الكولاجين

التخطيط والوظيفة

الكولاجين هو بروتين يشكل ، كبروتين هيكلي ، جزءًا أساسيًا من النسيج الضام والداعم. تبعا لذلك ، فإنه يحدث في معظم أعضاء الجسم. الكولاجين هو أحد بروتينات الألياف وله بنية تشريحية محددة بحيث ينتج عنها بروتين مستقر. يحتوي جزيء الكولاجين على بنية أساسية تتكون من ثلاث سلاسل متعددة الببتيد. هذه البروتينات مدمجة معًا والتي تتكون من ما يصل إلى 1000 من الأحماض الأمينية الفردية ، وهي أصغر وحدة من البروتينات.

يتم إنتاج تخليق سلائف للكولاجين أولاً في الخلايا. سلاسل البروتين الثلاثة تقع معًا وتلتف حول بعضها البعض. إنها تشكل بنية أساسية تدور في اتجاه عقارب الساعة ، مما ينتج عنه جزيء كولاجين يبلغ طوله 300 نانومتر وسمكه 1.5 نانومتر. يُعرف هذا الترتيب باللولب الثلاثي ويشكل مقدمة الكولاجين. يتم الآن إنتاج المزيد من الكولاجين خارج الخلية. تقطع بعض الإنزيمات الببتيدات من هذا البروكولاجين في النهايات. الآن يمكن ترتيب الحلزونات الثلاثية الفردية على التوازي وتشكيل جسور متقاطعة. هذا يعني أن جزيئات الزميل تتواصل مع بعضها البعض وبالتالي تشكل إطارًا مستقرًا ومرتبطًا.

في المجهر الضوئي ، يمكنك أن ترى مخططًا أفقيًا نموذجيًا ، والذي ينتج عن حقيقة أن جزيئات الزملاء تتجمع معًا لتشكل أليافًا وتتداخل الأطراف. تتكون العديد من الألياف في النهاية من ألياف الكولاجين. ثم ترتبط جزيئات الماء بالكولاجين النهائي ، مما يعني أن الكولاجين يحتوي دائمًا على نسبة عالية من الماء. ينتج عن تجميع سلاسل الببتيد المختلفة حلزونات ثلاثية مختلفة. لذلك ، يتم التمييز بين الأنواع المختلفة من الكولاجين ، والتي عادة ما يتم ترقيمها بشكل متتالي ، مثل نوع الكولاجين 1 أو النوع 2 أو النوع 3.

تختلف أنواع الكولاجين باختلاف أنواع الأنسجة في أجسامنا. بشكل عام ، يوجد الكولاجين في الجلد والعظام وغضاريف الألياف والأوتار والأربطة والأسنان والجلد العضلي وفي العينين. يمنح الكولاجين الموجود في هذه الهياكل القوة والاستقرار اللازمين. نظرًا لخصائصها المرنة للغاية ، فإن العظام والغضاريف والأوتار مقاومة للتمزق ولكنها مرنة أيضًا.

في العظام والأسنان ، تشارك أيضًا في التمعدن ، وتراكم العظام ومينا الأسنان ، وهي جزء مهم من عملية التمثيل الغذائي هناك. عادة ما تكون أعضاء أجسامنا محاطة بكبسولة وأنسجة دهنية. يشكل الكولاجين أيضًا طبقات سطحية ويتواجد في الغالب في النسيج الضام. وبذلك يتم فصل الأعضاء عن بعضها البعض ، لكنها تظل مرنة في وضعها. لذلك يشارك الكولاجين أيضًا في توسيد ومرونة أعضائنا ويأخذ وظيفة وقائية مع الأنسجة الدهنية.

الكولاجين في الجلد

توجد نسبة كبيرة جدًا من الكولاجين في الجلد ، حيث يقوم بوظيفة دعم مهمة لطبقات الجلد والأنسجة الضامة المجاورة. كبروتين ، يمتلك الكولاجين خاصية ربط الماء ، مما يحافظ على الجلد مشدودًا. بسبب التركيب الخاص للكولاجين ، فإن الكولاجين مرن للغاية ، مما يعني أن الجلد أيضًا مرن ومرن للغاية. ما مدى أهمية الكولاجين لذلك شد الجلد يظهر عندما ينخفض ​​محتوى الكولاجين ببطء من حوالي منتصف العشرينات.

شيئًا فشيئًا ، تظهر التجاعيد الأولى والتي لها علاقة بتفكك الكولاجين في الجلد. ثم يفقد الجلد مرونته وينهار. يتناقص إنتاج الكولاجين بشكل كبير ، وهذا هو سبب اختلاف الأنواع مستحضرات التجميل على شكل كريمات أو لبنات بناء كولاجين مثل البروتينات والأحماض الأمينية تحاول ملء وسادة الكولاجين من الخارج. يجب أن تعمل الكريمات المحتوية على الكولاجين أو الحقن المباشر في الجلد على تنعيم التجاعيد مرة أخرى وجعل الجلد يبدو مشدودًا. نظرًا لأن الكولاجين يربط الماء ، يجب أن يبدو الجلد أكثر ثباتًا ونضارة بعد العلاج بالحقن مباشرة.

أنواع الكولاجين

اكتب 1

عندما يتعلق الأمر بالكولاجين ، يتم التمييز بين الأنواع المختلفة ، كل منها يشكل نسبة مختلفة في الأعضاء المختلفة. يبلغ طول الكولاجين من النوع الأول حوالي 300 نانومتر ويشكل البنية النموذجية لألياف الكولاجين المكدسة بكثافة والتي يمكن أن يتراوح سمكها بين 50 و 200 نانومتر. من حيث الكمية ، الكولاجين من النوع الأول هو الأكثر شيوعًا في جسم الإنسان. هذا النوع شائع بشكل خاص في الجلد والنسيج الضام والأوتار والعظام ولفافة العضلات والقرنية. في الهياكل المذكورة ، يوجد الكولاجين في المصفوفة خارج الخلية ، مما يعني أن الكولاجين يحيط بالخلايا الفردية في الجلد والعظام والأوتار.

عن طريق تخزين الماء في الكولاجين ، تكتسب الأعضاء القوة الميكانيكية. المحتوى العالي من الكولاجين من النوع الأول في الجلد والأوتار يجعلها قوية ومرنة بشكل خاص. تضمن نسبة الزملاء قوة الضغط الضرورية وثبات الهياكل المختلفة.

واحدة من أكثر الاضطرابات المعروفة في تركيب الكولاجين من النوع الأول هي تكون العظم الناقص. هذا ال مرض العظم الزجاجي، عيب وراثي في ​​تكوين العظام. نتيجة لذلك ، يتم إنتاج القليل جدًا من الكولاجين ويكون العظام أقل استقرارًا ومرونة. اعتمادًا على شدة المرض ، يمكن أن يكون هذا مختلفًا. خطوة على المريض كسور عفوية ومتكررة على. يمكن أن تحدث أيضًا تشوهات في الجمجمة والعمود الفقري. بالإضافة إلى ذلك ، عادة لا ينمو المرضى طويلًا جدًا ، حيث يؤثر المرض على نمو العظام بالكامل.

النوع 2

الكولاجين من النوع 2 ، مثل النوع 1 ، هو أيضًا كولاجين مكون للليف. من حيث الطول ، النوعان متشابهان جدًا. يبلغ طول النوع 2 حوالي 300 نانومتر ، لكنه عادة ما يكون أرق من النوع الأول من الكولاجين. الكولاجين من النوع 2 شائع بشكل خاص في الهيالين والمرن غضروف امام. يبطن الغضروف الهياليني مفاصل الجسم ويشكل الطبقة العليا من مساحة المفصل.

يحدث الغضروف المرن ، على سبيل المثال ، على الأذن وقناة الأذن وأيضًا في القصبات الهوائية الصغيرة في الرئتين. بينما يحتوي الكولاجين من النوع الأول على بنية كثيفة ، فإن ألياف الكولاجين من النوع 2 تكمن بشكل فضفاض في الهياكل المختلفة في النسيج الضام. بالإضافة إلى الكولاجين ، هناك مواد أخرى مثل البروتيوغليكان و حمض الهيالورونيك في الغضروف. بسبب هذه التركيبة وتراكم الماء ، يصبح الغضروف مقاومًا للضغط ومرنًا وقابل للتمدد ، ولكنه ليس مستقرًا مثل العظام.

تحلل

التحلل المائي عبارة عن منتجات تنتج عن تحلل البروتينات أو البروتينات. يمكن أيضًا الحصول على التحلل المائي من الكولاجين عن طريق الانقسام الأنزيمي (التحلل المائي). يفضل الحصول على بروتينات الكولاجين هذه من النوع الأول من الكولاجين واستخدامها المكملات الغذائية تستخدم. تحتوي على نسبة عالية من سلاسل الأحماض الأمينية القصيرة (الببتيدات) وهي مشابهة جدًا للجيلاتين.

الفرق الوحيد هو أن تحلل الكولاجين لا يتحول إلى هلام ويمكن إذابته بسهولة في الماء. إنه مسحوق أبيض عديم الرائحة والمذاق يمكن استخدامه للربط والاستحلاب والرغوة. يستخدم هذا المسحوق بشكل خاص في الأنظمة الغذائية الغنية بالبروتين و غذاء رياضي. وهي متوفرة على شكل مسحوق يمكن إذابته وإكمال تناول البروتين أثناء النشاط البدني القوي. كما أنها تستخدم لإصلاح أنسجة الغضاريف التالفة.

من المفترض أن تحفز التحلل المائي للكولاجين تكوين الغضروف وبالتالي تجديد مادة المفصل البالية. في المرضى الذين يعانون من تآكل الغضروف (هشاشة العظام) ، يجب أن يؤدي ذلك إلى تحسن في الألم وحركة المفاصل. توجد بروتينات الكولاجين أيضًا في بعض مستحضرات التجميل ، نظرًا لأن الجسم يمتصها جيدًا ، يجب أن تكون قادرة على اختراق الطبقات العميقة من الجلد وتحسين مظهر الجلد وشده.