مقدمه
شما ممکن است آن را به عنوان یک جز در لوسیون بدن مورد علاقه خود داشته باشید
و یا احتمالاً مکمل های غذایی اش را مصرف کنید. اما کُلاژِن چیست؟
کلاژن در بدن دقیقاً چه کاری می کند؟
و چگونه می توانید از آن در زندگی خود استفاده کنید؟
کُلاژِن : Collagen پروتئینی است که در محیط خارج از سلولهای مختلف گونه‌های مختلف موجودات، وجود دارد. نام کلاژن از ریشه یونانی کلمه «kólla» به معنی چسب گرفته شده است.
کلاژن اصلی ترین پروتئین در بدن انسان است که از زنجیره 3 پروتئین که به صورت مارپیچی به هم متصل هستند تشکیل شده است. این ساختار منحصر به فرد باعث خاصیت ارتجاعی در آن می شود. تقریبا 33% پروتئین های بدن کلاژن می باشند.
این پروتئین از بافت و اندام های بدن حمایت کرده و باعث اتصال آنها به استخوان می شود. در حقیقت استخوان ها نیز ترکیبی از کلاژن ومواد معدنی از قبیل کلسیم و فسفر می باشند. نقش کلاژن در بافت ها، مشابه نقش فولاد در ساختمان ها می باشند که باعث شکل دهی و حفظ ساختار کلی آن بافت می شود.
ساختار مولکولی کلاژن
در اواسط دهه 1930، برای اولین بار ساختار مولکولی کلاژن کشف شد.
پس از ارائه چندین مدل احتمالی از زنجیره‌های پپتیدی منفرد، مدل نهایی کلاژن به دست آمد.
ساختار کلاژن دارای «مدل مادراس« Madras است،
براساس این مدل هر مولکول کلاژن یا تروپوکلاژن از سه رشته پلی‌پپتیدی پیچ خورده تشکیل می‌شوند که «تروپوکلاژن‌ها» (Tropocollagen) برای ایجاد کلاژن بزرگتر در کنار هم تجمع پیدا می‌کنند و فیبریل‌های کلاژنی را می‌سازند.
طول فیبریل‌های کلاژنی ۳۰۰ نانومتر و قطر آنها ۱٫۵ نانومتر است. فیبریل‌ها در کنار هم فیبرهای کلاژنی را می‌سازند.
سه رشته مارپیچ پلی‌پپتیدی که هر مولکول تروپوکلاژن را می‌سازند، پپتیدهای آلفا نام دارند. این رشته‌ها به صورت مارپیچ چپ گرد هستند که در کنار هم مارپیچ راست گردی را تولید می‌کنند که همان کلاژن است. کلاژن حاوی اسیدهای آمینه خاص مانند گلیسین، پرولین، هیدروکسی پرولین و آرژنین است.
انواع کلاژن
حداقل 16 نوع کلاژن در بدن وجود دارد. چهار نوع اصلی آن شامل نوع IV و I ،II ،III هستند که بیشترین فراوانی را در بخش‌های مختلف بدن دارند. در اینجا نگاهی دقیق‌تر به چهار نوع اصلی کلاژن و نقش آنها در بدن می‌اندازیم:
- نوع اول : این نوع 90٪ کلاژن بدن را تشکیل می‌دهد و از فیبرهای بسیار متراکم ساخته شده است. کلاژن نوع اول در پوست، استخوان‌ها ، تاندون‌ها، غضروف‌های فیبری، بافت همبند و دندان‌ها یافت می‌شوند.
- نوع دوم : این نوع دارای فیبرهایی با تراکم کمتر هستند و در غضروف‌ها و محل اتصال مفاصل دیده می‌شوند.
- نوع سوم : کلاژن نوع سوم پروتئین‌های ساختمانی در ماهیچه‌‌ها و اندام‌ها و رگ‌های خونی را تامین می‌کند.
- نوع چهارم : این نوع به عنوان فیلتر عمل کرده و در لایه‌های مختلف پوست یافت می‌شود.
با افزایش سن، بدن کلاژن کمتری و با کیفیت پایینی تولید می‌کند. یکی از علائم بارز آن در پوست به صورت چروک‌های پوستی قابل مشاهده است. غضروف‌ها و استخوان‌ها نیز با افزایش سن و در اثر کاهش تولید کلاژن تحلیل می‌روند.
کلاژن و زیبایی
کلاژن 75% پوست را تشکیل می دهد بنابراین ظاهر سالم و جوان پوست وابسته به بخش عظیمی از سلولهای کلاژن سالم در آن می باشد. به همین دلیل لابراتوارهای زیبایی و مراکز تحقیقاتی در سراسر دنیا به دنبال یافتن راه های جدیدی برای ساختن بافت کلاژن جدید و یا درمان کلاژن های آسیب دیده می باشند.
در برخی موارد کلاژن به صورت مستقیم به پوست تزریق می شود تا باعث کاهش چین و چروک و یا افزایش حجم لب ها شوند. از بین رفتن کلاژن سالم و کاهش در تولید آن به چین و چروک و ظاهر پیر پوست منجر می شود.
سنتز کلاژن
کلاژن از فیبروبلاست ( Fibroblast )در لایه درمیس (Dermis) پوست بوجود آمده است. فیبروبلاست ها ، بافت های دیگر پوست از قبیل الاستین ( پروتئینی که به پوست خاصیت ارتجاعی می دهد) و GAG را نیز تولید می کنند.
برای شروع ساختار پروتئین پوست ، سلول های فیبروبلاست به گیرنده های غشاء خارجی سلول ها ، پیام مورد نظر را ارسال می نماید. اگر گیرنده ها این پیام را به درستی دریافت نمایند شروع به ساختن کلاژن می نمایند.
فیبروبلاست ها در ابتدا کلاژن های کوچکی تولید می کنند که به بیرون سلول های فیبروبلاست منتقل شده و کمی بعد با به هم پیوستن کلاژن های کوچک مولکول کامل کلاژن ساخته می شود که ویتامین C به عنوان کوفاکتور در تمامی این مراحل عمل می کند.
بدون حضور مقادیر کافی ویتامین C ، تشکیل کلاژن مختل خواهد شد. این اختلال منجر به ناراحتی های گوناگون از قبیل افتادگی پوست وچین وچروک می شود.
سنتز کلاژن به طور مداوم در طول زندگی انجام می شود تا نسبت به درمان و یا جایگزینی مولکول های آسیب دیده کلاژن عمل نماید. بهبود و بازیافت سلول های پیر و یا آسیب دیده کلاژن پوست ، یک چرخه واجب برای داشتن پوستی سالم می باشد.
با افزایش سن ، تولید سلول های کلاژن در بدن کاهش می یابد که خوشبختانه امروزه راه های مختلفی جهت جبران این کاهش وجود دارد.
محافظت از سلول های کلاژن
بهترین راه جهت داشتن پوستی سالم و جوان محافظت از سلول های کلاژن پوست ، دوری از اشعه های UVA و UVB و آسیب های ناشی از رادیکال های آزاد می باشد. قرار گرفتن در معرض اشعه UVA و UVB ناشی از نور خورشید یکی از دلایل اصلی پیری پوست می باشد.
تقریبا 90% نشانه های پیری پوست ناشی از نور آفتاب می باشد. دومین اقدام در حفاظت از جوانی پوست ، مصرف محصولات حاوی آنتی اکسیدان ها می باشد. آنتی اکسیدان ها با رادیکال های آزاد ناشی از نور خورشید ، لایه اُزون ، آلودگی هوا ، دود سیگار و ناکارآمدی چرخه سوخت وساز بدن مقابله می کنند.
ارتقاء سنتز سلول های کلاژن جدید
راه های زیادی برای ارتقاء ساخت کلاژن سالم و جدید وجود دارد. اول شما باید مقدار کافی ویتامین C به پوست برسانید به این دلیل که ویتامین C ، یک عامل لازم جهت افزایش تولید کلاژن می باشد. یافته های یک تحقیق نشان می دهد، قرار دادن ویتامین C در بافت پیوندی پوست انسان تا 8 برابر تولید کلاژن راافزایش می دهد. راه دیگر استفاده از اسیدهای میوه می باشد که باعث باز سازی و افزایش ضخامت پوست می گردد.
راه سوم استفاده از دانش بایوتکنولوژی (BIO Technology) و بایوپپتایدها ( BIO Peptides ) می باشد. فیبروبلاست ها به طور طبیعی باعث تحریک ساخت کلاژن می شوند. بایوپپتایدها باعث انتقال سیگنال هایی به فیبروبلاست می شوند.
این سیگنال ها توسط گیرنده های غشاءِ فیبروبلاست دریافت می شود. دریافت این پیام ها و تحریک فیبروبلاست جهت ساختن بافت کلاژن جدید باعث افزایش میزان سلول های کلاژن در پوست می شود.
امروزه شرکت های پیشرو در زمینه محصولات مراقبت از پوست از زنجیره بایوپپتایدها در محصولات خود استفاده می نمایند. گروه ماد بهداشت نیز همگام با پیشرفته ترین لابراتوارهای دنیا ، اقدام به تولید کرم فرم دهنده و سفت کننده سینه با استفاده از دانش بایوپپتاید نموده است.
در این محصول زنجیره ای از توالی های اصلی کلاژن والاستین موجود در پوست استفاده شده است که باعث بهبود چشمگیر ، استحکام و سفتی پوست در ناحیه سینه ، گردن و گونه ها می شود.
کلاژن و روند پیری
کلاژن توسط سلولهای مختلف تولید می‌شود اما سلولهای بافت پیوندی بیشترین میزان آن را تولید می‌کنند. کلاژن‌ها در این بافت‌ها در ماتریکس خارج سلولی مشاهده می‌شوند.
کلاژن‌ها در غالب شبکه پیچیده‌ای از ماکرومولکول‌ها، قادر به تعیین وضعیت فیزیکی بافت‌های بدن هستند. در سطح پوست و لایه‌های میانی آن، کلاژن به تشکیل شبکه‌ای از رشته‌ها به نام فیبروبلاست کمک می‌کنند. فیبروبلاست در فرایندهای جایگزینی و تولید سلولهای جدید در پوست نقش دارد.
گاهی کلاژن‌ها به عنوان پوشش محافظ برای اندام‌های حساسی مثل کلیه‌ها نیز عمل می‌کنند. با افزایش سن تولید کلاژن در بدن کاهش می‌یابد به همین دلیل کم کم سطح پوست کم شده و چروک‌هایی بر روی آن ایجاد می‌شود. در این حالت استخوان و غضروف و مفاصل بدن نیز تحلیل می‌رود.
زنان در سنین یائسگی کمترین میزان تولید کلاژن را در بدن تجربه می‌کنند. بعد از ۶۰ سالگی کاهش تولید کلاژن به صورت طبیعی در تمام افراد اتفاق می‌افتد
مواد غذایی که باعث افزایش کلاژن در بدن می‌شوند
همه کلاژن‌ها از پیش ساز کلاژن یا پروکلاژن ساخته می‌شوند. بدن پروکلاژن را با ترکیب دو اسیدآمینه پرولین و گلایسین می‌سازد. با مصرف برخی از مواد غذایی می‌توان به بدن برای تولید بیشتر کلاژن کمک کرد.
به تعدادی از این مواد غذایی در ادامه اشاره می‌شود
- آنتوسیانیدین‌ها (Anthocyanidins)
این آنتی اکسیدان در توت سیاه، زغال اخته، گیلاس و تمشک به وفور یافت می‌شود. - ویتامین A
در غذاهای حاوی گوشت حیوانات و در غذاهای گیاهی به صورت بتاکاروتن وجود دارد. - ویتامین C
مقادیر زیادی در مرکبات، انواع فلفل‌ها و توت فرنگی یافت می‌شود. - پرولین
مقادیر زیادی از این اسید آمینه در سفیده تخم مرغ، جوانه گندم ، لبنیات، کلم، مارچوبه و قارچ مشاهده شده است. - گلایسین
مقادیر فراوانی از این اسید آمینه در پوست پوست مرغ و ژلاتین یافت می‌شود، اما اسید آمینه گلیسین در غذاهای مختلف حاوی پروتئین نیز وجود دارد. - مس (Copper)
مقادیر زیادی از این ماده معدنی در گوشت، روغن ارگان، دانه کنجد، پودر کاکائو، پنیر و عدس یافت می‌شود.
چه چیزهایی باعث آسیب به کلاژن می‌شود
برخی از فاکتورها قادرند سطح کلاژن در بدن را کاهش دهند. اجتناب از آنها می‌تواند پوست را برای مدت بیشتری سالم نگه دارد.
مصرف زیاد قند
رژیم غذایی با قند بالا، میزان «گلیکاسیون» (Glycation) را افزایش می‌دهد، فرایندی که در آن قندهای خون به پروتئین‌ها متصل می‌شوند تا مولکول‌های جدیدی به نام محصولات نهایی گلیکاسیون پیشرفته (AGEs) تشکیل دهند. در این حالت پروتئین‌ها از حالت عملکردی خود خارج می‌شوند. یکی از مهم‌ترین مواد قندی که باعث از بین رفتن کلاژن به خصوص در ناحیه پوست می‌شود، شکر سفید است، این ترکیب به وفور در نوشابه‌ها وجود دارد.
سیگار کشیدن
سیگار یکی از مهم‌ترین عوامل آسیب به کلاژن‌های پوستی است.
بسیاری از مواد شیمیایی موجود در دود تنباکو به کلاژن و الاستین موجود در پوست آسیب می‌رساند. نیکوتین همچنین رگ‌های خونی موجود در لایه های بیرونی پوست را باریک می‌کند. این امر سلامت پوست را با کاهش دریافت مواد مغذی و اکسیژن به پوست به خطر می‌اندازد.
نور خورشید
پرتوهای فرابنفش در نور خورشید باعث می‌شوند، کلاژن با سرعت بیشتری مورد تجزیه قرار گیرد و الیاف آن از هم جدا شوند و الاستین غیر طبیعی ایجاد شود. پرتوهای فرابنفش نور خورشید به کلاژن موجود در پوست آسیب می‌زند و زمانی که پوست به طور ناصحیح بازسازی می‌شود در آن چین و چروک‌های بسیاری به وجود می‌آید.
اختلالات خود ایمنی
برخی از اختلالات خود ایمنی باعث هدف قرار دادن کلاژن توسط آنتی بادی‌ها می‌شوند. لوپوس یکی از این نوع بیماری‌ها است که در آن آنتی بادی‌ها بافت پیوندی را هدف قرار داده و سلولهای آن را تخریب می‌کنند.
تغییرات ژنتیکی
این تغییرات می‌توانند بر ماتریس خارج سلولی تأثیر بگذارند، به طوری که تولید کلاژن را کاهش داده یا ممکن است موجب تولید کلاژن جهش یافته با نقص در عملکرد یا بدون عملکرد شوند.
افزایش سن
فرایندهای پیری به پروتئین‌ها آسیب می‌زند و می‌تواند ساختار کلاژن را خشک، شکننده و ضعیف کند. روند پیری باعث می‌شود، سطح کلاژن با گذشت زمان به طور طبیعی کاهش یابد. هیچ راهی برای جلوگیری از این آسیب‌ها وجود ندارد و فقط با برخی از روش‌ها می‌تواند سرعت روند پیری را کاهش داد.
کلاژن و پانسمان های نوین
کلاژن با جذب سلولهای جدید پوست به محل زخم می‌تواند به بهبود زخم‌ها کمک کند. به همین منظور پانسمان هایی از جنس کلاژن برای سرعت بخشی به ترمیم بافت‌های آسیب دیده تهیه شده است.
از این پانسمان‌ها در موارد زیر استفاده می‌شود
- زخم‌های عمیق
- زخم‌های نکروزه یا پوسیدگی
- زخم‌های ناشی از پیوند پوست
- زخم‌های ناشی از سوختگی درجه دو
- زخم‌های مزمن که دیگر به درمان پاسخ نمی‌دهند
- زخم‌های گرانولی که روی بافت‌های مختلف ایجاد می‌شوند
- زخم‌هایی که در نواحی خروجی مایعات بدن مانند ادرار یا عرق قرار دارند