Kolagén pod lupou

Kolagén patrí medzi najčastejšie suplementované látky, napriek tomu okolo neho panuje množstvo zjednodušení a mýtov. Líši sa skutočne hovädzí a rybí kolagén v účinku? A ako sa kolagén vstrebáva v organizme? V tomto článku sa pozrieme na kolagén „od základov“ – od jeho aminokyselinového zloženia cez rozdiely medzi zdrojmi až po reálne mechanizmy vstrebávania a biologického pôsobenia.

Čo sa v tomto článku dozviete?

1. Kolagén zblízka
2. Aminokyselinové spektrum ako kľúčový faktor
3. Hovädzí vs. rybí kolagén
4. Ako prebieha vstrebávanie kolagénu
5. Mýty vs. realita: líšia sa účinky podľa zdroja?
6. Čo si z článku odniesť?

Kolagén zblízka

Kolagén predstavuje štrukturálne špecifický proteín, ktorého biologická funkcia je úzko spätá s jeho aminokyselinovým zložením. V telách cicavcov a ľudí tvorí najviac zastúpenú bielkovinu – približne 25–30 %. Štruktúra kolagénu je tvorená trojitou špirálou zloženou z troch polypeptidových reťazcov bohatých na glycín, prolín a hydroxyprolín. Tieto bielkoviny, produkované fibroblastmi (hlavné bunky spojivového tkaniva), sa samovoľne skladajú do rôznych trojitých špirálových štruktúr (28 typov), ktoré poskytujú pevnosť spojivovým tkanivám, ako sú koža, šľachy a kosti.

Aminokyselinové spektrum ako kľúčový faktor

Aminokyseliny predstavujú základné stavebné jednotky bielkovín. Kolagén ich obsahuje celkovo 19, pričom 8 z nich patrí medzi esenciálne – také, ktoré si organizmus nedokáže sám vytvoriť a musí ich prijímať zo stravy.

Pre kolagén je typické špecifické aminokyselinové zloženie, ktoré sa výrazne líši od väčšiny ostatných proteínov. Toto unikátne spektrum je prispôsobené jeho hlavnej funkcii – umožňuje vytvárať pevnú, stabilnú a charakteristicky usporiadanú trojitú helixovú štruktúru.

Kolagén má nízky obsah esenciálnych aminokyselín ako tryptofán, cysteín či metionín, ale je bohatý na špecifické neesenciálne aminokyseliny ako sú glycín, prolín a hydroxyprolín. Toto zloženie umožňuje stabilnú a pevnú trojitú helixovú štruktúru, ktorá je nevyhnutná pre mechanickú funkciu spojivových .

Hlavné aminokyseliny kolagénu:

Glycín (~33 %)

Ide o najjednoduchšiu a najviac zastúpenú aminokyselinu v kolagéne. Vďaka malej veľkosti umožňuje tesné stočenie trojitej helixovej štruktúry. Ako jediná sa môže viazať na miesta, na ktoré iné aminokyseliny z priestorových dôvodov nemôžu. Práve glycín môže byť prítomný vo vnútri kolagénovej špirály, kde zabezpečuje stabilitu helixu.

Glycín je aminokyselina, ktorá v modernej strave často chýba. V minulosti ľudia bežne konzumovali vývary, kože, šľachy a ďalšie časti zvierat bohaté na kolagén. Dnes prevažuje svalovina, ktorá obsahuje glycín len v obmedzenom množstve. Práve kolagén (alebo vývary) sú preto jedným z najlepších spôsobov, ako glycín doplniť.

Glycín navyše podporuje kvalitný spánok a regeneráciu.

Prolín (~12–15 %)

Aminokyselina prolín poskytuje kolagénu pevnosť a stabilitu. Spolu s hydroxyprolínom pomáha udržiavať trojitú helixovú štruktúru.

Prolín je dôležitý pre zdravie kože, kĺbov a väzov. Telo si ho síce dokáže vytvoriť, ale pri vyššej záťaži (stres, šport, potreba hojenia) môže byť jeho potreba vyššia. Jeho prirodzeným zdrojom je práve kolagén.

Hydroxyprolín (~10 %)

Ide o kľúčovú aminokyselinu vznikajúcu z prolínu, ktorá je nevyhnutná pre stabilitu helixu, pretože umožňuje tvorbu vodíkových väzieb medzi reťazcami. Je prítomný vo všetkých typoch kolagénu a zabezpečuje stabilitu kolagénovej siete.

Bez jeho prítomnosti by kolagén nemohol „držať pohromade“. Hydroxyprolín je špecifický práve pre kolagén, takže jeho prítomnosť v tele odráža stav kolagénových tkanív (koža, šľachy, chrupavky).

Alanín (~10 %)

Pomáha udržiavať štruktúru helixu kolagénu, nemá však tak významné funkcie ako glycín alebo prolín. Alanín je navyše bežne dostupný aj z iných zdrojov bielkovín, takže jeho nedostatok nebýva problém.

Hydroxylyzín (~1–2 %)

Vzniká z lyzínu a prispieva k pevnosti a integrite tkaniva. Je kľúčovou stavebnou zložkou kolagénu, podporuje stabilitu spojivových tkanív a vyskytuje sa prevažne v nich.

 

Ďalšie aminokyseliny, ktoré možno nájsť v kolagéne:

• Serín, arginín, treonín, glutamín a asparagín sú zastúpené v menšom množstve.
  

• Metionín, tryptofán a fenylalanín sú takmer zanedbateľné alebo absentné, čo odráža unikátne zloženie kolagénu.

Hovädzí vs. rybí kolagén

Hovädzí aj rybí kolagén obsahujú veľmi podobné spektrum aminokyselín:

• Glycín (~30–33 %)
  

• Prolín + hydroxyprolín (~20–25 %)
  

• Nízky obsah esenciálnych aminokyselín (napr. tryptofán prakticky chýba)

Hlavným rozdielom je vyšší obsah hydroxyprolínu v hovädzom kolagéne, ktorý má vplyv na vyššiu tepelnú stabilitu a pevnosť jeho štruktúry.

Nižší obsah hydroxyprolínu v rybom kolagéne vedie naopak k nižšej stabilite helixu a vďaka tomu k vyššej rozpustnosti a rýchlejšej stráviteľnosti.

Trime hydrolyzovaný Beef kolagén pochádza zo spojivových tkanív cicavcov, ktoré sú prirodzene a dlhodobo vystavené mechanickému zaťaženiu. To sa premieta aj do štruktúry kolagénu pred jeho hydrolýzou.

Po hydrolýze vzniká špecifické spektrum bioaktívnych peptidov, ktoré dokážu ovplyvniť pevnosť a pružnosť kĺbov, šliach a fascií.

Pri dennej dávke 15 g kolagénu možno prirodzene doplniť aj približne 3–3,5 g glycínu denne. Pokiaľ ide o kolagén, ide teda o najprirodzenejší potravinový zdroj glycínu.

Vďaka svojmu „zloženiu“ je hovädzí kolagén koncipovaný ako doplnok vhodný na každodenné užívanie a prirodzený zdroj glycínu. Vyššie dávkovanie zároveň umožňuje vyšší príjem glycínu a dlhodobú funkčnú podporu spojivových tkanív.

Zdrojom Trime hydrolyzovaného Beauty kolagénu sú naopak kože voľne žijúcich tresiek s MSC certifikáciou. Ide teda o tkanivá, ktoré sú vystavené odlišným mechanickým podmienkam než tkanivové štruktúry cicavcov. Tie nie sú primárne zaťažované gravitačnou silou, ale vyžadujú skôr flexibilitu, elasticitu a adaptabilitu vo vodnom prostredí.

Tento zdroj kolagénu vytvára po hydrolýze spektrum peptidov s vyšším zastúpením „pružnejších“ stavebných jednotiek kolagénu (glycín–prolín–Y), ktoré sú typické pre kožné tkanivo. Tento aminokyselinový profil následne dobre zodpovedá potrebám rýchlo sa obnovujúcich tkanív – predovšetkým kože, ale aj slizníc (napr. v gastrointestinálnom trakte).

Typické dávkovanie sa v klinických štúdiách pohybuje okolo 5 g denne. Účinok kolagénu pritom nesúvisí len s celkovým príjmom aminokyselín, ale predovšetkým s bioaktívnymi peptidmi, ktoré pôsobia ako signálne molekuly (ligandy) a ovplyvňujú metabolizmus tkanív.

Ako prebieha vstrebávanie kolagénu

Rozdiely vo vstrebávaní jednotlivých typov kolagénu nespočívajú v samotnom spektre aminokyselín, ale skôr v ich vzájomnom pomere a štruktúre. Po prechode tráviacim traktom sa hovädzí aj rybí kolagén štiepi na aminokyseliny a bioaktívne peptidy. Výsledný efekt preto závisí predovšetkým od vzniknutého profilu peptidov, dávky a individuálnych potrieb organizmu.

Po požití kolagénu, najčastejšie vo forme hydrolyzovaných kolagénových peptidov, prebieha štandardný proces trávenia bielkovín. Ten však vedie k vzniku špecifických bioaktívnych peptidov, ktoré môžu mať vlastnú biologickú aktivitu a ovplyvňovať bunkové procesy.

Trávenie kolagénu

Kolagén je v prirodzenej forme štrukturálne veľmi stabilný proteín, a preto je jeho natívna forma horšie stráviteľná. V doplnkoch výživy sa preto používa hydrolyzovaný kolagén, ktorý je už čiastočne rozštiepený na kratšie peptidy.

Vstrebávanie kolagénových peptidov

Na rozdiel od bežných proteínov sa časť kolagénu vstrebáva nielen ako jednotlivé aminokyseliny, ale aj ako „malé balíčky“ di- a tripeptidov, najmä ide o prolyl-hydroxyprolín (Pro-Hyp) a hydroxyprolyl-glycín (Hyp-Gly).

Tieto peptidy:

• sú transportované cez črevnú stenu pomocou transportérov
  

• objavujú sa v krvnej plazme už 30–60 minút po požití
  

• môžu pretrvávať v cirkulácii aj niekoľko hodín
  
  

Po vstrebávaní majú kolagénové zložky dve hlavné cesty: Aminokyseliny slúžia ako stavebný materiál pre syntézu kolagénu a ďalších proteínov. Zatiaľ čo bioaktívne peptidy fungujú ako signálne molekuly, ale môžu tiež stimulovať bunky (fibroblasty, chondrocyty a osteoblasty) k tvorbe kolagénu.

Kolagén teda nepôsobí len ako zdroj aminokyselín, ale aj ako funkčný signálny substrát, ktorý stimuluje syntézu kolagénu, podporuje tvorbu extracelulárnej matrix a môže ovplyvňovať hydratáciu a elasticitu kože.

Mýty vs. realita: líšia sa účinky podľa zdroja?

Kolagénové doplnky sa často rozlišujú podľa pôvodu (hovädzí, rybí, bravčový), čo býva spojené s rôznymi tvrdeniami o ich účinnosti. Skutočný rozdiel je však potrebné chápať v kontexte trávenia, vstrebávania a biologického pôsobenia kolagénových peptidov.

Dôvodom je, že po požití sa všetky typy kolagénu (bez ohľadu na zdroj) štiepia na rovnaké aminokyseliny a krátke reťazce peptidov.

Organizmus nerozlišuje „pôvod“ kolagénu, ale pracuje s jeho stavebnými zložkami podľa aktuálnych potrieb. Distribúcia do tkanív (koža, chrupavky, kosti) nie je daná zdrojom, ale fyziologickými procesmi a signálnymi mechanizmami.

Nižší obsah hydroxyprolínu v morskom kolagéne vedie k menej stabilnej a ľahšie rozpustnej štruktúre, ale po hydrolýze hrá pri vstrebávaní hlavnú rolu veľkosť peptidov, nie samotné aminokyselinové zloženie.

Nižší obsah hydroxyprolínu v morskom kolagéne vedie k menej stabilnej a ľahšie rozpustnej štruktúre. Po hydrolýze sa síce všeobecne predpokladá, že pri vstrebávaní hrá hlavnú úlohu veľkosť peptidov, nie samotné aminokyselinové zloženie, no táto oblasť nie je úplne jednoznačná. Diskutuje sa totiž aj možnosť, že špecifické kolagénové peptidy (tzv. „fingerprint“) môžu byť vstrebávané vo väčších celkoch a ich účinok môže súvisieť aj s pôvodom kolagénu.

Kolagén sa počas trávenia rozkladá – telo teda nevyužíva „hotový typ kolagénu“,
ale jeho aminokyseliny a bioaktívne peptidy.

Niektoré špecifické peptidy môžu ovplyvňovať určité tkanivá (napr. chrupavku), nejde však o priame dodanie konkrétneho typu kolagénu do cieľového miesta.

Čo si z článku odniesť?

• Kolagén je zložený z aminokyselín, ktoré sú kľúčové pre jeho funkciu – dominuje glycín, prolín a hydroxyprolín
  
  

• Rozdiely medzi hovädzím a rybím kolagénom spočívajú najmä v molekulovej hmotnosti, nie v zásadne odlišnom zložení
  
  

• Po požití sa kolagén neukladá priamo do tkanív, ale štiepi sa na aminokyseliny a bioaktívne peptidy
  
  

• Niektoré kolagénové peptidy pôsobia ako signálne molekuly, ktoré stimulujú tvorbu vlastného kolagénu
  
  

• Zdroj kolagénu nie je hlavným faktorom účinnosti – dôležitejšia je kvalita, vstrebateľnosť a pravidelnosť užívania
  
  

• Kolagén pôsobí systémovo a podporuje prirodzené regeneračné procesy organizmu, nie „cielenú opravu“ konkrétneho tkaniva

Zdroje:

https://cbsupplements.com/cc/collagen-amino-acids-profile/

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2846778/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK507709/#:~:text=Collagen%20is%20protein%20molecules%20made,tendons%2C%20bones%2C%20and%20ligaments.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jf050206p

https://journals.sagepub.com/doi/10.1089/jmf.2022.K.0149?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed

https://academic.oup.com/ijfst/article/54/6/1976/7805934