Collageen

De drievoudig helicale structuur van tropocollageen, die de basis vormt voor collageenvezels.

Collageen, van het Griekse κολλώ, samenbinden, is een lijmvormend eiwit dat een zeer belangrijk onderdeel vormt van het bindweefsel in het lichaam van mensen en dieren. Er zijn in totaal meer dan 28 verschillende typen collageen, maar type I t/m IV zijn verreweg het belangrijkst en meest voorkomend in het menselijk lichaam. Van het totale aantal collagenen is 90% het type I. Huid, botten, pezen, kraakbeen en tanden bestaan grotendeels uit collageen.

Huid

Collageen is met 70% een hoofdbestanddeel van het losmazige bindweefsel in de menselijke huid. Het vormt mede de extracellulaire matrix. Collageen is verantwoordelijk voor stevigheid en elasticiteit van de huid. Tijdens het vernieuwingsproces van de huid wordt op jonge leeftijd voldoende collageen gemaakt om de huid jong, stevig en soepel te houden. Na het 25e levensjaar neemt de productie van collageen gestaag af. Hierdoor veroudert de huid en ontstaan er rimpels, de huid wordt slapper en effecten van buitenaf hebben een grotere invloed op de huid.

Opbouw van collageen

Collageen is in feite een supramoleculaire structuur. Ze is opgebouwd uit met elkaar verbonden tropocollageeneenheden, die op hun beurt bestaan uit drie met elkaar verstrengelde polypeptideketens. Deze polypeptideketens zijn de meest fundamentele bouwstenen van het collageen en bestaan uit herhalingen van een aminozuurmotief: glycine-X-Y. Hierbij is het aminozuur op de X-positie meestal proline en op de Y-positie meestal hydroxyproline. Hydroxylysine, alanine, arginine, glutaminezuur en asparaginezuur komen ook in significante hoeveelheden voor.

De individuele polypeptideketens nemen een linksdraaiende helixstructuur aan, met slechts 3 aminozuren per winding. Dit is een gevolg van de conformationele restricties die door de aanwezigheid van proline opgelegd worden. Het tropocollageen is een rechtsdraaiende superhelix, ongeveer 300 nm lang en 1,5 nm breed, gevormd uit drie dergelijke polypeptideketens. De aanwezigheid van glycine, dat geen aminozuurresidu bezit, zorgt ervoor dat de drie polypeptideketens elkaar voldoende kunnen naderen en met elkaar intermoleculaire interacties, voornamelijk waterstofbruggen, kunnen aangaan. De afwezigheid van cysteïne zorgt ervoor dat er geen disulfidebruggen kunnen gevormd worden.

De tropocollageenhelices associëren met elkaar tot collageenvezels van 20 tot 200 nm breed.

Gevolgen van inefficiënt collageen

De correcte vorming van de drievoudige spiraalstructuur hangt sterk af van het (post-translationeel) hydroxyleren van de proline. Het hydroxylase-enzym dat hiervoor verantwoordelijk is, gebruikt vitamine C als co-enzym om Fe³⁺ te reduceren tot Fe²⁺. Tekort aan vitamine C leidt tot inefficiënte hydroxylatie en de gevormde collageenvezels zijn bijgevolg minder stabiel (ze dissociëren al vanaf 20°C). In extreme gevallen leidt dit tot scheurbuik, een ziekte die vroeger vaak voorkwam bij ongevarieerde voeding.

Typen en voorkomen

Collageen komt in verschillende typen voor en Collagen Select helpt hier bij zie website

type	voorkomen
I	huid, botten, bindweefsel, pezen, ligamenten, fascie, bloedvaten, kraakbeen
II	tussenwervelschijven, ribben, neus, strottenhoofd, luchtpijp, luchtpijpvertakking
III	huid, synovia, bloedvaten, snel groeiende weefsels zoals bij wondreparatie, maar wordt daarna grotendeels vervangen door type I
IV	het basale membraan: filtratiemembranen en capillairen
V	meestal naast type I
VI	meestal naast type I
VII	epitheelweefsel: urinewegen, geslachtsorganen
VIII	bloedvaten
IX	naast type II
X	naast type II
XI	naast type II
XII	vaak naast type I en III

Cosmetische toepassing

Alle soorten collageen worden in cosmetische producten verwerkt. Rundercollageen en viscollageen worden hiervoor het meest gebruikt. De functie van collageen in cosmetica is om de huid een beschermende laag te geven. Omdat het zo goed weefsel bindt en makkelijk te gebruiken is als opvulling van de huid, wordt collageen ook veel gebruikt in de plastische chirurgie. Ook wordt collageen gebruikt in shampoo om het haar voller te laten lijken (collageen vormt een laag om het haar).

Niet-menselijk collageen

Viscollageen

Viscollageen is de meest zuivere vorm van collageen. De structuur is vergelijkbaar met die van de menselijke huid waardoor het goed mogelijk werd om het in een aantal cosmetische producten te verwerken.

Rundercollageen

Rundercollageen heeft nagenoeg dezelfde eigenschappen. Het collageen wordt sinds het uitbreken van BSE, de gekkekoeienziekte minder toegepast vanwege het idee dat de ziekte via injecties met rundercollageen zou kunnen worden overgebracht.

Varkenscollageen

Sinds enige jaren wordt ook varkenscollageen toegepast bij cosmetische rimpelbehandeling. Hierbij bestaat geen probleem met BSE besmetting. Bovendien is dit collageen goed bewerkbaar, zodat het gemiddeld 1 jaar in de huid blijft zitten

Plantencollageen

Plantencollageen verschilt het meest met dat van de mens. Het wordt in sommige cosmetische producten gebruikt om de huid een beschermende laag te geven.

Zie ook

• Elastine
• Gelatine

Bronnen, noten en/of referenties

Mediabestanden

Zie de categorie Collagen van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.