Kolagen a jeho zdravotní benefity

Lidské tělo neboli systém složený z několika miliard buněk. Aby naše buňky mohly správně fungovat a plnit své funkce, je potřeba jim dodat určitou strukturu a organizovanost. Ta je zabezpečena mnoha proteiny. Jeden ze základních proteinů, který se na tom podílí, je kolagen. O kolagenu pravděpodobně slyšel každý z nás, jelikož se v posledních letech stal jedním z nejpopulárnějších doplňků stravy. Víte ovšem, jak kolagen působí a kde všude můžeme pozorovat jeho benefity? Pojďme se společně podívat, kde se kolagen vyskytuje a co může způsobit jeho nedostatek.

Kde v těle se kolagen vyskytuje?

Kolagen je jeden z hlavních komponentů celého mezibuněčného prostoru. Mezibuněčný prostor neboli extracelulární matrix (ECM) je různorodá struktura, která vytváří základní “lešení” pro všechny buňky těla. Složkami ECM nejsou jen kolageny, ale také různé proteoglykany a glykoproteiny, kam patří například také známá kyselina hyaluronová. Všechny komponenty ECM se svou činností podílejí na přenosu nezbytných informací a ovlivňují tak chování okolních buněk. Mezibuněčný prostor je velmi dynamická struktura. Tvorba ECM začíná již v embryonálním vývoji a k jeho přestavbě dochází denně. Pokud se stane, že naše tělo trpí nedostatkem některého z komponentů ECM, může dojít k takové remodelaci, která vede až k patologickým stavům (1).

Základní informace o struktuře kolagenu

Kolagen je ve vodě nerozpustný protein, který tvoří až čtvrtinu celkové hmotnosti všech proteinů v lidském organismu. Základní struktura kolagenu připomíná lano. Je tvořena třemi řetězy, které se vinou kolem sebe za vzniku trojšroubovic. Ty jsou zodpovědné za mechanickou stabilitu, elasticitu a celkovou pružnost tkání a orgánů. Celkově již bylo objeveno 28 různých typů, které se liší převážně svým místem výskytu v organismu a funkcí (2). Kolagen typu I se vyskytuje převážně v kůži, kostech, zubech, šlachách, vazech a orgánech. V chrupavkách je přítomen kolagen typu II. Kolagen typu III nejčastěji najdeme v kůži, svalech a cévách a kolagen typu V je jednou ze základních složek buněčných povrchů a placenty.

Poruchy spojené s nedostatkem kolagenu v těle

Kolageny vykazují velkou strukturální stabilitu, což vede k vysoké odolnosti proti poškození různými bakteriemi. Ovšem, jak již bylo zmíněno, za fyziologických podmínek dochází v ECM k řadě obměn. Přísná regulace syntézy a remodelace ECM je pro lidské zdraví zásadní. Změny v ECM mohou zapříčinit rozvoj řady patologických stavů, včetně fibrózy, kožních poruch a nádorových onemocnění.

Protože jsou kolageny přítomny v celém těle, mohou změny zhoršující kvalitu nebo množství kolagenových struktur ovlivnit jakoukoli tkáň nebo orgán. Zde si uvedeme nejčastěji zastoupené poruchy související s kolagenem a účinnost kolagenových doplňků stravy (1). 

Abnormality kostí a chrupavek 

Během vývoje kostí dochází k vylučování řady kolagenů. Změny, které vedou k jejich deficitu, mohou vést ke vzniku osteoartrózy (OA). Toto onemocnění je způsobeno nedostatkem kolagenů typu II, IX a XI. OA je onemocnění kloubů charakterizované postupnou destrukcí kloubní chrupavky a s ní spojených struktur. Ta v důsledku toho ztrácí pružnost a je náchylnější na poškození. Bolest a podrážděnost, která je s tímto onemocněním spojována, je způsobena tím, že se části kosti nebo chrupavky dostanou do synoviální (mezikloubní) tekutiny. Přestože může být postižen kterýkoli kloub, OA se vyskytuje nejčastěji v kolenou, kyčlích, loktech a páteřních kloubech. 

Bylo experimentálně prokázáno, že podávání hydrolyzovaného kolagenu stimuluje regeneraci kolagenu typu II, a tak zvyšuje biosyntézu a regeneraci chrupavky u trpících pacientů (3). V roce 2016 byla také provedena studie na stovce pacientů trpících OA, která zjistila, že příjem kolagenu typu II výrazně zlepšil funkci kolene u OA subjektů do 180. dne, ve srovnání s placebem (2).

Kožní změny 

Zdravá pokožka tvoří aktivní rozhraní mezi vnitřním a vnějším prostředím těla a umožňuje trvalou adaptaci a aklimatizaci organismu. Mnoho různých faktorů v průběhu našeho života vede k výraznému snížení obsahu kolagenu v kůži. Mezi hlavní patří přibývající věk. Bylo prokázáno, že obsah kolagenu v mladé a zdravé kůži přesahuje 75 %. Na obsahu kolagenu v kůži se ovšem také negativně podílí konzumace nevyvážené stravy, nedostatek mikroživin, přílišné vystavování pokožky slunečnímu záření nebo stres. Mezi kolagenové poruchy patří také zvýšená křehkost kůže nebo tvorba puchýřů, které mohou postihnout ruce, chodidla, kolena a lokty, ale v závažných případech mohou také vést ke ztrátě zraku, znetvoření a zúžení trávicího traktu. Tyto potíže jsou spojovány s nedostatkem kolagenu typu I a VII (1). 

Studie ukázaly, že snížení syntézy kolagenu závislé na věku lze zvrátit perorálním podáním hydrolyticky upraveného kolagenu (4). Systematický přehled dermatologických aplikací perorální suplementace kolagenem nedávno prokázal, že kolagenové suplementy mohou zvýšit hydrataci kůže, elasticitu a dermální hustotu kolagenu. Jedenáct studií s celkem 805 pacienty naznačuje, že podávání kolagenových peptidů může mít pozitivní dopad na různé kožní neduhy a stárnutí pokožky. Suplementace kolagenem byla shledána bezpečnou a bez hlášených nežádoucích účinků (5). Asserin a kol. prokázali v randomizované kontrolované studii, že příjem 10 g kolagenového hydrolyzátu po dobu nejméně 56 dnů vede ke zvýšení vlhkosti kůže a hustoty kolagenu ve srovnání s placebem (6).

Svalová slabost

Kolagenové typy VI hrají významnou roli v údržbě kosterního svalstva a jeho regeneraci. Změny hlavních prvků tohoto kolagenu mohou vést ke snížení svalové síly a ztuhlosti kloubů (1). Studie provedená v roce 2022 došla k závěru, že při devítidenní suplementaci hydrolyzovanými kolagenovými peptidy je možné zrychlit obnovu svalových funkcí, což se projevilo v rychlejší obnově výkonu a snížení bolestivosti svalů po cvičení (7). (Jak na regeneraci po sportu?) 

Ztráta sluchu a poruchy zraku

V neposlední řadě je s kolagenem spojována také senzorická ztráta sluchu a poruchy zraku. Je zde zahrnuta krátkozrakost, šedý zákal nebo v některých případech odchlípení sítnice. Všechny zmíněné poruchy jsou způsobeny změnami kolagenu typu XI (1).

Co to vlastně je hydrolyzovaný kolagen?

K tomu, aby byl náš organismus schopen kolagen přijmout a zpracovat, je potřeba přírodní kolagen nejprve rozložit na menší fragmenty. Takto rozložený kolagen se nazývá hydrolyzovaný a vzniká procesem zvaným hydrolýza, kde molekuly vody slouží k rozbití chemických vazeb původní struktury. Enzymem hydrolyzovaný kolagen se od přírodního liší zejména svými funkčními vlastnostmi. Bylo provedeno mnoho studií, které prokázaly, že rychlost absorpce hydrolyzovaného kolagenu je v porovnání s přírodním významně vyšší. To naznačuje, že enzymatická hydrolýza zvyšuje rychlost absorpce a biologickou dostupnost aminokyselin bohatých na kolagen (8).

Pokračujte ve čtení, například v našem kurzu Průvodce suplementy, kde do hloubky rozebíráme optimalizaci pomocí doplňků stravy.

Závěr

Je patrné, že kolagen hraje v našem těle klíčovou roli. Lidé ho s přibývajícím věkem obvykle produkují méně, což může vést k různým patologickým stavům, jako je osteoartróza, křehkost kůže, svalová slabost a ztráta sluchu či zraku. Je tedy potřeba začít doplňovat kolagen v rámci doplňků stravy, a to už po 25. roku života. Kolagenové doplňky jsou většinově živočišného původu, z krav, prasat, kuřat a mořských živočichů. Pokud by se ovšem někomu nechtělo užívat kolagen ze zvířecích zdrojů, je možné užívat také kolagen na rostlinné bázi (9).

Zdroje:

1. Arseni, L., A. Lombardi, and D. Orioli, From Structure to Phenotype: Impact of Collagen Alterations on Human Health. Int J Mol Sci, 2018. 19(5).
2. Lugo, J.P., Z.M. Saiyed, and N.E. Lane, Efficacy and tolerability of an undenatured type II collagen supplement in modulating knee osteoarthritis symptoms: a multicenter randomized, double-blind, placebo-controlled study. Nutr J, 2016. 15: p. 14.
3. Bello, A.E. and S. Oesser, Collagen hydrolysate for the treatment of osteoarthritis and other joint disorders: a review of the literature. Curr Med Res Opin, 2006. 22(11): p. 2221-32.
4. Bolke, L., et al., A Collagen Supplement Improves Skin Hydration, Elasticity, Roughness, and Density: Results of a Randomized, Placebo-Controlled, Blind Study. Nutrients, 2019. 11(10).
5. Choi, F.D., et al., Oral Collagen Supplementation: A Systematic Review of Dermatological Applications. J Drugs Dermatol, 2019. 18(1): p. 9-16.
6. Asserin, J., et al., The effect of oral collagen peptide supplementation on skin moisture and the dermal collagen network: evidence from an ex vivo model and randomized, placebo-controlled clinical trials. J Cosmet Dermatol, 2015. 14(4): p. 291-301.
7. Hatchett, A., et al., The Influence of a Collagen-Based Multiple Ingredient Supplement on Muscle Performance. Journal of Sports Research, 2022. 9(1): p. 26-35.
8. Leon-Lopez, A., et al., Hydrolyzed Collagen-Sources and Applications. Molecules, 2019. 24(22).
9. Deane, C.S., et al., Animal, Plant, Collagen and Blended Dietary Proteins: Effects on Musculoskeletal Outcomes. Nutrients, 2020. 12(9).