Wie produziert die Haut Kollagen?

Wie produziert die Haut Kollagen?

Published: 06.04.2022 Times Read: 1716

INHALT:

Reduzierter Kollagenspiegel – für viele moderne Frauen klingt diese Formulierung wie ein Todesurteil. Schließlich bedeutet dies, dass ihre Haut schlaff und faltig wird und schnell altert. Von diesem Moment an bekommt ihr Leben einen neuen Sinn – die Produktion von neuem Kollagen um jeden Preis zu aktivieren, um dessen Mangel zu beseitigen und die Jugendlichkeit der Haut zu verlängern. Dies ist jedoch nicht einfach, da die Kollagensynthese ein ziemlich komplexer, mehrstufiger natürlicher Prozess ist, den wir nur indirekt beeinflussen können. Heute werden wir darüber sprechen, was dieser Prozess ist und wie unsere Haut Kollagen produziert.

Wie produziert die Haut Kollagen

Kollagenspezifität

Kollagen ist das wichtigste Strukturprotein der extrazellulären Matrix, die die Grundlage des Bindegewebes bildet. Es macht etwa 25-35% der Gesamtmenge an Proteinen im Körper aus. Kollagen besteht aus Aminosäuren, die miteinander verbunden sind und eine Dreifachhelix aus länglichen Fibrillen bilden. Fibrille ist die strukturelle Einheit von Kollagen. In Bündeln gesammelte Fibrillen bilden Kollagenfasern.

Kollagen hat eine ziemlich ungewöhnliche Aminosäurezusammensetzung, repräsentiert durch Glycin, Prolin, Hydroxyprolin und viele andere Aminosäuren, die nach einem streng definierten (natürlichen) Muster sequentiell angeordnet sind. In seinen Funktionen unterscheidet es sich stark von globulären und anderen Proteinen. Seine Fasern unterstützen die meisten Gewebe in unserem Körper. Mit seiner hohen Zugfestigkeit ist Kollagen ein Hauptbestandteil von Faszien, Knorpeln, Bändern, Sehnen, Knochen und natürlich der Haut. Zusammen mit Elastin ist es für die Festigkeit und Elastizität der Haut verantwortlich, und sein Abbau führt zum Auftreten von Falten.

Kollagen stärkt die Blutgefäße, spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung und Regeneration von Geweben. Die Kollagensynthese ist eine sehr energieintensive und komplexe Produktion für unseren Körper.

Kollagenspezifität wie produziert die Haut Kollagen

Merkmale der Kollagensynthese

Die Kollagensynthese beginnt mit der Bildung einer dreidimensionalen Kettenstruktur, die aus den Aminosäuren Glycin und Prolin besteht. Dadurch entsteht seine Vorstufe Prokollagen, die dann durch Anfügen von Hydroxylgruppen an die Aminosäuren Prolin und Lysin modifiziert wird. Dieses Stadium ist besonders wichtig für die nachfolgende Reifung des Kollagens: spätere Glykosylierung und Bildung der Tripelhelixstruktur.

Hydroxylierungsreaktionen (Addition von Hydroxylgruppen) werden durch spezifische Enzyme katalysiert. Insbesondere Prolinhydroxylase, die nur aktiv ist, wenn das Eisen in zweiwertiger Form vorliegt. Die zweiwertige Form von Eisen wird wiederum durch Ascorbinsäure bereitgestellt. Und wenn dem menschlichen Körper in diesem Stadium Vitamin C fehlt, dann wird der Hydroxylierungsprozess gestört, was einen erheblichen Einfluss auf die nachfolgenden Phasen der Kollagensynthese hat: die spätere Glykosylierung und die Bildung der Tripelhelixstruktur. Infolgedessen wird mehr lockeres, abnormales Kollagen synthetisiert, das seine Funktionen nicht erfüllen kann.

Hydroxylierungsreaktionen (Addition von Hydroxylgruppen) werden durch spezifische Enzyme katalysiert. Insbesondere Prolinhydroxylase, die nur aktiv ist, wenn das Eisen in zweiwertiger Form vorliegt. Die zweiwertige Form von Eisen wird wiederum durch Ascorbinsäure bereitgestellt. Und wenn dem menschlichen Körper in diesem Stadium Vitamin C fehlt, dann wird der Hydroxylierungsprozess gestört, was einen erheblichen Einfluss auf die nachfolgenden Phasen der Kollagensynthese hat: die spätere Glykosylierung und die Bildung der Tripelhelixstruktur. Infolgedessen wird mehr lockeres, abnormales Kollagen synthetisiert, das seine Funktionen nicht erfüllen kann.

Merkmale der Kollagensynthese Wie produziert die Haut Kollagen

Synthese von Kollagen

Die Kollagensynthese erfolgt innerhalb und außerhalb der Fibroblasten (Mesenchymzellen des Bindegewebes) in mehreren Stufen. Um den Leser nicht mit komplexen Begriffen zu überladen, beschreiben wir diese sehr schematisch.

Synthese von Kollagen in Fibroblasten:

  • auf Ribosomen wird entlang des rauhen endoplasmatischen Retikulums Präprokollagen (Kollagenvorläufer) gebildet, das ein Signalpeptid aufweist;
  • Präprokollagen wird in das Lumen des Retikulums freigesetzt;
  • Signalpeptide werden im Retikulum gespalten, verwandeln sich in Pro-Alpha-Ketten und bilden Prokollagen;
  • Hydroxylierung von Prokollagen;
  • Glykosylierung von Prokollagen;
  • eine dreifache alpha-helikale Struktur von Prokollagen wird gebildet;
  • Prokollagen wird zum Golgi-Apparat geleitet, wo es verpackt und in die extrazelluläre Umgebung abgegeben wird.

Kollagensynthese außerhalb des Fibroblasten:

  • Registrierungspeptide werden gespalten und Tropokollagen wird gebildet;
  • Fibrillen werden durch kovalente Vernetzung von Tropokollagen gebildet;
  • Fibrillen Assoziation.

Die Fibrillen sind etwa 300 nm lang und haben einen Durchmesser von 1,5 nm. Ihr Zusammenbau zu Kollagenfasern impliziert eine Fibrillogenese.

Synthese von Kollagen Wie produziert die Haut Kollagen

Fibrillogenese von Kollagenfasern

Die Assoziation von Kollagenfasern zu Fibrillen (Fibrillogenese) ist ein Selbstorganisationsprozess. Gleichzeitig bestehen Kollagenfibrillen aus mehreren Kollagenarten. Typ-I-Kollagen ist das häufigste strukturelle Makromolekül im menschlichen Körper – es macht etwa 90 % der Gesamtmenge an Kollagen aus.

Bis heute gibt es keinen Konsens über die Mechanismen der Fibrillogenese. Zahlreiche auf Primärforschung basierende Hypothesen stellen verschiedene Mechanismen dieses Prozesses auf. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Kollagenfibrillogenese in der Plasmamembran auftritt und ihren Ursprung im Stadium der Embryonalentwicklung hat. Gleichzeitig hat Kollagen eine Denaturierungstemperatur von 32-40 ° C, was mit der physiologischen Temperatur unseres Körpers übereinstimmt. Es ist nicht bekannt, wie Kollagen unter solchen Bedingungen in Geweben «überlebt» und seine Eigenschaften und seine Fähigkeit, Fibrillen zu bilden, behält. Die postulierte Lösung dieses Problems besteht darin, dass das neu gebildete Kollagen bis zum richtigen Zeitpunkt in Vakuolen gespeichert wird, die molekulare Aggregate enthalten, die die notwendige thermische Stabilität zur Unterstützung der Fibrillogenese bieten.

Fibrillogenese von Kollagenfasern Wie produziert die Haut Kollagen

Arten von Kollagen

In Bezug auf verschiedene Arten von Kollagen ist anzumerken, dass bis heute 30 Arten identifiziert und beschrieben wurden, die große Unterschiede untereinander aufweisen, was tatsächlich ihre Funktionen bestimmt. Gleichzeitig sind 5 Arten von Kollagen am häufigsten.

  • Typ I ist der Hauptbestandteil der Haut, Sehnen, Blutgefäße, Organe und des organischen Teils der Knochen.
  • Typ II ist der Hauptbestandteil des Knorpels.
  • Typ III ist der Hauptbestandteil retikulärer Fasern, die normalerweise zusammen mit Kollagen Typ I gefunden werden.
  • Typ IV – in der Linsenkapsel vorhanden, bildet eine Basalmembran zwischen Epidermis und Dermis.
  • Typ V – in Weichteilen, Plazenta und Blutgefäßen vorhanden.
  • Typ-I-Kollagen gilt als das archetypischste. Da es in der Natur ein trimeres Protein ist, setzt es sich ohne Unterbrechungen zu Tripelhelices zusammen. Durch Selbstorganisation zu Fibrillen weist Typ-I-Kollagen die höchste mechanische Festigkeit auf.

Arten von Kollagen Wie produziert die Haut Kollagen

Was beeinflusst den Auf- und Abbau von Kollagen?

Die Geschwindigkeit der Kollagensynthese wird von vielen Faktoren der inneren Umgebung des Körpers beeinflusst:

  • pH-Wert;
  • Körpertemperatur;
  • das Vorhandensein verschiedener Mikroorganismen im Körper;
  • ATP-Spiegel;
  • Ascorbinsäurespiegel;
  • der Gehalt an Glykosaminoglykanen, Harnstoff, Katecholaminen usw.

Die Kollagensynthese, ihr Abbau und die Fibrillogenese können mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ablaufen. Seine Indikatoren hängen von der Art des Bindegewebes ab und ändern sich bei einer Reihe von physiologischen Ursachen und pathologischen Zuständen des Körpers: Alter, Regenerationsrate, aseptische Entzündung, hormonelle Störungen, Vitaminmangel usw. In der Regel werden die Synthese von Kollagen und sein Zusammenbau zu Fibrillen in Gegenwart verschiedener innerer Prozesse, die mit dem Wachstum von Bindegewebe einhergehen, beispielsweise sklerotische Veränderungen in Blutgefäßen, chronische Entzündungen, Wundheilung, Verschmelzung, erheblich verstärkt Knochenbrüche usw. Eine interessante Tatsache ist, dass, wenn diese Prozesse reversibel sind, sie von einem starken Anstieg des Kollagenabbaus begleitet sein können. Dafür gibt es viele Beispiele - eine schnelle Abnahme des Kollagenspiegels in der Gebärmutter nach dem Ende der Schwangerschaft, Knochenabbau während einer Fraktur usw.

Was beeinflusst den Auf- und Abbau von Kollagen

Kosmetische Verfahren zur Verbesserung der Kollagensynthese

Angesichts der Tatsache, dass eine erhöhte Kollagensynthese unter«höherer Gewalt, traumatischen» Umständen für unseren Körper auftritt, die ihn zur Erholung zwingen, können wir die folgende Liste von Hardwareverfahren empfehlen.

Laserverfahren: fraktionierte Hauterneuerung; nicht-ablative fraktionierte Photothermolyse; Entfernung von Tätowierungen, Akne, Narben mit einem Pikosekundenlaser usw.

Gleichzeitig ist es wichtig, eine Abnahme des Ascorbinsäurespiegels zu verhindern und einen aktiven Lebensstil zu führen - eine notwendige Voraussetzung für die Produktion eines ausreichenden ATP-Spiegels. Und natürlich ist es notwendig, psycho-emotionale Belastungen zu vermeiden, da das daran beteiligte Cortisol bereits in den frühen Stadien der Kollagensynthese deren beschleunigten Abbau in Aminosäuren stimuliert. Vielleicht bemerken wir deshalb nach starkem Stress eine merkliche Verschlechterung des Hautzustands und sagen, dass wir 10 Jahre gealtert sind.

Kosmetische Verfahren zur Verbesserung der Kollagensynthese

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