В статье раскрывается биологическое обоснование бесполезности применения пищевых добавок, содержащих коллаген, учитывая анатомо-физиологические особенности строения организма человека и молекулярную структуру коллагена.
Ключевые слова: белок, коллаген, аминокислоты, биосинтез, гидрат коллагена, гидролизат коллагена, дальтон.
The article reveals the biological rationale for the ineffectiveness of using dietary supplements containing collagen, taking into considering the anatomical and physiological features of the human body as well as the molecular structure of collagen.
Keywords : protein, collagen, amino acids, biosynthesis, collagen hydrate, collagen hydrolysate, dalton.
В последние десятилетия в практике повседневной жизни населения России все большее применение находят биологические добавки, используемые для замещения различных веществ организма. Тенденция к их внутреннему употреблению неуклонно растет и люди, принимающие биодобавки, зачастую чисто субъективно, высоко оценивают данные средства. Они полагают, что регулярный прием биодобавок значительно улучшает их здоровье, не подозревая о побочных эффектах вышеназванных препаратов.
Объект исследования: коллаген в виде пищевой добавки.
Предмет исследования: изучение биологических аспектов перорального применения коллагена в виде пищевой добавки.
Методы исследования:
- Аналитический — это метод исследования, который предполагает анализ разбор данных, явлений и ситуаций.
- Описательный — это метод исследования, который предполагает наблюдение и описание поведения, характеристик или условий конкретной популяции или явления без манипулирования какими — либо переменными.
- Обобщение — метод исследования, при котором вывод о существующих явлениях или предметах делается на основании большого количества отдельных свойств и признаков.
Белки, или протеины, — это высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения, состоящие из аминокислот, связанных между собой пептидными связями. В построении молекул различных белков участвует более 20 аминокислот. Аминокислота — это соединение, содержащее одновременно аминную и карбоксильную функциональные группы. Важно знать, что коллаген является основным структурным белком межклеточного матрикса.
В человеческом организме 50 % коллагена находится в костях, остальная часть его распределена в коже, соединительной ткани, хрящах, стенках сосудов и базальных мембранах. В разных тканях преобладают разные типы коллагена, а это, в свою очередь, определяется той ролью, которую коллаген играет в конкретном органе или ткани. Как и любой белок, коллаген состоит в основном из заменимых аминоксилот, которые синтезируются в человеческом организме самостоятельно. Сюда относятся: глицин, пролин, лизин, расположенные в три цепочки, соединенные между собой водородной связью (рис. 1).
Рис. 1. Уровни структурной организации коллагена
Необходимо отметить, что коллаген синтезируется разными клетками соединительной ткани (фибробластами, хондробластами, остеобластами), эпителиоцитами и эндотелиоцитами. В настоящее время известно 19 типов коллагена, которые отличаются друг от друга первичной структурой пептидных цепей, функциями и локализацией в организме. 95 % всего коллагена в организме человека составляют коллагены 1-го, 2-го и 3-го типа, которые образуют очень прочные фибриллы. Они являются основными структурными компонентами органов и тканей, которые испытывают постоянную или периодическую механическую нагрузку (кости, сухожилия, хрящи, межпозвоночные диски, кровеносные сосуды), поэтому коллагены 1-го, 2-го и 3-го типа часто называют интерстициальными.
В норме коллаген постоянно синтезируется клетками соединительной ткани (фибробластами, остеобластами, хондробластами и др.). Биосинтез коллагена происходит так же, как и любого другого белка, начиная с транскрипции дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), заканчивая сборкой аминоксилот и дальнейшей модификацией. Разрушается коллаген (ферментативно), путем денатурации, а затем денатурированный остаточный белок в конечном итоге расщепляется лизосомами клетки.
Стоит отметить, что производители добавок выпускают две формы коллагена в виде гидрата, которые повторяют строение «родного» коллагена. Они используются для наружного применения, т. е. самостоятельное средство и гидролизата или гидролизированного коллагена, где молекулярные связи белка разорваны, а именно являются обрывками коллагена. Помимо основного вещества в состав добавок входят и вспомогательные вещества, например, консерванты, которые мешают повредить молекулу белка. Вес белка составляет от 10000 до 30000 дальтон (атомная единица массы).
Анатомо-физиологическая особенность желудочно-кишечного тракта заключается в том, что желудок пропускает массу веществ не более 4000 дальтон, в силу того что его поры очень микроскопические. Следовательно, даже гидролизированный коллаген (чаще его производят именно в таком виде) не может проникнуть через поры желудка, так как минимальная его масса составляет примерно 10000 дальтон.
Известно, что особенность организма человека заключается в том, что он не может полимеры (сложные химические вещества) расщепить до мономеров (простых веществ), для удобного усвоения организмом, поэтому тут в действие включаются пищеварительные ферменты и желудочный сок. Однако соляная кислота (основная часть желудочного сока) практически полностью разрушает коллаген, нарушая пептидную связь между аминокислотами, вследствие чего большая их часть будет потеряна в процессе пищеварения.
Допустим, что некоторая часть аминокислот все-таки проникла через «барьер» и прошла дальнейшие стадии абсорбции в кровеносном русле тонкого кишечника. В этом случае организм «пересоберет» из поступивших аминокислот другие виды белка. И это не обязательно будет коллаген. Тем более известно, что организм человека не нуждается в дополнительном обеспечении основными аминокислотами извне. Дефицита пролина, лизина и глицина не возникает, потому что включается заместительная функция организма (которая позволяет превращать различные аминокислоты друг в друга).
При этом стоит отметить, что дополнительные вещества, входящие в состав биологических добавок (ароматизаторы, красители E10, E110, E122, E124, E143, E150, подсластители) приносят колоссальный вред организму. Они могут вызвать различные аллергические реакции немедленного и замедленного типа, нарушения работы печени и почек, а накопительный эффект вышеуказанных дополнительных веществ только усугубляет ситуацию.
Анализ научных источников по заявленной теме статьи позволяет сделать вывод о том, что коллаген — это основной белок, входящий в состав соединительной ткани организма и выполняющий различные функции. Синтез белка происходит под контролем центральной нервной системы и при ее нормальном функционировании процесс синтезирования осуществляется вполне успешно. Применение коллагена в качестве пищевой биологической добавки не приводит к улучшению жизненных показателей, так как он практически разрушается составом желудочного сока. Гораздо целесообразнее употреблять продукты питания, которые способствуют активизации синтеза коллагена в организме: мясо, рыбу (и крепкие бульоны из них), яйца, красные и зеленые овощи, мед.
Литература:
- Алексеев, А. А. Коллаген и хроническая лимфовенозная недостаточность. Рациональные пути лечения и профилактики с точки зрения соединительно тканной медицины и биологии / А. А. Алексеев, Н. В. Заворотинская // НПП «Гидриатика». –Москва-Пенза. 2019. — 86 с. — Текст: непосредственный.
- Дроздов, А. Л. Биология для физиков и химиков / А. Л. Дроздов. — Владивосток: Изд-во Дальневосточного. ун-та, 2022. — 414 с. — Текст: непосредственный.
- Никитюк, Д. Б. Анатомия и физиология человека: атлас / Д. Б. Никитюк, С. В. Клочкова, Н. Т. Алексеева. — Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2020. — 368 c. — Текст: непосредственный.
- Сапин, М. Р. Анатомия человека: учебник для медицинских училищ и колледжей / М. Р. Сапин, З. Г. Брыксина, С. В. Клочкова. — Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2020. — 432 c. — Текст: непосредственный.
- Спирин, А. С. Молекулярная биология: рибосомы и биосинтез белка: учебник для студ. высш. проф. образования / А. С. Спирин. — Москва: Издательский центр «Академия», 2023. — 496 с. — Текст: непосредственный.
