Белки входят в состав сухожилий

Основа основ, или Как выбрать правильный коллаген?

Человеческий организм — это сложная и многогранная система. Важнейшей составляющей тела человека является костно-мышечный каркас, который позволяет нам перемещаться в пространстве и познавать мир, защищает внутренние органы от физических воздействий, дает чувство свободы.

Кости, мышцы, сухожилия и кожа содержат соединительную ткань, которая в основном состоит из коллагена — самого распространенного типа белка в организме человека. Точные измерения показывают, что коллаген составляет до 35% всего белка в организме, т.е. человек состоит на 1/3 из него. Основная функция коллагена — это прочность и эластичность кожи, костей и гибкость суставов. С возрастом синтез коллагена в коже снижается, что приводит к потере эластичности кожи и развитию морщин. На уменьшение синтеза коллагена также влияют стресс, курение, неправильное питание, недосыпание, окислительное повреждение, солнечное излучение и ряд других факторов.

Сегодня ученым известно более 25 типов коллагена, однако 90% коллагена в организме человека относятся к 4-м основным типам: 1, 2, 3 и 5.

• Коллаген типа 1 — составляет почти 90% коллагена, входит в состав сухожилий, органов и костей.
• Коллаген типа 2 — входит в состав хрящей коленей, плеч и других суставов.
• Коллаген типа 3 — это основной тип хряща ретикулярных волокон. Он обычно встречается там же, где и коллаген типа 1.
• Коллаген типа 5 — формирует волосы и является компонентом кожи.

Самым грозным врагом коллагена является время: где-то после 35-40 лет его выработка начинает уменьшаться и процессы восстановления в коже, суставах и костях начинают страдать. Также ускоряют потерю коллагена излучение, курение и различные диетические ограничения, например питание с высоким содержанием углеводов (фаст-фуд) или низким содержанием антиоксидантов.

Коллаген — сложный белок, и для его синтеза и правильного функционирования необходимы адекватное поступление с пищей строительных материалов (аминокислот, ряда микроэлементов) и защитные факторы, нейтрализующие вредные факторы.

Рекомендуемые продукты, способствующие выработке коллагена в организме:

• Костный бульон и различные студни, в составе которых много аминокислот, являющихся строительными компонентами коллагена.
• Миндаль, грецкие орехи, бобовые культуры и семена, которые содержат много аминокислот.
• Богатые витамином А продукты: морковь, абрикосы и яйца.
• Продукты, содержащие витамин С, который участвует в синтезе коллагена: цитрусовые, сладкий перец, многие фрукты.
• Зеленые листовые овощи: капуста (особенно брокколи), шпинат.
• Лук и чеснок, богатые серой, которая играет важную роль при формировании хряща.
• Яркие ягоды, например черника и голубика, обеспечивающие антиоксидантную защиту.

Правильное питание и физическая активность также имеют решающее значение для здоровья суставов. Научные исследования показали, что дополнительный прием коллагена может быть полезен для оптимального здоровья суставов и помогает укреплять кости, поддерживать здоровье кожи, волос, ногтей. Это белок показан для профилактики артрита, остепороза, возрастных нарушений и заболеваний суставов и мышц, старения кожи, морщин, целлюлита и даже — сердечно-сосудистых заболеваний и преждевременного старения. Необходим коллаген и при высоких нагрузках на скелет, кости и мышцы — при занятиях спортом и фитнесом, в подростковом периоде, после травм и операций.

Добавки с коллагеном, как правило, состоят из следующих аминокислот, которые ученые разделяют на три категории:

• Незаменимые аминокислоты. Этот тип аминокислот нужно получать с пищей, поскольку они не вырабатываются организмом. К числу таких аминокислот относятся лизин, серин, треонин, лейцин, валин, фенилаланин, метионин, изолейцин, гистидин и гидроксилизин.
• Условно-незаменимые аминокислоты. Этот тип аминокислот организм обычно может вырабатывать самостоятельно, но в состоянии стресса, воздействии вредных факторов среды он не способен выработать достаточный объем данных кислот. Поэтому в данной ситуации может быть полезен прием пищевых добавок. К их числу относятся глицин, пролин, глютамин (глютаминовая кислота), аланин и тирозин.
• Заменимые аминокислоты. Этот тип аминокислот также важен для организма, однако организм способен самостоятельно вырабатывать их. Потребление этих аминокислот в рационе питания не является обязательным, но такое потребление безвредно и помогает обеспечить организм компонентами, необходимыми для синтеза коллагена. К этим аминокислотам относятся гидроксипролин, аргинин, а также аспарагиновая кислота.

Производители коллагена используют разные источники для изготовления своего продукта. Одни компании извлекают сырье из животноводства (коровы), другие получают коллаген из рыб. California Gold Nutrition использует высококачественный коллаген из морских источников, идеально подходящий пескетарианцам, то есть тем людям, которые не употребляют мясо, но едят рыбу.

Коллагеновые добавки содержат широкий перечень аминокислот, необходимых для роста волос, поддержания здоровья кожи и сухожилий, а также здоровья костей. Коллаген отлично подойдет тем людям, которые хотят получать должный объем аминокислот только в составе добавок, без глютена и молочных продуктов.

Ситуации, при которых рекомендовано употребление добавок с коллагеном

Артрит и остеоартрит

Остеоартрит возникает в результате разрушения хряща в суставах. Исследование 2017 года с использованием животной модели показало, что добавки с коллагеном не только уменьшают воспаление суставов, но и предотвращают потерю хряща в них, а также способствуют восстановлению подвижности и объема движений.

Остеопороз

По мере старения человека его кости становятся тоньше. Люди с остеопорозом подвержены повышенному риску переломов костей, чаще всего — риску перелома бедра при случайном падении. К числу факторов риска возникновения остеопороза относятся курение и нехватка витамина D. Данному заболеванию также больше подвержены женщины в возрасте от 65 лет. Согласно результатам исследований, коллаген может помочь увеличить прочность костей, их устойчивость к переломам. Исследование 2005 года свидетельствует об увеличении прочности костей при приеме коллагена в виде добавок.

Повреждения и старение сухожилий

Сухожилия — это толстые волокнистые шнуры из коллагена. Сухожилия связывают мышцы с костями и отвечают за движение. Обеспечение прочности сухожилий играет важную роль в предотвращении травм. Травмы сухожилий распространены среди спортсменов и любителей спорта. Согласно данным исследования 2005 года, добавки с коллагеном повышают прочность сухожилий, а исследование 2016 года показало, что они также могут помочь увеличить толщину ахиллова сухожилия.

Здоровье кожи

Прием добавок с коллагеном призван улучшить состояние кожу изнутри, снабдив ее строительными компонентами. Исследования показывают, что коллагеновые добавки имеют многочисленные достоинства для кожи. По данным исследований, пищевые коллагеновые добавки могут быть полезными людям с целлюлитом и морщинами. Они также могут улучшить рост волос и ногтей.

Профилактика целлюлита?

Целлюлит — это патологическое состояние, которое люди пытались устранить на протяжении десятилетий. В двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании 2015 года был сделан вывод, что «… долгосрочная терапия с пероральным приемом БПК (биоактивные пептиды коллагена) приводит к улучшению симптомов целлюлита и оказывает положительное влияние на здоровье кожи». В этом исследовании женщины принимали коллаген в течение минимум 6 месяцев. Улучшения были отмечены уже через 3 месяца.

Уменьшение количества лицевых морщин

По данным исследования 2014 года, прием добавок с коллагеном помогает уменьшить число морщин на коже. Кроме того, двойное слепое плацебо-контролируемое исследование, проведенное в 2014 году, показало улучшение эластичности кожи испытуемых, которые принимали 2500 мг коллагена в день в течение восьми недель, по сравнению с теми испытуемыми, которые принимали плацебо. Исследование 2012 года показало улучшение состояния морщин и снижение сухости кожи при приеме 1000 мг коллагена в течение 12 недель.

В результатах исследования 2016 года, опубликованных в Journal of Science of Food and Agriculture, содержится вывод о том, что пероральный прием коллагена «привел к значительному улучшению состояния при лицевых кожных заболеваниях, в том числе недостаточной влажности и эластичности кожи лица, наличия морщин и шероховатостей». В исследовании 2008 года сделан вывод о том, что «добавки, содержащие коллаген, полезны при индуцированном солнечным светом повреждении кожи и фотостарении». В итогах исследования 2015 года, опубликованных в Journal of Cosmetic Dermatology («Журнал косметической дерматологии»), сообщается, что «пероральные добавки с коллагеновыми пептидами эффективно уменьшают повреждения кожи, связанные со старением».

Рост ногтей и волос

Исследование 2017 года, опубликованное в Journal of Cosmetic Dermatology, показало, что прием добавки с 2500 мг коллагена привел к увеличению скорости роста ногтей на 12% и к снижению числа случаев сломанных ногтей на 42%. Кроме того, четверо из пяти испытуемых согласились с тем, что их общий внешний вид ногтей улучшился.

Как принимать добавки с коллагеном?

Чаще всего рекомендуется принимать 2500-5000 мг коллагена в день при дополнительном приеме витамина С, чтобы оптимизировать формирование коллагена и обеспечить антиоксидантную защиту.

На iHerb есть разнообразные формы и виды коллагена для любых жизненных ситуаций — любые дозировки, большое количество таблеток в упаковке, в жидкой форме/мягкие капсулы, порошке и т.п.

Источник

§ 10. Классификация белков

§ 10. КЛАССИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ

Существуют несколько подходов к классификации белков: по форме белковой молекулы, по составу белка, по функциям. Рассмотрим их.

Классификация по форме белковых молекул

По форме белковых молекул различают фибриллярные белки и глобулярные белки.

Фибриллярные белки представляют собой длинные нитевидные молекулы, полипептидные цепи которых вытянуты вдоль одной оси и скреплены друг с другом поперечными сшивками (рис. 18,б). Эти белки отличаются высокой механической прочностью, нерастворимы в воде. Они выполняют главным образом структурные функции: входят в состав сухожилий и связок (коллаген, эластин), образуют волокна шелка и паутины (фиброин), волосы, ногти, перья (кератин).

В глобулярных белках одна или несколько полипептидных цепей свернуты в плотную компактную структуру — клубок (рис. 18,а). Эти белки, как правило, хорошо растворимы в воде. Их функции многообразны. Благодаря им осуществляются многие биологические процессы, о чем подробнее будет изложено ниже.

Рис. 18. Форма белковых молекул:

а — глобулярный белок, б — фибриллярный белок

Классификация по составу белковой молекулы

Белки по составу можно разделить на две группы: простые и сложные белки. Простые белки состоят только из аминокислотных остатков и не содержат других химических составляющих. Сложные белки, помимо полипептидных цепей, содержат другие химические компоненты.

К простым белкам относятся РНКаза и многие другие ферменты. Фибриллярные белки коллаген, кератин, эластин по своему составу являются простыми. Запасные белки растений, содержащиеся в семенах злаков, — глютелины, и гистоны — белки, формирующие структуру хроматина, принадлежат также к простым белкам.

Среди сложных белков различают металлопротеины, хромопротеины, фосфопротеины, гликопротеины, липопротеины и др. Рассмотрим эти группы белков подробнее.

Металлопротеины

К металлопротеинам относят белки, в составе которых имеются ионы металлов. В их молекулах встречаются такие металлы, как медь, железо, цинк, молибден, марганец и др. Некоторые ферменты по своей природе являются металлопротеинами.

Хромопротеины

В составе хромопротеинов в качестве простетической группы присутствуют окрашенные соединения. Типичными хромопротеинами являются зрительный белок родопсин, принимающий участие в процессе восприятие света, и белок крови гемоглобин (Hb), четвертичная структура которого рассмотрена в предыдущем параграфе. В состав гемоглобина входит гем, представляющий собой плоскую молекулу, в центре которой расположен ион Fe2+ (рис. 19). При взаимодействии гемоглобина с кислородом образуется оксигемоглобин. В альвеолах легких гемоглобин насыщается кислородом. В тканях, где содержание кислорода незначительно, оксигемоглобин распадается с выделением кислорода, который используется клетками:

.

Гемоглобин может образовывать соединение с оксидом углерода (II), которое называется карбоксигемоглобином:

.

Карбоксигемоглобин не способен присоединять кислород. Вот почему происходит отравление угарным газом.

Гемоглобин и другие гем-содержащие белки (миоглобин, цитохромы) называют еще гемопротеинами из-за наличия в их составе гема (рис. 19).

Рис. 19. Гем

Фосфопротеины

Фосфопротеины в своем составе содержат остатки фосфорной кислоты, связанные с гидроксильной группой аминокислотных остатков сложноэфирной связью (рис. 20).

Рис. 20. Фосфопротеин

К фосфопротеинам относится белок молока казеин. В его состав входят не только остатки фосфорной кислоты, но и ионы кальция. Фосфор и кальций необходимы растущему организму в больших количествах, в частности, для формирования скелета. Кроме казеина, в клетках много и других фосфопротеинов. Фосфопротеины могут подвергаться дефосфорилированию, т.е. терять фосфатную группу:

фосфопротеин + Н2 протеин + Н3РО4

Дефосфорилированные белки могут при определенных условиях быть снова фосфорилированы. От наличия фосфатной группы в их молекуле зависит их биологическая активность. Одни белки проявляют свою биологическую функцию в фосфорилированном виде, другие — в дефосфорилированном. Посредством фосфорилирования — дефосфорилирования регулируются многие биологические процессы.

Липопротеины

К липопротеинам относятся белки, содержащие ковалентно связанные липиды. Эти белки встречаются в составе клеточных мембран. Липидный (гидрофобный) компонент удерживает белок в мембране (рис. 21).

Рис. 21. Липопротеины в клеточной мембране

К липопротеинам относят также белки крови, участвующие в транспорте липидов и не образующие с ними ковалентную связь.

Гликопротеины

Гликопротеины содержат в качестве простетической группы ковалентно связанный углеводный компонент. Гликопротеины разделяют на истинные гликопротеины и протеогликаны. Углеводные группировки истинных гликопротеинов содержат обычно до 15 — 20 моносахаридных компонентов, у протеогликанов они построены из очень большого числа моносахаридных остатков (рис. 22).

Рис. 22. Гликопротеины

Гликопротеины широко распространены в природе. Они встречаются в секретах (слюне и т.д.), в составе клеточных мембран, клеточных стенок, межклеточного вещества, соединительной ткани и т.д. Многие ферменты и транспортные белки являются гликопротеинами.

Классификация по функциям

По выполняемым функциям белки можно разделить на структурные, питательные и запасные белки, сократительные, транспортные, каталитические, защитные, рецепторные, регуляторные и др.

Структурные белки

К структурным белкам относятся коллаген, эластин, кератин, фиброин. Белки принимают участие в формировании клеточных мембран, в частности, могут образовывать в них каналы или выполнять другие функции ( рис. 23).

Рис. 23. Клеточная мембрана.

Питательные и запасные белки

Питательным белком является казеин, основная функция которого заключается в обеспечении растущего организма аминокислотами, фосфором и кальцием. К запасным белкам относятся яичный белок, белки семян растений. Эти белки потребляются во время развития зародышей. В организме человека и животных белки в запас не откладываются, они должны систематически поступать с пищей, в противном случае может развиться дистрофия.

Сократительные белки

Сократительные белки обеспечивают работу мышц, движение жгутиков и ресничек у простейших, изменение формы клеток, перемещение органелл внутри клетки. Такими белками являются миозин и актин. Эти белки присутствуют не только в мышечных клетках, их можно обнаружить в клетках практически любой ткани животных.

Транспортные белки

Гемоглобин, рассмотренный в начале параграфа, является классическим примером транспортного белка. В крови присутствуют и другие белки, обеспечивающие транспорт липидов, гормонов и иных веществ. В клеточных мембранах находятся белки, способные переносить через мембрану глюкозу, аминокислоты, ионы и некоторые другие вещества. На рис. 24 схематически показана работа переносчика глюкозы.

Рис. 24. Транспорт глюкозы через клеточную мембрану

Белки-ферменты

Каталитические белки, или ферменты, представляют собой самую многообразную группу белков. Почти все химические реакции, протекающие в организме, протекают при участии ферментов. К настоящему времени открыто несколько тысяч ферментов. Более подробно они будут рассмотрены в следующих параграфах.

Защитные белки

К этой группе относятся белки, защищающие организм от вторжения других организмов или предохраняющие его от повреждений. Иммуноглобулины, или антитела, способны распознавать проникшие в организм бактерии, вирусы или чужеродные белки, связываться с ними и способствовать их обезвреживанию.

Другие компоненты крови, тромбин и фибриноген, играют важную роль в процессе свертывания крови. Они предохраняют организм от потери крови при повреждении сосудов. Под действием тромбина от молекул фибриногена отщепляются фрагменты полипептидной цепи, в результате этого образуется фибрин:

фибриноген фибрин.

Образовавшиеся молекулы фибрина агрегируют, формируя длинные нерастворимые цепи. Сгусток крови вначале является рыхлым, затем он стабилизируется за счет межцепочечных сшивок. Всего в процессе свертывания крови участвует около 20 белков. Нарушения в структуре их генов является причиной такого заболевания, как гемофилия — сниженная свертываемость крови.

Рецепторные белки

Клеточная мембрана является препятствием для многих молекул, в том числе и для молекул, предназначенных для передачи сигнала внутрь клеток. Тем не менее клетка способна получать сигналы извне благодаря наличию на ее поверхности специальных рецепторов, многие из которых являются белками. Сигнальная молекула, например, гормон, взаимодействуя с рецептором, образует гормон-рецепторный комплекс, сигнал от которого передается далее, как правило, на белковый посредник. Последний запускает серию химических реакций, результатом которых является биологический ответ клетки на воздействие внешнего сигнала (рис. 25).

Рис.25. Передача внешних сигналов в клетку

Регуляторные белки

Белки, участвующие в управлении биологическими процессами, относят к регуляторным белкам. К ним принадлежат некоторые гормоны. Инсулин и глюкагон регулируют уровень глюкозы в крови. Гормон роста, определяющий размеры тела, и паратиреоидный гормон, регулирующий обмен фосфатов и ионов кальция, являются регуляторными белками. К этому классу белков принадлежат и другие протеины, участвующие в регуляции обмена веществ.

Интересно знать! В плазме некоторых антарктических рыб содержатся белки со свойствами антифриза, предохраняющие рыб от замерзания, а у ряда насекомых в местах прикрепления крыльев находится белок резилин, обладающий почти идеальной эластичностью. В одном из африканских растений синтезируется белок монеллин с очень сладким вкусом.

Источник