Что нужно знать о коллагене кожи

Ф.И. Руснак, доктор медицинских наук, профессор РНИМУ им. Н.И. Пирогова

 Резюме. Поддержание здорового состояния кожи напрямую зависит от целостности и эффективной работы системы коллагена. Этот белок обеспечивает ключевые биомеханические свойства кожного покрова: его прочность, способность к растяжению, эластичность и возможность быстрого восстановления (регенерации) после повреждений. Понимание механизмов регуляции коллагенового баланса и факторов, на него влияющих, необходимо для разработки эффективных методов профилактики возрастных изменений и поддержания здоровья кожи на протяжении всей жизни.

Коллаген — это основной структурный белок межклеточного пространства. Он составляет от 25% до 33% от общего количества белка в организме, что эквивалентно примерно 6% массы тела. У человека 50% всего коллагена сосредоточено в костях, где он формирует 90% органического каркаса (матрикса). Вторая половина распределена в коже, соединительной ткани, хрящах, стенках сосудов и оболочках внутренних органов. В разных тканях преобладают разные типы коллагена, что определяется их специфической ролью в конкретном органе.

Коллаген является полиморфным белком, то есть он существует во множестве форм. Его синтезируют различные клетки соединительной ткани — фибробласты (клетки кожи), хондробласты (клетки хряща), остеобласты (клетки кости), а также клетки сосудов. На сегодняшний день известно 19 типов коллагена, которые различаются строением белковых цепей, функциями и расположением. Для кожи наибольшее значение имеют фибриллярные (нитевидные) коллагены I, III и IV типов.

Коллаген I типа составляет 80–90% от всего коллагена кожи и отвечает за её прочность. При нарушении его производства кожа становится дряблой, появляется «гравитационный птоз» — провисание тканей лица. Однако избыток этого типа белка может приводить к образованию рубцов. Коллаген III типа (12% состава кожи) преобладает в молодом возрасте и при заживлении ран. Его тонкие волокна оплетают волокна I типа, придавая коже дополнительную упругость. Также III тип является основой сосудов и кишечника, позволяя им выдерживать растяжение. Нефибриллярный коллаген IV типа формирует основу базальных мембран — тонких слоев, разделяющих ткани, в том числе в почках и органах зрения. Генетические дефекты этого типа ведут к серьезным нарушениям функций почек и слуха (синдром Альпорта). Коллаген IV типа регулирует работу клеток при заживлении ран.

В норме коллаген постоянно обновляется: старые молекулы разрушаются ферментами, а новые синтезируются клетками. У молодых людей этот процесс протекает интенсивно. С возрастом синтез замедляется, а деградация (разрушение) ускоряется. Это приводит к снижению общего количества белка и изменению его состава: увеличивается количество жестких «сшивок» между молекулами, волокна становятся менее упорядоченными, кожа теряет гибкость и хуже поддается сгибанию.

На производство коллагена влияют внешние и внутренние факторы. К внутренним относятся гормональный фон и генетическая программа, заложенная при рождении. К внешним — экология и, что особенно важно, характер питания. Синтез коллагенового волокна — это сложный многоступенчатый процесс. Для его успешного протекания необходимы «помощники» — кофакторы: витамин С, медь, железо, кальций, селен, цинк и магний.

Особую роль играет витамин С (аскорбиновая кислота). Он необходим для работы ферментов, которые делают волокна коллагена прочными. При его дефиците образуется «рыхлый» коллаген, что проявляется кровоточивостью десен и появлением синяков. Также на процесс влияет витамин D. Его активная форма — кальцитриол — обладает противовоспалительным действием и защищает ткани от избыточного разрастания плотной соединительной ткани (фиброза). Синтез и метаболизм витамина D зависит от обеспеченности другими витаминами. Таким образом, обеспеченность витаминами D, С, группы В, К и Е является обязательным условием здорового обмена коллагена.

Для строительства коллагеновых волокон организму необходимо своевременное поступление специфических аминокислот с пищей. Однако целая молекула коллагена слишком велика и не может усвоиться в первозданном виде. Для повышения биодоступности (усвояемости) коллаген подвергают ферментативному гидролизу — расщеплению на мелкие фрагменты (пептиды). Именно гидролизованный коллаген наиболее эффективен в качестве добавки к пище. Исследования показывают, что такие биоактивные пептиды обладают не только строительной функцией, но и антиоксидантной активностью, а также могут способствовать снижению артериального давления.

Важно отметить, что косметические средства для наружного применения (кремы) значительно уступают по эффективности продуктам, поступающим через кишечник. Молекулы коллагена в косметике слишком велики, чтобы проникнуть в глубокие слои кожи; они работают лишь на поверхности, создавая увлажняющую пленку, но не стимулируют выработку собственного белка клетками-фибробластами.

Таким образом, для поддержания прочности и эластичности кожи в любом возрасте критически важно обеспечивать организм полноценным набором нутриентов: гидролизованным коллагеном, витаминами и микроэлементами. Сбалансированное питание и правильно подобранные витамины и минералы позволяют сохранить молодость кожи и поддержать здоровье сосудов и суставов на долгие годы.

Литература:

1. Потехина Ю.П. Структура и функции коллагена. Русский Остеопатич. журнал. 2016;(1-2):87-99.
2. Bishop J. E. Cardiovasc. Res. 1994. № 28. Р. 1501–1505.
3. Mouraux A., Plaghki L. Neurosci. 2007. Vol. 150. № 1. P. 72–81.
4. Борзых О.Б. и соавт. Синтез коллагена в коже. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2021, №4.
5. Перский Е. Э., Утевская Л. А. О возрастных изменениях коллагеновых волокон. Онтогенез. 1971. Т. 2.
6. Podolsky M.J. et al. Age-dependent regulation of collagen turnover. JCI Insight 2020.
7. Потекаев Н.Н. и соавт. Синтез коллагена в коже: генетические аспекты. Бюллетень сибирской медицины. 2022.
8. Padayatty S.J., Levine M. Vitamin C: the known and the unknown. Oral. Dis. 2016.
9. Руснак Ф. И. Витамин D и прогрессирование заболеваний почек. Вестник научно-технического развития. 2009.
10. Спиричев В. Б. Концепция эффективного применения витаминов. Пищевые ингредиенты. 2013.
11. Жукова Т. В. Изменения структуры коллагена под действием напряжения. Вісн. Харків. нац. ун-ту. 2005.
12. Zague V. Effects of collagen hydrolysate intake on skin properties. Arch. Derm. Res. 2008.
13. KorhonLi B. et al. Impact of processing on bioactive proteins. Trends Food Sci. Techn. 1998.
14. Li B. et al. Antioxidative peptides from collagen hydrolysat. Food Chem. 2007.
15. Mendis N. et al. Antioxidant properties of fish skin gelatin hydrolysate. J. Agric. Food Chem. 2005.