически активные добавки (БАДы).

БАДы – это концентраты натуральных природных веществ, выделенных из пищевого сырья животного (в том числе морского), минерального, растительного происхождения или же полученные путём химического синтеза вещества, идентичные природным аналогам.

Например, в США сейчас популярна пищевая добавка (универсальный энергетик) под названием НАД (NAD, никотинамидадениндинуклеотид), которая перезаряжает митохондрии всех клеток. Митохондрия – это центральная органелла, и если продлевать её жизнь, то продлевается жизнь человека.

Советы тем, кто готовится к инвазивным методикам, а также тем, кто хочет улучшить качество жизни:

• приём биодобавок;
• укрепление и оздоровление кожи;
• правильно подобранный домашний уход;
• диета.

Разница только в дозировках!

Здоровья и красоты!

Андрей СОТНИК – к. м. н., эстетический хирург, руководитель DMK Ukraine

Под редакцией Натальи ЧАЙКИ

Источник