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?
Отказ от ответсвенности
Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.
Главные компоненты красоты – коллаген и эластин. Они содержатся в коже, ногтях, волосах и соединительных тканях, отвечают за их прочность и эластичность. Нехватка коллагена отрицательным образом сказывается на внешнем виде и на состоянии здоровья.
Уровень коллагена можно повысить самостоятельно, также, как и стимулировать его производство.
Восстановление коллагена при помощи питания
Правильное и разнообразное питание – залог здоровья, свежего вида лица и хорошего самочувствия. Для увеличения выработки коллагена стоит употреблять пищу, богатую этим элементом.
Список продуктов, богатых коллагеном:
- Рыба и морепродукты. Особое внимание нужно обратить на красную рыбу: кета, лосось, семга, горбуша, форель. Она является основным источником коллагена.
- Мясо индейки. Индейка – самое богатое коллагеном мясо. В других видах мяса его содержится минимальное количество.
- Желатин. Тем, кто хочет повысить уровень коллагена в организме, показаны продукты и блюда с добавлением желатина: желе, мармелад, холодец, заливное.
Как стимулировать выработку коллагена в организме?
Выработка коллагена в организме происходит при участии различных витаминов, аминокислот и микроэлементов. К ним относятся:
- Витамин С. Продукты, которые содержат витамин С, должны быть в рационе каждого человека, следящего за своим здоровьем. К этим продуктам относятся: цитрусовые, шиповник, черника, земляника, черная смородина, облепиха.
- Витамин К. Источник витамина – листовые зеленые овощи, цветная и белокочанная капуста, оливки и оливковое масло, молоко, авокадо, киви.
- Витамин РР. Найти витамин РР можно в печени, почках, гречке, фасоли, грибах, мясе, манго, свекле, черном хлебе.
- Витамин В 6 . Витамином В 6 богаты очень многие продукты – капуста, фундук, грецкие орехи, морковь, шпинат, картофель, вишня, черешня, цитрусовые.
- Омега-3 жирные кислоты. Это вещество замедляет процессы старения кожи, делает хрящи, суставы и костные ткани более упругими. Омега-3 жирными кислотами богаты морская рыба, грецкие орехи, семена льна. Также полезно употреблять рыбий жир, который продается в аптеке.
- Железо. Оно содержится в печени, в белках яиц, бобовых, цельнозерновом хлебе, семенах тыквы.
- Цинк. Цинком богаты семечки подсолнечника и тыквы, овсяная каша, натуральный темный шоколад.
- Медь. Чтобы восполнить недостаток меди, в рацион нужно включить морепродукты, печень трески, картофель, гречневую крупу, овсяную кашу.
Внимание! Есть еще один способ стимулировать выработку коллагена – использование специальных препаратов. В продаже существуют пищевые добавки и витамины, которые стимулируют выработку коллагена в человеческом организме.
Что еще сделать для восстановления уровня коллагена?
Для того чтобы коллаген вырабатывался в достаточном количестве, а красота и здоровье были в порядке, следует помнить еще о том, что:
- Курение и алкоголь вредят естественной выработке коллагена, поэтому от их употребления стоит полностью отказаться.
- Солнечные ванны полезны, но их нужно принимать ограниченно, так как ультрафиолет вредит состоянию кожи и способствует ее скорейшему старению. Для того чтобы этого не случалось, не стоит загорать в часы пиковой активности солнца, а также не стоит забывать наносить на кожу солнцезащитный крем.
- Стрессы негативно отражаются на внешнем и внутреннем состоянии организма, поэтому их тоже следует свети к минимуму.
- Питание должно быть правильным и разнообразным. В пищу нужно употреблять только свежие и качественные продукты.
Применяя средства для выработки коллагена и восполнения его уровень, стоит делать это комплексно, тогда организм отблагодарит вас за заботу здоровым внешним видом и прекрасным самочувствием.
Отказ от ответсвенности
Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.
Источник