Kolagén a typy kolagénu

Kolagén je hlavným pilierom spojivového tkaniva a najdôležitejšou bielkovinou ľudského tela. Kolagén je tiež bielkovinou najviac rozšírenou u cicavcov. Tvorí 1/3 všetkých bielkovín. V očnej guli cca 90% bielkovín, v pokožke cca 70% bielkovín. Kolagén je skoro v celom tele, okrem spojivového tkaniva, tiež v kostiach, vlasoch a nechtoch. Cca 70% kolagénu je v pokožke – najväčšom ľudskom orgáne, ktorý chráni, skrášľuje, dýcha, vylučuje.  V skutočnosti plávame v kolagéne. Medzibunková hmota (extracelulár matrix – ECM) je tekutina s veľkým množstvom bielkovín.

Kolagén nie je trvalý. V tele stále prebieha jeho permanentná výmena.  Zaniká a súčasne sa obnovuje a je udržiavaný chondrocytmi, fibroblastami, osteoblastami,  keratinocytmi (jednoduché formy kolagénu) – bunkové výrobné a opravárenské lodenice pre kolagén. Kolagén môže vzniknúť výlučne v metabolických - anabolických procesoch organizmov živočíchov. Netvoria ho primitívne organizmy, neexistujú rastlinné kolagény. Najskôr musí dochádzať k tvorbe aminokyselinovej sekvencie, ktorá sa rozšíri o aminové a karboxylové skupiny.

Biosyntéza kolagénu je mimoriadný chemický a fyziologický proces vo fáze vzniku kolagénu. Proces transformácie prebieha od spojenia atómov do jednoduchej aminovej skupiny, pripojení karboxylovej skupiny za vzniku jednoduchej aminokyseliny, tvorbe zložitejších peptidov z aminokyselín, oligopeptidy a polypeptidy tvoria jednorady kolagén, tie vytvárajú dvojrady kolagén – špirálu (helisu), trojrady kolagén – trojitá helisa (kolagenová molekula, tropokolagén), štvorrady kolagén – fibril (mikrovlákno), päťrady kolagén – vlákno. Vlákna vytvárajú zväzky a zväzky vlákien sa spájajú do tkanív.

Molekula kolagénu je zložená z troch polypeptidových reťazcov vzájomne spojených do trojitej štruktúry, pravotočivej superhelisy. Rozlišujeme štyri typy reťazcov (jednotlivých špirál). Podľa toho, ktoré sa spoja do trojitej helisy – vznikne taký druh kolagénu, vlastný rôznym tkanivám. U človeka a väčšiny stavovcov sa najviac  vyskytuje kolagén I. typu, ktorý sa nachádza v kostiach, cievach a v najväčšom orgáne – koži. Kolagén I. typu v koži má stavbu trojitej helisy  s dĺžkou cca 300 nm a s priemerom 1,5 nm, tvoria ho dve špirály (peptidové reťazce) typu alfa 1 a jedna typu alfa 2. Každý reťazec sa skladá z 1050 aminokyselín zvinutých okolo seba do  pravotočivej trojitej špirály. Kolagén I. typu tvorí 85-90% zloženia kolagénových bielkovín, zostávajúcich 10-15% tvorí kolagén III. typu.

Živočíchy majú asi 20 typov kolagénu. Uvádzam najdôležitejšie z nich:

Kolagén I. – spojivové tkanivo, pokožka, šľachy, kosti

Kolagén II. – chrupavky, sklovec oka

Kolagén III. – koža, svaly, vzniká pri hojení rán

Kolagén IV.  – membrány

Kolagén V. – vyskytuje sa v medzisvalovom tkanive, na okrajoch tkanív, jaziev, ako doplnok kolagénu  I. typu

Kolagén VI. – plní obdobnú funkciu ako kolagén V. typu

Kolagén VII. – vyskytuje sa v epitely, koži, stenách ciev

Kolagén VIII. – vyskytuje sa v endotely  ciev, sliznici

Kolagén IX., X., XI. – má stavbu podobnú kolagénu II. typu a vyskytuje sa spoločne s ním, hlavne v chrupavkách

Kolagén XII. – vyskytuje sa spolu s kolagénom II.typu

Ak to zhrniem, tak by sme mali vedieť, že kolagén je najdôležitejšia bielkovina v našom tele. Názov je odvodený z gréčtiny a znamená lepenie, uzdravenie.  Vyskytuje sa v celom tele, v koži, kostiach, svaloch, cievach, vnútorných orgánoch, oku, vlasoch, nechtoch. Extracelulárna tekutina v ktorej sme ponorený sa skladá z kolagénu, ktorý obteká okolie buniek a vyplňuje existujúce štrukturálne chyby.  K obnove kolagénu dochádza celý život, to čo bolo opotrebované a nedostatky sú okamžite vymenené, procesom jeho degradácie a degradácie jeho syntézy starneme.