Kolagén pod lupou

Kolagén patrí medzi najčastejšie dopĺňané látky, napriek tomu sa okolo neho šíri množstvo zjednodušení a mýtov. Naozaj sa hovädzí a rybí kolagén líšia vo svojom 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 skutočné mechanizmy vstrebávania a biologické pôsobenie.

Čo sa v tomto článku dozviete?

1. Kolagén zblízka
2. Spektrum aminokyselín ako kľúčový faktor
3. Hovädzí vs. rybí kolagén
4. Ako prebieha vstrebávanie kolagénu
5. Mýty vs. realita: líšia sa účinky v závislosti od zdroja?
6. Čo si z tohto článku odniesť?

Kolagén zblízka

Kolagén je štrukturálne špecifický proteín, ktorého biologická funkcia úzko súvisí s jeho aminokyselinovým zložením. V telách cicavcov a ľudí tvorí najhojnejšie 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 fibroblastami (hlavnými bunkami spojivového tkaniva), sa samovoľne zoskupujú do rôznych trojitých špirálových štruktúr (28 typov), ktoré poskytujú pevnosť spojivovým tkanivám, ako sú koža, šľachy a kosti.

Spektrum aminokyselín ako kľúčový faktor

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

Pre kolagén je typické špecifické zloženie aminokyselín, ktoré sa výrazne líši od väčšiny ostatných bielkovín. Toto jedinečné spektrum je prispôsobené jeho hlavnej funkcii – umožňuje vytvárať pevnú, stabilnú a charakteristicky usporiadanú trojité špirálovú štruktúru.

Kolagén má nízky obsah esenciálnych aminokyselín, ako sú tryptofán, cysteín alebo metionín, je však bohatý na špecifické neesenciálne aminokyseliny, ako sú glycín, prolín a hydroxyprolín. Toto zloženie umožňuje stabilnú a pevnú trojité špirálovú štruktúru, ktorá je nevyhnutná pre mechanickú funkciu spojivových tkanív.

Hlavné aminokyseliny kolagénu:

Glycín (~33 %)

Ide o najjednoduchšiu a najhojnejšie zastúpenú aminokyselinu v kolagéne. Vďaka svojej malej veľkosti umožňuje tesné stočenie trojitej špirálovej štruktúry. Je tiež jedinou aminokyselinou, ktorá sa môže viazať na miesta, kam sa iné aminokyseliny z priestorových dôvodov nemôžu dostať. Iba glycín sa tak môže nachádzať vo vnútri kolagénovej špirály, kde zabezpečuje jej stabilitu.

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

Glycín navyše podporuje kvalitný spánok a regeneráciu.

Prolín (~12–15 %)

Aminokyselina prolín dodáva kolagénu pevnosť a stabilitu. Spolu s hydroxyprolínom pomáha udržiavať trojité špirálovité usporiadanie.

Prolín je dôležitý pre zdravie kože, kĺbov a šliach. Telo si ho síce dokáže vytvoriť samo, ale pri väčšej 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 špirály, 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 odzrkadľuje stav kolagénových tkanív (kože, šliach, chrupaviek).

Alanín (~10 %)

Pomáha udržiavať štruktúru kolagénovej špirály, nemá však také významné funkcie ako glycín alebo prolín. Alanín je navyše bežne dostupný aj z iných zdrojov bielkovín, takže jeho nedostatok zvyčajne nepredstavuje problém.

Hydroxylyzín (~1–2 %)

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

Ďalšie aminokyseliny, ktoré sa nachádzajú v kolagéne:

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

• Metionín, tryptofán a fenylalanín sú prítomné len v zanedbateľnom množstve alebo chýbajú úplne, čo odzrkadľuje jedinečné 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, čo prispieva k vyššej tepelnej stabilite a pevnosti jeho štruktúry.

Nižší obsah hydroxyprolínu v rybom kolagéne naopak vedie k nižšej stabilite špirály, a tým k vyššej rozpustnosti a rýchlejšej stráviteľnosti.

Trime hydrolyzovaný hovädzí kolagén pochádza z spojivových tkanív cicavcov, ktoré sú prirodzene a dlhodobo vystavené mechanickému namáhaniu. To sa odráža aj v štruktúre 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 je možné 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 ako prírodný zdroj glycínu. Vyššie dávkovanie tiež umožňuje vyšší príjem glycínu a dlhodobú funkčnú podporu spojivových tkanív.

Zdrojom Trime hydrolyzovaného kolagénu Beauty Naopak, ide o kožu voľne žijúcich tresiek s certifikáciou MSC. Ide teda o tkanivá, ktoré sú vystavené odlišným mechanickým podmienkam ako tkanivové štruktúry cicavcov. Tieto nie sú primárne zaťažované gravitačnou silou, ale skôr vyžadujú flexibilitu, pružnosť a prispôsobivosť vo vodnom prostredí.

Tento zdroj kolagénu vytvára po hydrolýze spektrum peptidov s vyšším podielom „pružnejších“ stavebných jednotiek kolagénu (glycín–prolín–Y), ktoré sú typické pre kožné tkanivo. Tento profil aminokyselín potom 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 tak hovädzí, ako aj rybí kolagén rozkladá na aminokyseliny a bioaktívne peptidy. Výsledný účinok 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 vo svojej prirodzenej forme štrukturálne veľmi stabilná bielkovina, a preto je jeho natívna forma ťažšie stráviteľná. V výživových doplnkoch 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 vo forme jednotlivých aminokyselín, ale aj vo forme „malých balíčkov“ 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 užití
  

• môžu pretrvávať v krvnom obehu aj niekoľko hodín
  
  

Po vstrebávaní majú kolagénové zložky dve hlavné cesty: Aminokyseliny slúžia ako stavebný materiál pre syntézu kolagénu a ďalších bielkovín. Zatiaľ čo bioaktívne peptidy Pôsobia 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 matice a môže ovplyvňovať hydratáciu a pružnosť pokožky.

Mýty vs. realita: líšia sa účinky v závislosti od zdroja?

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

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

Organizmus nerozlišuje „pôvod“ kolagénu, ale využíva jeho stavebné zložky podľa aktuálnych potrieb. Distribúcia do tkanív (kože, chrupaviek, kostí) nie je daná zdrojom, ale fyziologickými procesmi a signálnymi mechanizmami.

Nižší obsah hydroxyprolínu v morskom kolagéne vedie k menej stabilnej a ľahšie rozpustnej štruktúre, avšak po hydrolýze zohráva pri vstrebávaní hlavnú úlohu veľkosť peptidov, nie samotné zloženie aminokyselín.

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 zloženie aminokyselín, ale 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 aj na jeho aminokyseliny a bioaktívne peptidy.

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

Čo si z tohto článku odniesť?

• Kolagén sa skladá z aminokyselín, ktoré sú kľúčové pre jeho funkciu – prevládajú glycín, prolín a hydroxyprolín
  
  

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

• Po požití sa kolagén neukladá priamo do tkanív, ale rozkladá 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