Vsi, ki vsaj malo spremljate področje prehrane, ste zagotovo že slišali za kolagen. Kolagen je najbolj pogosto zastopana beljakovina v našem telesu in ocenjujejo, da ga je med eno četrtino in eno tretjino vseh beljakovin v našem telesu. Najdemo ga v laseh, nohtih, koži, hrustancu, kosteh, tetivah in vezivnem tkivu ter praktično povsod, saj je je tudi glavna komponenta ekstracelularnega matriksa (medceličnine). Včasih smo verjeli, da ga izločajo le fibroblasti v vezivnem tkivu, danes pa vemo, da ga izločajo tudi različne epitelijske celice.
Kolagen je nadpomenka za široko skupino beljakovin, saj poznamo vsaj 30 različnih tipov kolagena, v grobem pa jih lahko razdelimo v 2 skupini: fibrilarne in nefibrilarne. Najbolj pogostih je 5 tipov kolagena, in sicer: tip 1, ki ga najdemo v kosteh, koži, nohtih in laseh, tip 2, ki se nahaja hrustancu, tip 3, ki ga običajno najdemo skupaj s tipom 1 ter še tipa 4 (nahaja se v bazalni lamini v ledvicah) in tip 5, ki se nahaja v laseh in placenti.
Kolagen je sestavljen iz t.i trojnega heliksa, kjer so med seboj v desnosučno zanko povezane verige amino kislin. Najbolj značilna sekvenca amino kislin je glicin-prolin- X in pa glicin-hidroksiprolin-X, kjer je X neka druga amino kislina, ki ni glicin, prolin ali hidroksiprolin. Vsak zavoj sestavlja v povprečju 3.3 amino kisline, zavoji pa se med seboj levosučno oblikujejo v verigo imenovano alfa heliks. Dve verigi sta identični, tretja pa se razlikuje od obeh. Vretenčarji imamo več kot 25 različnih kombinacij povezave teh alfa heliksov, zato imamo različne tipe kolagen.
Več kot 40 genov je vključenih v biosintezo kolagena. Kolagen se sintetizira v pre-propeptidni obliki na ribosomih, ki se nato oblikuje na endoplazmenskem retikulumu v končno obliko s pomočjo reakcij hidroksilacij (prolina in lizina), ki jo katalizira vitamin C (zato se priporoča vitamin C ob uživanju kolagena, pomanjkanje vitamina C pa vodi so skorbuta) in postranslacijskih modifikacij kot je glikolizacija, to je vezava sladkorjev, kot sta sta glukoza ali galaktoza na polipeptidno verigo (tukaj je lepo ilustrirana korist eksogenega uživanja ogljikovih hidratov oziroma glukoze, kljub vsem »napihnjenim« trditvam »low carb dietnih kultov«). Nato se tri propeptidne verige povežejo med seboj in tvorijo t.i. prokolagen, ki se dokončno oblikuje v organelu imenovanem Golgijev aparat in nato se izloči v izvencelični prostor, kjer encimi proteaze odrežejo konce peptidne verige in oblikuje se nativni kolagen.
Koristi jemanja kolagena za naše zdravje
Kolagen ima dva ugodna učinka za naše zdravje:
1) Zelo bogat je z amino kislino glicin, ki sicer ni esencialna (telo jo lahko samo naredi iz serina), vendar pa je v današnji prehrani zelo redko zastopana, predvsem relativno glede na metionin. Glicin deluje kot pufer za presežek metionina, tj. amino kisline, ki jo najdem predvsem v jajcih, mlečnih izdelkih in mišičastih kosih mesa (zrezkih). Presežek metionina v prehrani ima dolgoročno negativne posledice za zdravje, saj je to amino kislina, ki nas »stara« in ki je povezava tudi z aktivacijo proliferativnih poti (stimulacija IGF-1), ki lahko vodijo v kronične bolezni, predvsem rakava obolenja.
Poleg tega pa ima glicin številne druge koristne učinke, saj je inhibitorni nevrotransmiter, izboljša glikemični odziv na obrok, deluje protivnetno (hiperpolarizira celične membrane makrofagov), znižuje telesno temperaturo in zato izboljša dolžino in kvaliteto spanca, jemanje glicina pa izboljšuje tudi mentalno zdravje. Ne nazadnje, glicin je tudi osnovni gradnik za telo najbolj pomembni antioksidant, to je glutation in pa hema, kjer koordinira železo okoli porfirinskih obročev.
2) Kolagen se v našem prebavnem traktu razgradi v manjše fragmente (kolagenske peptide), ki se lahko absorbirajo intaktni in izboljšajo hitrost in tudi kapaciteto tvorbe kolagena znotraj telesa v primerjavi z »de novo biosintezo« iz osnovnih gradnikov, torej aminokislin.
3) Za športnike je smiselno vzeti 15 gramov želatine (ki je hidrolizirana oblika kolagena) s 50 mg vitamina C, saj slednje v kombinaciji s treningom (le-ta poveča kapilarizacijo in hemodinamiko ter tudi dinamiko tekočin v sklepih) izboljša biosintezo kolagena v ekstracelularnem matriksu (medceličnini) in s tem tudi regeneracijo po treningu. (PMID: 34491424)
4) Kaj pa jemanje kolagena za stimulacijo mišičnega anabolizma?
Ker kolagen vsebuje nepopoln profil (esencialnih) amino kislin, samo jemanje kolagena v kontekstu adekvantega vnosa beljakovin seveda ne poveča mišične beljakovinske sinteze.
5) Kakšne so potencialne slabe strani jemanja kolagena?
Ker je v kolagenu precejšna koncentracija hidroksi prolina, ki se endogeno lahko pretvori v oksalno kislino, ki s kalcijem tvori netopen kalcijev oksalat, lahko pri določenih posameznikih poveča verjetnost za nastanek »ledvičnih kamnov«. Za tiste, ki so nagnjeni k tej patologiji ali pa imajo povišane vrednosti kalcijevega oksalata v urino, se priporoča previdnost pri uživanju prehranskih dopolnil s kolaenom. Vitamin B6 v aktivni obliki, to je pridoksal fosfat, ki sodeluje pri večini reakcij transaminacij, lahko pomaga pri zniževanjeu netopnih oksalatov v urinu in s tem zmanjša verjetnost za tvorbo ledvičnih kamnov, čeprav so rezultati kliničnih študij nekonsistentni.
Zaključek
Zakaj je torej jemanje kolagena v obliki prehranskih dopolnil smiselno?
V svetu, v katerem živimo, je vnos živil, ki vsebujejo kolagen ali prekurzorje kolagena zelo pomanjkljiv, saj ljudje, ki so vsejedi uživajo pretežno mišičaste kose mesa (zrezke), kar vodi do »neuravnovešega razmerja med amino kislinami«, na drugi strani pa ljudje, ki so rastlinojedi običajno zaužijejo premalo amino kislin v absolutnih količinah, čeprav je aminokislinsko razmerje bolj uravnoteženo, predvsem kadar imamo v mislih razmerje med metioninom in glicinom. Seveda se tukaj pojavi vprašanje, kaj je bolj smiselno: zmanjšati količino metionina v prehrani z bolj »rastlinskimi« oblikami beljakovin ali povečati vnos glicina in ohraniti večje količine metionina? Znižanje vnosa živalskih beljakovin v naravni obliki pomeni tudi zmanjšan vnos esencialnih hranil v najbolj biorazpoložljivi obliki, poleg tega pa igra sam metionin izredno pomembno strukturno in regulatorno vlogo v telesu, na primer pri tvorbi glutationa, zato je za dolgoročno zdravje in robusten obrambni sistem smiselno povečati količino glicina in eden izmed najbolj enostavnih in učinkovitih načinov je jemanje kolagena iz prehranskih dopolnil.
Reference:
Bolke L, Schlippe G, Gerß J, Voss W. A Collagen Supplement Improves Skin Hydration, Elasticity, Roughness, and Density: Results of a Randomized, Placebo-Controlled, Blind Study. Nutrients. 2019 Oct 17;11(10):2494. doi: 10.3390/nu11102494. PMID: 31627309; PMCID: PMC6835901.
Khatri, M., Naughton, R.J., Clifford, T. et al. The effects of collagen peptide supplementation on body composition, collagen synthesis, and recovery from joint injury and exercise: a systematic review. Amino Acids 53, 1493–1506 (2021). https://doi.org/10.1007/s00726-021-03072-x
Ferraro PM, Taylor EN, Gambaro G, Curhan GC. Vitamin B6 intake and the risk of incident kidney stones. Urolithiasis. 2018 Jun;46(3):265-270. https://doi: 10.1007/s00240-017-0999-5. Epub 2017 Jul 3. PMID: 28674784; PMCID: PMC5752631.
Ortiz-Alvarado O, Miyaoka R, Kriedberg C, Moeding A, Stessman M, Monga M. Pyridoxine and dietary counseling for the management of idiopathic hyperoxaluria in stone-forming patients. Urology. 2011 May;77(5):1054-8. doi: 10.1016/j.urology.2010.08.002. Epub 2011 Feb 19. PMID: 21334732.