Kollageen: loomne sidekoevalk, esinemine ja roll kehas

Kollageen on looduslikult esinevate valkude rühm. Looduses leidub seda ainult loomadel, eriti imetajate lihas ja sidekudedes. See on sidekoe põhikomponent ja imetajate kõige sagedamini esinev valk — kokku moodustab kollageen umbes 25–35% kogu keha valgusisaldusest.

Kollageeni leidub piklike fibrillide kujul peamiselt kiulistes kudedes, nagu kõõlustes, sidemetes ja nahas, ning seda on rohkesti ka sarvkestas, kõhre, luude, veresoonte, soolestiku ja lülisammaste vaheliste ketaste koostises. Kollageen moodustab 1–2% lihaskoest ja umbes 6% tugevate kõõluste massist.

Struktuur ja biosüntees

Kollageeni põhiline struktuuriüksus on tropokollageen — kolm aminohapetest koosnevat polüpeptiidahelat, mis keerdub omavahel kolmekordseks spiraaliks (triple helix). Sellel kolmesoolusel spiraalil on kõrge glütsiini, proliini ja hüdroksüproliini sisaldus, mis tagab tugevuse ja stabiilsuse.

Kollageeni süntees toimub peamiselt fibroblastides ja teistes sidekoe rakkudes. Süntees hõlmab mRNA transkriptsiooni, prokollageeni moodustumist raku sees, resektsioone, postranslatsioonilisi modifikatsioone (sh proliini ja lüsiini hüdroksüülimine) ning lõpuks fibrillide moodustumist ja ristsidemete tekke kaudu stabiliseerimist. Vitamiin C on selles protsessis hädavajalik: selle puudus põhjustab kollageeni normaalse sünteesi häiret (näiteks skorbuut).

Peamised tüübid

• Tüüp I – kõige levinum, esineb nahas, luudes, kõõlustes ja sidemetes;
• Tüüp II – peamiselt kõhres;
• Tüüp III – sidekudede elastsust tagavad piirkonnad (nt anumate seinad, nahk koos tüübiga I);
• Tüüp IV – basaalmembraani komponent;
• Tüüp V ja teised – esinevad raku pindadel ja spetsiifilistes kudedes.

Tegelikult on kollageeni tüüpe kirjeldatud üle 20–28 varieeruva formaadi, mis täidavad erinevaid struktuuri- ja regulatiivseid rolle.

Funktsioonid

• Tagab kudede mehaanilise tugevuse ja elastsuse ning vastupidavuse venimisele;
• Loob raku ümber tugistruktuuri ja toetab koe arhitektuuri;
• Osaleb haavade paranemises ja kudede remodellingus;
• Koos teiste komponentidega (näiteks elastiiniga) reguleerib koe elastsust ja painduvust;
• On oluline angiogeneesis (uute veresoonte moodustumine) ja organite struktuuri säilitamises.

Vananemine ja haigused

Vanusega väheneb kollageeni süntees ja suureneb selle degradatsioon, mis väljendub naha lõtvumises, kortsude tekis ja liigesekõhre kulumises. UV-kiirgus, suitsetamine ning glükeerumine kiirendavad kollageeni kahjustusi.

Muud kollageeni seotud seisundid ja haigused:

• Ehlers–Danlos’i sündroomid – pärilikud sidekoe häired, millel on tavaliselt liigse painduvuse ja nahahõrenemise tunnused;
• Osteogenesis imperfecta – “haprad luud”, sageli seotud tüüp I kollageeni mutatsioonidega;
• Skorbuut – vitamiin C defitsiit, mis häirib kollageeni hüdroksüülimist ja põhjustab sidekudede nõrkust;
• Fibroos – liigse kollageeni ladestumine (nt maksas, kopsudes) võib viia kudede armistumisele ja funktsiooni halvenemisele.

Toit, lisandid ja tööstuslik kasutus

Toiduainetes ja tööstuses kasutatav želatiin on pöördumatult hüdrolüüsitud kollageen. Želatiin tekib kollageeni kuumtöötlusel ja on laialdaselt kasutatav toiduainetes, kosmeetikas ja farmaatsias (nt kapslite valmistamisel).

Toiduallikate hulka kuuluvad loomade sidekoed, luud ja nahk (luu- ja kondi puljongid, liha kõõlused, kalanahad). Hüdrolüüsitud kollageeniproteiine ehk kollageenipeptiide müüakse toidulisanditena ja kosmeetikatoodetes, kuna need lahustuvad kergemini ja neid peetakse imenduvamaks kui mitterafineeritud kollageeni vormid. Mõned uuringud viitavad sellele, et regulaarne kollageenilisandite tarbimine võib aidata nahaniiskust ja liigeste funktsiooni, kuid tulemused on varieeruvad ning pikaajalised tõendid on osaliselt piiratud.

Meditsiinis kasutatakse kollageeni ka haavapadjandites, kudesid regeneratiivses meditsiinis, ortopeedia implantaadisüsteemides ja kosmeetilistes tõstmistes. Biotehnoloogia valdkonnas arendatakse rekombinantseid ja taimset päritolu kollageenisarnaseid materjale, et vähendada loomset päritolu riske ja allergiaid.

Kokkuvõte

Kollageen on organismi tugistruktuuri nurgakivi: tugev, mitmekesine ja laialdaselt levinud. Selle süntees, ülesehitus ja regulatsioon on hädavajalikud terved sidekoe funktsioonid ning nende häired põhjustavad märgatavaid kliinilisi sümptomeid. Toitumine, elustiil ja teatud haigused mõjutavad kollageeni säilimist ja uuenemist ning tänapäeva meditsiin ja tehnoloogia otsivad viise, kuidas kollageeni rolli haiguse ennetamisel ja ravis veelgi paremini ära kasutada.

Küsimused ja vastused

K: Mis on kollageen?

K: Mis on kollageeni peamine funktsioon?

K: Kus leidub kollageeni enamasti organismis?

K: Kui suure osa kogu keha valgusisaldusest moodustab kollageen?

K: Mis on želatiin ja kuidas seda valmistatakse?

K: Kas kollageeni võib leida lihaskoes?

K: Kas kollageeni võib leida ka muudest kui loomsetest allikatest?

Otsing