Wie wird Kollagen definiert?

Kollagen ist ein wichtiges Protein für unseren Körper und kommt in vielen Geweben vor, von der Haut über die Knochen bis hin zu Muskeln, Sehnen und Blutgefäßen. Mit zunehmendem Alter nimmt unsere Produktion von Kollagen und Kollagenpeptiden auf natürliche Weise ab, was zu einer nachlassenden Hautfestigkeit, Gelenkschmerzen, brüchigen Knochen und einer Abnahme der Muskelmasse führen kann. Aus diesem Grund werden kollagenhaltige Nahrungsergänzungsmittel immer beliebter, da sie dabei helfen können, die natürliche Kollagenproduktion in unserem Körper anzuregen, und somit zahlreiche gesundheitliche Vorteile bieten. In diesem Artikel befassen wir uns mit den verschiedenen Arten von Kollagen, den Lebensmitteln, die Sie essen sollten, um die Kollagenproduktion anzukurbeln, und den Vorteilen von Kollagen für Haut, Gelenke, Muskelmasse und Herz-Kreislauf-Gesundheit.

Was ist Kollagen?

Kollagen ist ein faserförmiges Protein mit komplexer Struktur, das im Bindegewebe des menschlichen Körpers vorherrscht. Dieses Protein spielt eine wesentliche Rolle für den Zusammenhalt, die Elastizität und die Regeneration von Haut, Knochen, Knorpeln, Sehnen und anderen Bindegeweben. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Stärke und Flexibilität dieser Gewebe aufrechtzuerhalten, was für den Schutz und die Unterstützung der Organe von entscheidender Bedeutung ist.

Biochemisch gesehen besteht Kollagen hauptsächlich aus drei Aminosäuren: Glycin, Prolin und Hydroxyprolin. Diese einzigartige Zusammensetzung erleichtert die Bildung seiner Tripelhelixstruktur, die dem Kollagen seine widerstandsfähigen und geschmeidigen Eigenschaften verleiht. Darüber hinaus ist Kollagen das häufigste Protein bei Säugetieren und macht etwa 25% bis 35% des gesamten Körperproteins aus, was seine grundlegende Bedeutung für die Körperstruktur unterstreicht.

Welche Arten von Kollagen gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von Kollagen, die jeweils spezifische Funktionen und Lokalisationen im Körper haben. Von den über 28 identifizierten Typen sind die häufigsten :

• Typ I: Der am häufigsten vorkommende, der hauptsächlich in der Haut, den Sehnen, den inneren Organen und der organischen Matrix der Knochen vorkommt. Typ-I-Kollagen verleiht diesen Geweben Festigkeit und Elastizität.
• Typ II: Hauptsächlich im Knorpel zu finden. Es ist für den Erhalt und die Reparatur des Gelenkknorpels unerlässlich und wird häufig mit der Gesundheit der Gelenke in Verbindung gebracht.
• Typ III: In der Haut, den Muskeln und den Blutgefäßen lokalisiert. Er spielt eine Schlüsselrolle bei der Flexibilität des Gewebes und wird häufig in Verbindung mit Typ-I-Kollagen gefunden.
• Typ IV: In den Basalmembranen angesiedelt, ist dieser Kollagentyp wichtig für die Filtration und findet sich an Orten wie den Nieren.

Jeder Kollagentyp ist auf seine spezifische Funktion im Körper abgestimmt, sei es, um Festigkeit, Flexibilität oder strukturelle Unterstützung zu bieten. Das Verständnis dieser verschiedenen Typen ist entscheidend, nicht nur im Zusammenhang mit dem normalen Altern, sondern auch bei der Behandlung verschiedener Bindegewebserkrankungen und bei Anwendungen in der regenerativen Medizin.

Struktur von Kollagen

Aminosäurezusammensetzung

Die Molekularstruktur von Kollagen besteht im Wesentlichen aus Aminosäuren, den Grundeinheiten der Proteine. Drei Hauptaminosäuren charakterisieren das Kollagen: Glycin, Prolin und Hydroxyprolin. Diese Aminosäuren ordnen sich in einer bestimmten, sich wiederholenden Sequenz an, meist in der Form Gly-Pro-X oder Gly-X-Hyp, wobei ‘X’ eine andere Aminosäure sein kann. Diese spezielle Sequenz ist grundlegend für die Struktur und Funktion des Kollagens.

Glycin spielt als kleinste Aminosäure eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung der Tripelhelixstruktur des Kollagens. Seine geringe Größe ermöglicht enge Wicklungen der helikalen Struktur. Prolin und Hydroxyprolin hingegen induzieren Drehungen in der Aminosäurekette und erleichtern so die Bildung der dreifach helikalen Struktur. Die Hydroxylierung von Prolin, ein Prozess, für den Vitamin C benötigt wird, ist besonders wichtig, da sie die thermische Stabilität der Tripelhelix verstärkt.

Tripelhelix-Struktur

Die emblematische Struktur des Kollagens ist seine Tripelhelix. Jede Helix ist eine lange Polypeptidkette, und drei dieser Ketten rollen sich zusammen, um eine Superhelix zu bilden. Diese Konfiguration verleiht Kollagen eine hohe mechanische Festigkeit und geringe Elastizität, was für die strukturelle Unterstützung des Gewebes von entscheidender Bedeutung ist.

In dieser Dreifachhelix werden die Ketten durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Aminosäuren in jeder Kette stabilisiert. Diese Stabilität ist entscheidend, damit das Kollagen seine stützende Funktion im Bindegewebe erfüllen kann. Die Helices verbinden sich dann miteinander und bilden Fibrillen, die sich zu noch größeren Fasern zusammenschließen, die für die Struktur und Festigkeit von Geweben wie Haut, Knochen und Sehnen verantwortlich sind.

Veränderungen in der Aminosäuresequenz oder in der Bildung der Tripelhelix können zu Bindegewebserkrankungen führen. Beispielsweise kann eine Genmutation, die die Glycinproduktion beeinträchtigt, die Bildung der Tripelhelix stören und zu Zuständen wie der Osteogenesis imperfecta oder Glasknochenkrankheit führen.

Was ist der Unterschied zwischen Kollagen und Kollagenpeptiden?

Um die Vorteile von Kol lagen und Kollagenpeptiden richtig zu verstehen, ist es entscheidend, den Unterschied zwischen diesen beiden oft austauschbar verwendeten, aber grundlegend verschiedenen Begriffen zu erfassen.

Kollagen

Kollagen ist ein wichtiges Strukturprotein des Körpers und macht etwa 30% des gesamten Körperproteins aus. Es ist für den Zusammenhalt, die Elastizität und die Regeneration von Bindegeweben wie Haut, Knochen, Sehnen, Bändern und Blutgefäßen unerlässlich. Kollagen besteht aus langen Aminosäureketten, die in einer Dreifachhelix organisiert sind und dem Protein seine Festigkeit und Stabilität verleihen.

Die Kollagenpeptide

Kollagenpeptide sind Fragmente von Kollagen, die durch einen Prozess namens Hydrolyse gewonnen werden. Bei diesem Prozess werden die langen Kollagenketten in kürzere Segmente zerlegt, die vom Körper leichter aufgenommen werden können. Kollagenpeptide sind also kürzere Aminosäureketten als natives Kollagen, behalten aber die gleichen nützlichen biologischen Eigenschaften.

Die deutlichen Vorteile von Kollagenpeptiden

Einer der Hauptunterschiede zwischen Kollagen und Kollagenpeptiden liegt in ihrer Bioverfügbarkeit. Aufgrund ihrer kleineren Struktur werden Kollagenpeptide leichter vom Verdauungstrakt aufgenommen und können so effektiver in den Blutkreislauf eindringen. Dadurch erreichen sie schnell das Zielgewebe, wo sie die Produktion von neuem Kollagen anregen und die Reparatur und Regeneration des Gewebes fördern.

Was sollten wir zu uns nehmen, um unsere Kollagenproduktion anzukurbeln?

Der menschliche Körper produziert Kollagen auf natürliche Weise. Dieses Protein entsteht nämlich durch die Kombination mehrerer Aminosäuren wie Glycin, Hydroxyprolin und Arginin oder auch Prolin. Darüber hinaus müssen wir auch Nahrungsmittel zu uns nehmen, die reich an Vitamin C, Kupfer und Zink sind.

Hier sind einige Beispiele für Lebensmittel, die wir bevorzugen sollten, um ihre Produktion zu unterstützen:

• Eiweiß
• Milchprodukte
• Kohl
• Spargel
• Schwein
• Huhn
• Gelatine
• Rindfleisch
• Walnüsse
• Paprika
• Innereien
• Ölsaaten & Hülsenfrüchte

Eigenschaften von Nahrungsergänzungsmitteln auf Kollagenbasis

Nahrungsergänzungsmittel auf der Basis von Kollagenpeptiden erleben derzeit einen regelrechten Hype unter den Verbrauchern. Viele Menschen wollen die Gesundheit ihrer Haut und ihrer Gelenke erhalten und gleichzeitig den natürlichen Alterungsprozess verlangsamen. Nahrungsergänzungsmittel auf der Basis von Kollagenpeptiden werden als natürliche Lösung für diese Bedürfnisse angepriesen. Aber was sind die wahren Vorteile von Nahrungsergänzungsmitteln auf Kollagenbasis? Wie wirksam sind sie? In diesem Teil des Artikels geben wir einen Überblick über die Eigenschaften von Nahrungsergänzungsmitteln auf Kollagenbasis und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit.

Ihre Rolle beim Aufbau von Muskelmasse

Dieses Protein spielt auch eine wichtige Rolle beim Aufbau von Muskelmasse. Studien haben gezeigt, dass die Supplementierung mit Kollagen dazu beitragen kann, die Muskelmasse und die Kraft bei Personen zu erhöhen, die ein regelmäßiges körperliches Trainingsprogramm absolvieren.

Eine 12-wöchige Studie mit 27 Probanden, die an Sarkopenie litten, ergab, dass die Einnahme von 15 Gramm Kollagenpulver pro Tag als Ergänzung zu einem körperlichen Trainingsprogramm die Muskelmasse und die Kraft im Vergleich zu einem Placebo deutlich steigerte. Die Probanden in der mit Kollagen ergänzten Gruppe zeigten einen stärkeren Anstieg der Trockenmasse und der Muskelkraft sowie einen stärkeren Rückgang der Fettmasse.

Welche Vorteile hat Kollagen für die Haut?

Zahlreiche klinische Studien haben die Wirksamkeit von Kollagenpeptiden in verschiedenen Bereichen der Gesundheit belegt. Beispielsweise haben Untersuchungen gezeigt, dass die regelmäßige Einnahme von Kollagenpeptiden die Hautfeuchtigkeit und -elastizität erhöhen, Falten reduzieren und die Knochendichte verbessern kann. Im Gegensatz dazu gibt es weniger Studien zu nativem Kollagen, was hauptsächlich auf seine geringe Bioverfügbarkeit zurückzuführen ist, wenn es als Nahrungsergänzungsmittel eingenommen wird.

Kollagen ist auch für seine Vorteile für die Hautgesundheit bekannt. Tatsächlich ist Kollagen ein Schlüsselelement der Hautstruktur, das der Haut Festigkeit, Elastizität und Widerstandsfähigkeit verleiht. Im Laufe der Zeit baut sich das Kollagen in der Haut auf natürliche Weise ab, was zu einem Verlust an Festigkeit und Elastizität sowie zum Auftreten von Falten und feinen Linien führen kann.

Die Einnahme von Kollagenpräparaten kann dazu beitragen, die Haut zu stärken, indem sie die natürliche Kollagenproduktion des Körpers anregt. Studien haben gezeigt, dass die Einnahme von Kollagenpräparaten die Dichte und Festigkeit der Haut erhöhen, Falten reduzieren und den Feuchtigkeitsgehalt der Haut verbessern kann. Eine randomisierte Doppelblindstudie zeigte, dass die 12-wöchige Einnahme von Kollagenpräparaten bei Frauen im Alter von 35 bis 55 Jahren die Hautelastizität deutlich verbesserte und das Erscheinungsbild von Falten reduzierte.

Welche Vorteile haben Kollagenpeptide für das Herz?

Die Vorteile beschränken sich nicht nur auf die Gesundheit von Haut und Gelenken, sondern erstrecken sich auch auf die Gesundheit des Herz-Kreislauf-Systems. Kollagen spielt nämlich eine entscheidende Rolle für die Gesundheit der Arterien, indem es ihnen Struktur, Geschmeidigkeit und Elastizität verleiht.

Studien haben gezeigt, dass Kollagentripeptide, Proteinfragmente aus Kollagen, bei gesunden Menschen zur Vorbeugung und Behandlung vonAtherosklerose beitragen können. Eine Studie an 31 gesunden Probanden ergab, dass die sechsmonatige Einnahme von Kollagentripeptiden die arterielle Steifigkeit und den systolischen Blutdruck, zwei Hauptrisikofaktoren für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, deutlich senkte. Andere Studien legten außerdem nahe, dass die Einnahme von Kollagen dazu beitragen kann, Entzündungen zu reduzieren, den Cholesterinspiegel zu verbessern und die Bildung von Blutgerinnseln zu verhindern.

Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Studien zu den Vorteilen von Kollagen für die kardiovaskuläre Gesundheit noch begrenzt sind und weitere Forschungsarbeiten erforderlich sind, um diese Ergebnisse zu bestätigen. Diese ermutigenden Ergebnisse legen jedoch nahe, dass die Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln zur Aufrechterhaltung einer optimalen kardiovaskulären Gesundheit beitragen kann, indem sie der Struktur und Flexibilität der Arterien zusätzliche Vorteile verschafft.

Kollagen und Knochendichte

Kollagen spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Knochengesundheit, indem es eine starke Struktur für die Knochen bereitstellt. Wie bei der Haut und dem Bindegewebe nimmt seine Produktion in den Knochen mit zunehmendem Alter ab, was zu einem Verlust der Knochendichte und einem erhöhten Risiko für Knochenbrüche führen kann.

Studien haben gezeigt, dass die Einnahme von Kollagenpräparaten dazu beitragen kann, die Knochendichte zu verbessern und den mit Osteoporose verbundenen Knochenabbau zu verhindern. Eine Studie an postmenopausalen Frauen ergab, dass die 12-monatige Einnahme von Kollagen die Knochenmineraldichte signifikant verbesserte und das Risiko von Knochenbrüchen senkte. Andere Studien legten außerdem nahe, dass es helfen könnte, Entzündungen in den Knochen zu reduzieren und die Produktion neuer Knochenzellen anzuregen.

Aber wie sieht es dann mit Gelenkschmerzen aus? Es stimmt, dass die meisten Studien darauf hindeuten, dass die Einnahme von 10 Gramm täglich in Pulverform ausreichen würde, um den Zustand der Gelenke zu verbessern: sowohl die Flexibilität als auch den Komfort der Gelenke. Es würde also dazu beitragen, die Unversehrtheit des Knorpels zu erhalten.

Produziert der Körper mit zunehmendem Alter Kollagen?

Die Ursachen des Kollagenabbaus

Der Kollagenabbau ist ein natürlicher Prozess, der von mehreren Faktoren beeinflusst wird, von denen der Alterungsprozess der bedeutsamste ist. Mit zunehmendem Alter verlangsamt sich die Kollagensynthese, während die Aktivität von kollagenabbauenden Enzymen wie Kollagenasen zunimmt. Diese verminderte Produktion und der erhöhte Abbau führen insgesamt zu einer Verringerung der Kollagenmenge im Körper und beeinträchtigen so die Integrität des Gewebes.

Neben dem Alterungsprozess tragen auch andere externe Faktoren zum Abbau von Kollagen bei. Die UV-Strahlung der Sonne ist einer der Hauptschuldigen, da sie zur Bildung von freien Radikalen führt, die das Kollagen schädigen. Rauchen und Umweltverschmutzung sind ebenfalls dafür bekannt, den Kollagenabbau zu beschleunigen, indem sie den oxidativen Stress im Körper erhöhen.

Darüber hinaus spielen die Ernährungsgewohnheiten eine nicht zu unterschätzende Rolle. Eine Ernährung, die arm an für die Kollagensynthese wichtigen Nährstoffen wie Vitamin C, Kupfer und Proteinen ist, kann die Kollagenproduktion hemmen. Darüber hinaus kann der übermäßige Verzehr von Zucker und bestimmten verarbeiteten Lebensmitteln die Glykation fördern, einen chemischen Prozess, der das Kollagen versteift und seine Elastizität verringert.

Auswirkungen auf den Körper

Der Kollagenabbau hat mehrere sichtbare und unsichtbare Auswirkungen auf den Körper. In ästhetischer Hinsicht macht er sich durch Alterungserscheinungen wie Falten, Verlust der Festigkeit und Elastizität der Haut und einen fahlen Teint bemerkbar. Diese Abnahme des Kollagens in der Haut führt zu einem Verlust der Hautstruktur und des Hautvolumens, was sich besonders in Bereichen mit dünner Haut wie dem Gesicht und dem Hals bemerkbar macht.

Abgesehen von den ästhetischen Auswirkungen wirkt sich der Kollagenabbau auch auf die strukturelle Gesundheit des Körpers aus. Er kann zu einer Verringerung der Knochendichte führen, wodurch sich das Risiko einer Osteoporose erhöht. Auch die Gelenke können betroffen sein, wobei die Flexibilität und Beweglichkeit abnimmt, was potenziell zu Erkrankungen wie Arthrose führen kann.

In den Blutgefäßen kann der Kollagenabbau die Elastizität der Gefäßwände verringern, was zu Herz-Kreislauf-Problemen beiträgt. Auch in den inneren Organen kann ein Kollagenmangel die Funktion der Organe beeinträchtigen, indem er ihre Struktur und Integrität verändert.

Quellen:

1. https://www.scielo.br/j/rbgg/a/fk95TfhxB7mPsmqYRDdHH8K/?format=pdf&lang=en
2. Biochemie, Kollagensynthese – StatPearls – NCBI Bookshelf (nih.gov)
3. Physiologie, Konnektives Gewebe – StatPearls – NCBI Bookshelf (nih.gov)
4. [Postmenopausal osteoporosis. Behandlung mit Calcitonin und einer an Kollagenproteinen reichen Ernährung] – PubMed (nih.gov)
5. westjmed00108-0076b.pdf (nih.gov)
6. Physiologie, Bindegewebe – StatPearls – NCBI Bookshelf (nih.gov)