Kollageeni

Kollageeni on tukikudoksen yleisin säiemäinen proteiini. Erityyppistä kollageenia esiintyy muun muassa luussa, rustossa, jänteissä, ihossa, verisuonissa, selkärangan välilevyissä sekä elinten ympärillä. Noin 40 prosenttia elimistön proteiinien kokonaismassastaCampbell, Reece: Biology, p. 120. Pearson Education, 2008.  ja noin 70 prosenttia ihon kuivapainosta on kollageenia.Kannattaako kollageenia syödä purkista? 2.9.2018. https://www.fit.fi/ruoka/kannattaako-kollageenia-syoda-purkista/ Kollageenin tehtävänä on pitää kudokset joustavina, uusiutuvina ja toimintakykyisinä.

Ihmisen luontainen kollageenin tuotanto alkaa hidastua pikkuhiljaa jo noin 25-vuotiaana. Samalla kollageenin rakenne heikentyy. Kollageenin väheneminen hidastaa esimerkiksi nivelten, jänteiden, rustojen ja ihon uusiutumista ja joustavuutta.

Kollageenit ovat elimistön yleisimpiä proteiineja ja tärkeitä solun ulkoisen aineen rakenneosia, jotka antavat tukea ja lujuutta kudoksille. Kollageenit muodostavat kolmoiskierteisiä rakenteita, joiden erityispiirteenä ovat muokatut proliini- ja lysiini-aminohapot. Kollageeni antaa suuren vetolujuutensa ansiosta kudoksille mekaanista kestävyyttä. 

Luista haudutettu liemi, aladobi, liha ja kala sisältävät kollageenia. Luuliemessä on lisäksi paljon magnesiumia, kalsiumia ja kaliumia.Unohda viherpirtelö: luuliemi on uusi trendijuoma. Maija Koski
23.11.2014. https://www.menaiset.fi/artikkeli/ruoka/unohda_viherpirtelo_luuliemi_on_uusi_trendijuoma

Sana kollageeni on peräisin kreikasta, ja tarkoittaa liimaamuodostavaa.

Biologinen merkitys
Kollageenisäikeet syntyvät tukikudossolujen, pääosin fibroblastien tuottaessa prokollageenia, kollageenin esiastetta. Solut erittävät prokollageenin solunulkoiseen tilaan yhdessä sitä muokkaavan entsyymin kanssa. Solunulkoisessa tilassa entsyymi pilkkoo prokollageenin edelleen tropokollageeniksi. Vierekkäin asettuneilla tropokollageenisäikeillä on luontainen taipumus kietoutua toistensa ympärille muodostaen kovalenttisia sidoksia säikeiden välille. Tuloksena on valmis kollageenisyy, joka koostuu kolmesta tropokollageenisäikeestä.

Kollageenistä tunnetaan 28 aminohappojärjestykseltään toisistaan hieman poikkeavaa alatyyppiä, jotka esiintyvät kullekin alatyypille ominaisissa rakenteissa ja kudoksissa. Määrällisesti eniten on tyypin I kollageenia; sitä on erityisesti luussa, mutta myös muun muassa jänteissä, nivelsiteissä ja ihon verinahassa. Tyypin II kollageenia esiintyy runsaiten rustossa, kun taas kollageeni tyyppiä III (retikuliini- eli verkkosäikeitä) esiintyy etenkin rasvakudoksessa.

Kollageeniin liittyviä sairauksia
Keripukki oli 1700-luvulle asti yleinen sairaus, joka syntyy C-vitamiinin puutteesta. Eräs syy C-vitamiinin tärkeydelle terveyden ylläpidossa on siinä, että sitä tarvitaan kollageenin synteesiin elimistössä. Valtaosa keripukille tunnusomaisista oireista syntyykin kollageenisynteesin häiriintymisestä. Oireisiin kuuluvat muun muassa ihon ja limakalvojen heikko kunto, herkkyys mustelmien synnylle, haavojen puutteellinen paraneminen sekä verenvuototaipumus. Keripukki on varsinkin länsimaissa kadonnut lähes kokonaan, mutta lievemmät C-vitamiinin puutostilat voivat kuitenkin ilmetä ihon ja limakalvojen heikentyneenä kuntona.

Systeeminen lupus erythematosus (SLE) on autoimmuunisairaus, jossa elimistön puolustusjärjestelmä synnyttää immunologisen vasteen kollageenia kohtaan. Kyseessä on melko harvinainen ja varsin vaikeasti hoidettavissa oleva sairaus.

Ehlers-Danlosin syndrooma on harvinainen geneettinen sidekudossairaus, jonka aiheuttaa kollageenien geeneissä esiintyvä mutaatio (ehlers-danlos.fi).

Kemiallinen koostumus
Kollageeni muodostuu kolmois-helix-kierteestä, joka koostuu tyypillisesti kahdesta identtisestä ketjusta (α1) ja lisäketjusta, joka eroaa hieman kemiallisella koostumuksellaan (α2). Kollageenille on tyypillistä hyvin yksinkertainen aminohappokoostumus, jossa lähes puolet aminohapoista on glysiiniä ja alaniinia. Toinen tyypillinen piirre on epätavallisten aminohappojen hydroksiproliini ja hydroksilysiini korkea pitoisuus.
Keskimääräinen aminohappokoostumus kalan ja nisäkkään iholle on esitetty alla taulukossa.

 Aminohappo  Nisäkkään ihossa (Residues/1000)  Kalan ihossa (Residues/1000)  Huom. Asp  47  47 Hyp  95  67  stabiloi kollageenin kolmoiskierrekonformaatiota, mikä johtuu hydroksyyliryhmän elektronegatiivisesta, elektroneja puoleensa vetävästä, happiatomista.  Thr  19  26 Ser  36  46 Glu  74  76 Pro  126  108 Gly  329  339 Ala  109  114 Val  22  21  Sirppisoluanemiassa hydrofobinen valiini korvaa hydrofiilisen glutamiinihapon, minkä takia hemoglobiini ei laskostu kunnolla. Met  6  13 Ile  11  11 Leu  24  23 Tyr  3  3 Phe  13  14 Hyl 6  8 Lys  29  26 His  5  7   isoelektrinen piste on 7,60, minkä takia lieväkin happamuus muuttaa histidiinin varauksen neutraalista positiiviseksi. Arg  49  52

Teollinen käyttö
Pilkkomalla osittain tropokollageenisäikeiden väliset sidokset kollageenista voidaan teollisesti valmistaa gelatiinia. Gelatiinin tavanomaisin käyttötarkoitus on elintarviketeollisuudessa hyydykkeenä tai rakennekomponenttina. Elintarviketeollisuuden lisäksi gelatiinia käytetään myös kosmetiikkatuotteissa ja osin myös lääketieteessä.

Kollageeni ravintolisänä
Kollageenia myydään ihon ikääntymisen peittämiseen. Nielty kollageeni kuitenkin pilkkoutuu suolistossa aminohapoiksi, eikä ole mitään takeita, että se päätyisi iholle tai että niistä hapoista rakennettaisiin juuri kollageenia eikä jotakin muuta.

Lähteet

 Aiheesta muualla 

Luokka:Elintarviketeknologia
Luokka:Proteiinit
Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit