Contracararea carențelor de colagen

Procesul natural de îmbătrânire și diversele patologii care apar în paralel cu acest proces se corelează cu modificări ale compoziției și integrității structurale și mecanice a țesutului conjunctiv. Colagenul este cea mai des întâlnită proteină ​​abundentă, asigurând rigiditatea și rezistența generală a țesuturilor. Modificările structurale ale colagenului și susceptibilitatea lor la degradare sunt asociate cu apariția ridurilor, deteriorarea oaselor și cartilajelor, precum și disfuncționalități cardiovasculare și respiratorii. În procesul de îmbătrânire, colagenul se modifică prin mineralizare, acumulare de produși avansați de glicație (AGE) și epuizarea glicozaminoglicanilor (GAG), care afectează stabilitatea fibrelor și susceptibilitatea acestora la degradare. Suplinirea carențelor de colagen este benefică mai ales după vârsta de 30 de ani, în primul rând pentru îmbunătățirea funcționării articulațiilor. Printre metodele de suplinire întâlnim atât suplimentele alimentare, cât și regimul alimentar sau produsele dermato-cosmetice.

Contracararea carențelor de colagen – Introducere

Colagenul, o proteină abundentă a matricei extracelulare, are o mulțime de aplicații în produsele farmaceutice, medicamente, alimente și cosmetice. Cunoașterea sporită a surselor de colagen, tehnicilor de extracție, structurii și proprietăților în ultimele decenii a contribuit la dezvoltarea mai multor produse pe bază de colagen și biomateriale de inginerie tisulară. Produsele cu colagen au jucat un rol important în beneficiul sănătății corpului uman. Studiile au arătat că reducerea dependentă de vârstă a sintezei de colagen poate fi inversată prin administrarea orală a peptidelor de colagen specifice, bioactive.

Datorită imunogenității sale scăzute și biocompatibilității ridicate, a fost studiat pe larg ca polimer pentru utilizare în multe produse biomedicale, cum ar fi produsele cosmetice și farmaceutice. De asemenea, a fost folosit ca biomaterial sigur și eficient în ingineria țesuturilor și în aplicațiile clinice. Este un ingredient în compozite dentare, șabloane de regenerare a pielii și matrice biodegradabile și a fost folosit în chirurgie cardiovasculară, chirurgie plastică, ortopedie, urologie, neurologie și oftalmologie. Există o cerere mare de colagen în industria alimentară, deoarece are un conținut ridicat de proteine ​​și proprietăți funcționale bune, cum ar fi capacitatea de absorbție a apei și capacitatea de a forma emulsii.

În prezent, colagenul poate fi extras din surse naturale animale și vegetale sau poate fi obținut din sisteme de producție de proteine ​​recombinate, folosind bacterii, drojdii, insecte sau plante, celule de mamifere sau fibrile artificiale. Procesul de extracție include hidroliza chimică și hidroliza enzimatică.

Suplimentele de colagen provenite din diverse surse, cum ar fi cele marine, bovine și porcine, pot îmbunătăți integritatea pielii. Datorită biocompatibilității ridicate în organismul uman, colagenul de tip I este cel mai utilizat în producția cosmetică.

Colagenul și rolul acestuia

Pielea, cel mai mare organ al corpului, având o suprafață de 1,73 m², are rolul de a asigura protecția organismului împotriva agenților patogeni (bacterii, substanțe toxice, radiații), dar și de a regla în mod constant temperatura corpului, sau de a comunica cu mediul înconjurător prin receptori dedicați (de durere, de presiune etc.)

Pielea sănătoasă asigură o interfață activă între mediul intern și cel extern și permite adaptarea permanentă și aclimatizarea organismului [1]. Matricea extracelulară are drept componente principale colagenul fibrilar, elastina și glicozaminoglicanii, care formează suportul structural și mecanic al țesutului conjunctiv. Colagenul este o proteină care intră în compoziția matricei extracelulare a pielii, dar și a articulațiilor, a ligamentelor sau a oaselor și care este format în organism în mod natural prin combinarea aminoacizilor din anumite proteine (prolină, glicină), în prezența vitaminei C, zincului și cuprului.

Colagenul determină fiziologia pielii, prin menținerea structurii și susținerea funcțiilor acesteia. Pe lângă colagen, în matricea extracelulară se mai găsesc fibre de elastină, apă și acid hialuronic. Structura colagenului seamănă cu împletitura unei frânghii. Trei șiruri încrucișate de proteine se petrec unul în jurul altuia, formând triplul helix de colagen. Aceste fibre de colagen prezintă o rezistență considerabilă la tracțiune. Rezistența la tracțiune este contrabalansată de fibrele elastice, care, spre deosebire de colagen, pot suferi cicluri progresive de întindere și relaxare [2]. Colagenul (sub diverse tipuri) este prezent într-o proporție de 25% din totalul proteinelor din corp. Până acum, au fost identificate 28 de tipuri diferite de colagen la vertebrate. Diferitele tipuri de colagen și structura lor sunt cruciale pentru a oferi stabilitate mecanică, elasticitate și rezistență țesuturilor și organelor. Cele mai comune cinci tipuri de colagen și localizarea lor sunt prezentate în tabelul 1 [3].

Tabelul 1.

Colagenul este implicat în patogeneza multor boli (regenerarea pielii, boli ale oaselor, sarcopenie, reflux gastroesofagian, osteoartrită, artrită reumatoidă, boală parodontală). Comorbiditățile asociate acestor boli ar putea fi strâns legate de deficitul de colagen. Terapia cu colagen ar putea fi utilizată în tratarea acestor comorbidități și prevenirea complicațiilor.

Diminuarea producției naturale de colagen, factori determinanți

Metaloproteinazele matriceale (MMP) sunt responsabile pentru degradarea colagenului,
printr-un proces de fragmentare, prin despicarea în anumite zone a colagenului și apoi denaturarea rapidă de către gelatinaze (MMP-2, MMP-9), stromalizine (MMP-3, MMP-10 și MMP-11), precum și de către alte proteaze [4]. Procesele de degradare a colagenului sunt importante în timpul unor procese fiziologice normale, cum ar fi vindecarea rănilor, organogeneza, migrarea celulară, precum și în procesele inflamatorii [5]. O varietate prea mare de MMP care degradează colagenul are ca rezultat o degradare excesivă a matricei extracelulare, care poate duce la o varietate de patologii precum bolile vasculare, artrita reumatoidă, osteoartrita, cancerul și fibroza.

Cel mai abundent tip de colagen este colagenul de tip I, care se găsește în oase, tendoane, piele, pereții arterelor, cornee, fibrocartilaj și dinți [6]. Degradarea proteolitică a colagenului de tip I de către proteaze, inclusiv MMP joacă un rol crucial în osteoporoză, tumori osoase, vindecarea rănilor și destabilizarea plăcilor de ateroscleroză. Mai mult, modificările asociate îmbătrânirii au impact direct asupra homeostaziei matricei, prin afectarea degradării colagenului.

Vârsta

Rata de turnover proteolitică a colagenului scade odată cu vârsta și este de aproximativ jumătate la grupa de vârstă 50 – 80 de ani, în comparație cu grupa de vârstă 20 – 40 de ani [7]. Capacitatea de regenerare a organismului scade și celulele trec prin procesul de îmbătrânire.

Zahărul și carbohidrații rafinați

Totodată, și consumul anumitor alimente poate contribui la carența de colagen, cum ar fi produsele care conțin mult zahăr sau carbohidrați rafinați (pâine albă, biscuiți, produse de patiserie, covrigi, cereale rafinate, cereale pentru micul dejun, sau prăjituri).

Radiațiile ultraviolete

Radiațiile ultraviolete afectează producția de colagen prin degradarea matricei celulare, hipocolageneză, creșterea numărului de MMP, procese cunoscute sub numele de fotoîmbătrânire și care se suprapun peste stresul oxidativ (procesul cronologic de îmbătrânire). [8].

Fumatul

Fumatul crește nivelul de MMP, ceea ce duce la degradarea colagenului, a fibrelor elastice și a proteoglicanilor, sugerând un dezechilibru între biosinteză și degradarea metabolismului țesutului conjunctiv dermic. Speciile reactive de oxigen sunt, de asemenea, implicate în îmbătrânirea prematură a pielii, indusă de fumul de tutun [9].

Stresul

Stresul are ca repercusiuni procesele inflamatorii și contribuie la scăderea producției naturale de colagen. Mai mult, din cauza creșterilor hormonale ale cortizolului, provocate de stres, producția de colagen endogen scade considerabil [7].

Factorii genetici

Și factorii genetici determină în mare parte producția de colagen. În cazul în care se observă o tendință de scădere a elasticității din generație în generație, este indicată orientarea către soluționarea factorilor precum dieta și stilul de viață [2].

Cum contracarăm carențele de colagen

Din fericire, nivelul de colagen poate fi crescut prin nenumărate metode. Majoritatea suplimentelor de colagen recomandate de experți sunt îmbogățite cu peptide ce conțin aminoacizi, inclusiv prolină, glicină și hidroxiprolină.

Dincolo de asta, cercetătorii au susținut că o creștere a producției de peptide și de acid hialuronic întărește colagenul, crescând astfel umiditatea în stratul cornos. De aici, datele sugerează că prezența acestor proteine ​​în organism ajută la menținerea cantității de colagen la nivelul pielii [10].

În ultimii ani, suplimentele de colagen au fost din ce în ce mai mult utilizate, deoarece sunt promovate ca potențial remediu împotriva procesului de îmbătrânire. Pe baza literaturii existente, se pare că suplimentele orale de colagen îmbunătățesc elasticitatea pielii și hidratarea acesteia și reduc ridurile și rugozitatea [10]. Suplimentele alimentare benefice cu colagen se prezintă sub diferite forme, fie fiole, capsule sau pudră, fie regim alimentar.

Aloe vera

Aloe vera calmează iritațiile și arsurile pielii. Sub formă de supliment alimentar, dublează cantitatea de acid hialuronic și colagen produsă de organism. Ingredientul este benefic atât administrat extern (gel, cremă sau loțiune), cât și ingerat.

Vitamina C

Singurul mod prin care putem absorbi vitamina C este prin alimentație, aceasta neputând fi produsă direct de organism. O găsim în citrice, în legume cu frunze verzi, dar și în suplimentele alimentare prezente pe piață.

Acidul hialuronic

Acidul hialuronic este un compus important pentru colagenul care intră în componența pielii. Se găsește în alimentele bogate în aminoacizi, cum sunt leguminoasele și rădăcinoasele. Introducerea acestora în regimul alimentar poate crește nivelul de colagen. Acidul hialuronic este, de asemenea, disponibil sub forma suplimentelor alimentare.

Antioxidanții

Antioxidanții ajută organismul să se protejeze împotriva radicalilor liberi ce contribuie la îmbătrânirea prematură. Antioxidanții cu rol protector și care ajută la rejuvenarea pielii se găsesc din abundență în alimente și ingrediente naturale cum sunt ceaiul verde, fructele de pădure, rodiile, extractele de cafea, scorțișoara și uleiurile esențiale de busuioc, oregano sau cimbru.

Ginsengul

Ginsengul are proprietatea de a crește cantitatea de colagen din sânge, are acțiune antiinflamatoare și proprietăți antioxidante. Poate fi consumat sub formă de ceai, tincturi sau suplimente alimentare.

Retinolul

Retinolul contribuie la longevitatea fibrelor de colagen și inhibă enzimele care le-ar putea distruge. Studiile au arătat că reducerea dependentă de vârstă a sintezei de colagen poate fi inversată pe cale orală, prin administrarea peptidelor specifice de colagen [11]. Aceste oligopeptide sunt obținute prin hidroliza enzimatică a colagenului natural. După ingerare, sunt metabolizate în continuare în tractul gastrointestinal, apoi sunt eliberate în fluxul sangvin și acumulate în piele pentru a forma biomatricea de colagen.

 Suplimentele alimentare care conțin colagen, beneficii

Dieta joacă un rol surprinzător de important în aspectul și tinerețea pielii, totul reducându-se la colagen. Există mai multe alimente care au proprietatea de a îmbunătăți elasticitatea pielii, au efecte anti-aging și susțin sănătatea articulară. Colagenul, deși prezent în alimente, nu este absorbit în organism, ci se descompune în aminoacizi [12].

Pentru a ajuta corpul să producă colagen, nu puteți greși consumând alimente de origine animală sau vegetală, cu conținut ridicat de colagen, sau fructe și legume bogate în vitamine și minerale. O dietă ce conține alimente bogate în proteine, din surse vegetale sau animale, poate ajuta la furnizarea acestor aminoacizi critici.

Alimentele bogate în colagen care pot fi introduse în regimul alimentar de zi cu zi sunt:

• supa concentrată din oase;
• carnea de pui;
• peștele;
• albușul de ou. Deși ouăle nu conțin țesut conjunctiv ca multe alte produse de origine animală, albușurile de ou conțin cantități mari de prolină, unul dintre aminoacizii necesari pentru producerea colagenului;
• Vitamina C joacă un rol major în producerea de pro-colagen, prin urmare este esențială o doză suficientă de vitamina C;
• fructele de pădure. Căpșunele oferă de fapt mai multă vitamina C decât portocalele. Zmeura, afinele și murele oferă și ele o doză mare [1];
• fructele tropicale. Completând lista fructelor bogate în vitamina C, avem fructele tropicale precum mango, kiwi, ananas și guava. Guava se „laudă” și cu o cantitate mică de zinc, un alt co-factor pentru producția de colagen;
• Usturoiul este bogat în sulf, un oligomineral ce ajută la sintetizarea și prevenirea descompunerii colagenului;
• legumele cu frunze verzi. Spanacul, varza kale și alte salate verzi își iau culoarea din clorofilă, cunoscută pentru proprietățile sale antioxidante;
• Este un aliment bogat în proteine, ce conține adesea aminoacizii necesari sintezei colagenului. În plus, multe dintre ele sunt bogate în cupru, un alt nutrient necesar producției de colagen;
• roșiile. O altă sursă ascunsă de vitamina C, o roșie medie poate furniza până la aproape 30% din acest nutrient important pentru colagen. De asemenea, roșiile se „laudă” cu cantități mari de licopen, un antioxidant puternic pentru susținerea pielii [12].

Posibilitățile viitoare de îmbunătățire a sintezei colagenului, a formării fibrilelor, a integrității ECM și a îmbătrânirii pielii depind de activitatea celulei fibroblaste. Cu toate acestea, cu timpul, din cauza uzurii, deteriorării oxidative și a altor influențe celulare, fibroblastul devine senescent, adică își pierde capacitatea de a se replica (senescență replicativă). Pe măsură ce fibroblastul îmbătrânește, există o scădere a telomerilor. Deși rămân active din punct de vedere metabolic, fibroblastele senescente experimentează o scădere a funcțiilor lor celulare normale. Acest lucru duce la o situație în care pielea nu este capabilă să repare eficient colagenul deteriorat, cu o pierdere în consecință a unei matrice de susținere funcțională, legată de semnele vizibile ale îmbătrânirii, cum ar fi liniile fine și ridurile.

Găsirea unor noi mecanisme pentru a face față senescenței fibroblastelor și noilor bioactivi pentru a împiedica pierderea telomerilor sau a preveni deteriorarea ADN-ului este un nou domeniu de cercetare interesant, care poate oferi noi tratamente în lupta împotriva îmbătrânirii pielii, evidențiind beneficiile colagenului.

Colagenul, contraindicații și efecte adverse ale abuzului

Din discuțiile de mai sus, în comparație cu alte medicamente, tratamentul cu colagen are multe avantaje. Cu toate acestea, nu înseamnă că este absolut sigur. Unele persoane pot avea o reacție alergică la tratamentul cu colagen. De exemplu, unii oameni pot avea alergie la crustacee și ar putea prezenta anafilaxie dacă iau suplimente de colagen marin.

Colagenul bovin de tip I este principalul ingredient în gelatina conținută în vaccinurile împotriva rujeolei, oreionului și rubeolei. Carnea și pielea de pește conțin și colagen de tip I. Majoritatea copiilor cu anafilaxie au arătat sensibilitate la aceste vaccinuri, care s-ar putea să fie cauzată de gelatina bovină ce a fost inclusă în vaccinuri. Au fost raportate două cazuri de reacție alergică la colagenul bovin ca dispozitiv sau tratament terapeutic, la pacienți cu vârstele de 39 de ani și, respectiv, 62 de ani. În plus, sursele de colagen animal prezintă riscul de a transmite boli.

Concluzii

Colagenul este cea mai abundentă proteină din corpul uman, cu funcții multiple. Este considerat crucial pentru sănătatea pielii, deoarece atât fotoîmbătrânirea, cât și îmbătrânirea intrinsecă îi scad prezența în organism. Aceasta, la rândul său, determină o scădere în grosimea pielii, precum și o pierdere a elasticității și flexibilității.

Materialele și produsele pe bază de colagen pot fi utilizate în mai multe aplicații și sunt unul dintre cele mai importante suplimente pentru seniori.

În ultimii ani, suplimentele de colagen au fost din ce în ce mai mult utilizate, deoarece sunt promovate ca potențial remediu împotriva procesului de îmbătrânire. Conform literaturii existente, se pare că suplimentele orale de colagen îmbunătățesc elasticitatea pielii și hidratarea acesteia, reduc ridurile și rugozitatea.

Suplimentele alimentare benefice cu colagen se prezintă sub diferite forme, fie fiole, capsule sau pudră, fie regim alimentar. Dieta joacă un rol surprinzător de important în aspectul și tinerețea pielii, totul reducându-se la colagen. Există mai multe alimente care au proprietatea de a îmbunătăți elasticitatea pielii, au efecte anti-aging și susțin sănătatea articulară. Colagenul, deși prezent în alimente, nu este absorbit în organism, ci se descompune în aminoacizi.

Pentru a ajuta organismul să producă colagen, sursele principale sunt alimentele de origine animală sau vegetală, cu conținut ridicat de colagen, sau fructele și legumele bogate în vitamine și minerale.

Pentru ABONAMENTE și CREDITE DE SPECIALITATE click AICI!

Referințe bibliografice:

1. 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; 11:2494. https://doi.org/10.3390/nu11102494;
2. Arseni L., Lombardi A., Orioli D. From Structure to Phenotype: Impact of Collagen Alterations on Human Health. Int. J. Mol. Sci. 2018; 19:1407. https://doi.org/10.3390/ijms19051407;
3. Gelse K., Pöschl E., Aigner T. Collagens – structure, function, and biosynthesis. Adv. Drug Deliv. Rev. 2003; 55:1531–46. https://doi.org/10.1016/j.addr.2003.08.002;
4. Panwar P., Butler G. S., Jamroz A., Azizi P., Overall C. M., Brömme D. Aging-associated modifications of collagen affect its degradation by matrix metalloproteinases. Matrix Biol. J. Int. Soc. Matrix Biol. 2018; 65:30–44. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2017.06.004;
5. Rohani M. G., Parks W C. Matrix remodeling by MMPs during wound repair. Matrix Biol. J. Int. Soc. Matrix Biol. 2015; 44–46:113–21. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2015.03.002;
6. Karsenty G., Park R. W. Regulation of type I collagen genes expression. Int. Rev. Immunol. 1995; 12:177–85. https://doi.org/10.3109/08830189509056711;
7. Sivan S.-S., Wachtel E., Tsitron E., Sakkee N., van der Ham F., DeGroot J., et al. Collagen Turnover in Normal and Degenerate Human Intervertebral Discs as Determined by the Racemization of Aspartic Acid*. J. Biol. Chem. 2008; 283:8796–801. https://doi.org/10.1074/jbc.M709885200;
8. Rittié L., Fisher G. J. Natural and Sun-Induced Aging of Human Skin. Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2015; 5:a015370. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a015370;
9. Knuutinen A., Kokkonen N., Risteli J., Vähäkangas K., Kallioinen M., Salo T., et al. Smoking affects collagen synthesis and extracellular matrix turnover in human skin. Br. J. Dermatol. 2002; 146:588–94. https://doi.org/10.1046/j.1365-2133.2002.04694;
10. Lupu M.-A., Grădișteanu Pîrcălăbioru G., Chifiriuc M.-C., Albulescu R., Tănase C. Beneficial effects of food supplements based on hydrolyzed collagen for skin care (Review). Exp. Ther. Med. 2020; 20:12–7. https://doi.org/10.3892/etm.2019.8342;
11. Wang H. A Review of the Effects of Collagen Treatment in Clinical Studies. Polymers, 2021; 13:3868. https://doi.org/10.3390/polym13223868;
12. Cho S. The Role of Functional Foods in Cutaneous Anti-aging. J. Lifestyle Med. 2014; 4:8–16. https://doi.org/10.15280/jlm.2014.4.1.8.

Ramona Petrița

Farmacist