คอลลาเจน: คืออะไร ประเภทและลักษณะเฉพาะ

สิ่งมีชีวิตประกอบด้วยสารเคมีต่างๆ มากมาย (ระหว่าง 25 ถึง 30) แต่ 96% ของมวลเซลล์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางชีวภาพดังต่อไปนี้ สิ่งที่จำเป็น: คาร์บอน (C) ไฮโดรเจน (H) ออกซิเจน (O) กำมะถัน (S) ไนโตรเจน (N) และฟอสฟอรัส (P) ซึ่งมีมากในอินทรียวัตถุที่มีชีวิตมากกว่าองค์ประกอบอื่นๆ ของเปลือกโลก ที่ดิน.

โปรตีน โมเลกุลขนาดใหญ่ที่เกิดจากสายโซ่เชิงเส้นของกรดอะมิโน เป็นพื้นฐานของเนื้อเยื่อที่มีชีวิตทั้งหมดเนื่องจากพวกมันเป็นตัวแทนของโปรโตพลาสซึมของเซลล์ที่ขาดน้ำถึง 80% และน้ำหนักแห้ง 50% ของเนื้อเยื่อทั้งหมดในร่างกาย ยีนซึ่งอยู่ในนิวเคลียสในรูปของโครโมโซม เข้ารหัสผ่านลำดับกรดนิวคลีอิกเพื่อสังเคราะห์โปรตีนเฉพาะ ต้องขอบคุณกลไกการถอดความและการแปล รหัสพันธุกรรมจึงกลายเป็นองค์ประกอบการทำงานที่หล่อหลอมร่างกายของเรา

มีการระบุกรดอะมิโนประมาณ 500 ชนิด แต่มีเพียง 20 ชนิดเท่านั้นที่เป็นส่วนหนึ่งของโปรตีนในสิ่งมีชีวิตของมนุษย์ นั่นคือ กรดอะมิโนเหล่านี้ถูกเข้ารหัสในระดับพันธุกรรม ไม่ว่าในกรณีใด จำนวนของกรดอะมิโนที่เชื่อมต่อกัน ลำดับที่แต่ละกรดอะมิโนถูกวาง โครงสร้าง ของโซ่และกลุ่มเทียม (ไม่ใช่โปรตีน) ให้โปรตีนหลากหลายชนิดที่เข้าใจยากในตัวเดียว สิ่งมีชีวิต วันนี้เราบอกคุณทุกอย่างเกี่ยวกับหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุด:

คอลลาเจน.

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ผิว 4 ประเภท (และวิธีดูแล)"

คอลลาเจนคืออะไร?

คอลลาเจนนั้น โปรตีนเส้นใยที่มีมากที่สุดในเมทริกซ์นอกเซลล์และเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน. เป็นองค์ประกอบหลักอย่างหนึ่งของผิวหนังและกระดูก ดังนั้นจึงครอบคลุมประมาณ 25% ของมวลโปรตีนในสิ่งมีชีวิตของมนุษย์ นอกจากนี้ยังพบในเส้นเอ็น เอ็น และกระดูกอ่อน ขึ้นอยู่กับระดับของแร่ธาตุ คอลลาเจนสามารถแข็ง อ่อนตัว หรืออยู่ระหว่างนั้น

คอลลาเจนเป็นโปรตีน ดังนั้นจึงประกอบด้วยกรดอะมิโน กรดอะมิโนเป็นหน่วยย่อยของโปรตีนพื้นฐานที่เชื่อมกันด้วยพันธะเปปไทด์: เมื่อ เชื่อมโยงตั้งแต่ 2 ถึง 10 สารประกอบนี้เรียกว่าเปปไทด์ จาก 10 ถึง 50 เป็นโพลีเปปไทด์ และจาก 50 เรียกว่า a โปรตีน. รหัสพันธุกรรมเป็นรหัสสากล ซึ่งหมายความว่าข้อมูลที่เข้ารหัสตำแหน่งของกรดอะมิโนเมื่อสร้างโปรตีนจะเหมือนกันในสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

โดยทั่วไปแล้ว โปรตีนที่พิเศษมากนี้อยู่ในรูปของเกลียวสามสาย ซึ่งประกอบด้วยสายพอลิเพปไทด์ α1 สองสายที่เหมือนกัน และอีกสายหนึ่งที่แตกต่างกันเล็กน้อย (α2) บรรทัดฐานการทำซ้ำที่พบบ่อยที่สุดของคอลลาเจนมีดังนี้:

Glycine-proline-X // ไกลซีน-เอ็กซ์-ไฮดรอกซีโพรลีน

ควรสังเกตว่า "X" คือกรดอะมิโนใดๆ ที่ไม่ใช่ 3 ตัวดังกล่าว เนื่องจากโครงสร้างนี้คอลลาเจน อุดมไปด้วยกรดอะมิโนไกลซีน โพรลีน และไฮดรอกซีโพรลีน. เหนือสิ่งอื่นใด กรดอะมิโนตัวสุดท้ายนี้ทำให้กรดอะมิโนแตกต่างจากองค์ประกอบโปรตีนอื่นๆ เนื่องจากไม่ปกติที่โปรตีนจะมีไฮดรอกซีโพรลีนจำนวนมากในโครงกระดูกพอลิเปปไทด์ ตัวอย่างเช่น คอลลาเจนของมนุษย์ประกอบด้วยไกลซีน 329 หน่วย โพรลีน 126 หน่วย และไฮดรอกซีโพรลีน 95 หน่วยต่อกรดอะมิโน 1,000 ตัวที่ตกค้าง

• คุณอาจสนใจ: "เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน: ลักษณะและประเภทคืออะไร"

ประเภทคอลลาเจน

เราได้พูดถึงคอลลาเจนว่าเป็นโปรตีนที่มีลักษณะเฉพาะและคงตัว แต่ไม่มีอะไรจะเกินความจริงไปกว่านี้อีกแล้ว ขึ้นอยู่กับชนิดของสายโซ่ที่มีอยู่ การจัดเรียง ตำแหน่งที่ตั้ง และความสัมพันธ์กับองค์ประกอบอื่น ๆ สามารถตรวจจับคอลลาเจนประเภทต่าง ๆ ได้. ในหมู่พวกเขา เราเน้นสิ่งต่อไปนี้:

• คอลลาเจน Type I, α1, α1, α2(I): สร้าง 90% ของคอลลาเจนในร่างกาย พบในผิวหนัง กระดูก เส้นเอ็น เอ็น เนื้อฟัน และกระจกตา
• คอลลาเจน Type II, [α1(II)]3 สายโซ่: พบในกระดูกอ่อนไฮยาลิน, น้ำเลี้ยงวุ้นตา, และโนโทคอร์ด ซึ่งเป็นสายกระดูกอ่อนของคอร์ดซึ่งพัฒนาในคอลัมน์กระดูกสันหลังในมนุษย์
• คอลลาเจน Type III, [α1(III)]3 สายโซ่: อยู่ในผิวหนัง ในหลอดเลือด และเป็นส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อของอวัยวะภายใน
• คอลลาเจน Type V, α1, α1, α2-α3(V): ผิวหนัง กระดูก รก และเยื่อหุ้มของทารกในครรภ์
• คอลลาเจน Type X, [α1(X)]3 สายโซ่: ในขณะที่สายโซ่ที่กล่าวถึงจนถึงตอนนี้ปรากฏอยู่ในรูปของเส้นใย สายโซ่นี้จะสร้างเครือข่ายหกเหลี่ยม เป็นส่วนหนึ่งของกระดูกที่กำลังก่อสร้าง
• สายโซ่ Collagen XIV, α1(XIV)3: พบร่วมกับเส้นใย โดยเฉพาะในผิวหนัง กระจกตา และกระดูกอ่อนผิวข้อ

เราสามารถยกตัวอย่างต่อไปได้ เนื่องจากเราทิ้งคอลลาเจน IV, VI, VII, VIII, IX, XI, XII และอื่นๆ ไว้ในที่มืด เนื่องจากมีทั้งหมด 22 ตัว ไม่ว่าในกรณีใด แนวคิดนี้ชัดเจน: โปรตีนนี้ ประกอบด้วยโซ่ประเภทต่าง ๆ และขึ้นอยู่กับการจัดเรียง (เส้นใย เครือข่าย เครือข่ายหกเหลี่ยมที่เกี่ยวข้องกับเส้นใยหรือเมมเบรน) สามารถนับคอลลาเจนได้หลายประเภทพร้อมฟังก์ชันการทำงานที่แตกต่างกัน

• คุณอาจสนใจ: "โปรตีน 20 ชนิดและหน้าที่ในร่างกาย"

ลักษณะทั่วไป

คำศัพท์เฉพาะดังกล่าวอาจสร้างความสับสนได้มาก เนื่องจากง่ายต่อการหลงทางระหว่างสายโซ่ โพลีเปปไทด์ และโซนการสังเคราะห์ ด้วยเหตุนี้เราจึงรวบรวม ชุดของแนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับคอลลาเจนในรายการต่อไปนี้:

• คอลลาเจนทุกประเภทนำเสนอบรรทัดฐานซ้ำ ๆ ของ glycine-proline-X และประกอบด้วยสายโซ่ 3 สายที่เชื่อมต่อกันซึ่งมีลักษณะแตกต่างกันในแต่ละกรณี
• คอลลาเจนประเภทต่างๆ แตกต่างกันโดยหลักแล้วความสามารถในการสร้างเส้นใย เครือข่าย หรือเพื่อจุดประสงค์ในการทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างพวกมัน
• คอลลาเจนส่วนใหญ่ในร่างกายถูกจัดเรียงในรูปของเส้นใยและจัดอยู่ในประเภทของคอลลาเจนประเภทที่ 1
• คอลลาเจนไม่ได้ถูกสังเคราะห์โดยตรง เนื่องจากมันถูกสร้างในรูปของโปรคอลลาเจน แล้วจึงผ่านกระบวนการไกลโคซิเลชันและก่อให้เกิดเกลียวสามส่วนในภายหลัง
• เส้นใยคอลลาเจนมีความต้องการทางสัณฐานวิทยาที่เฉพาะเจาะจงมาก ดังนั้นจึงไวต่อการกลายพันธุ์ สิ่งนี้สามารถแปลเป็นภาพทางคลินิกต่างๆ

คอลลาเจนมีหน้าที่อะไร?

คอลลาเจนคือคุณหนึ่งในส่วนหลักของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เนื่องจากมันถูกสังเคราะห์และหลั่งโดยไฟโบรบลาสต์ซึ่งมีอยู่มากในเนื้อเยื่อเหล่านี้ ตามชื่อของมันบ่งชี้ว่า (เกี่ยวพัน, เชื่อมต่อ) คอลลาเจนและส่วนอื่น ๆ ของร่างกายเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับเนื้อเยื่อเหล่านี้ มีจุดประสงค์เพื่อเชื่อมต่อโครงสร้างของร่างกายและยึดเข้าด้วยกัน จึงทำให้เกิดรูปร่างสามมิติของร่างกาย มนุษย์.

คอลลาเจน มีความต้านทานแรงดึงสูง ซึ่งทำให้เป็นตัวหลักในการสร้างส่วนของพังผืด กระดูกอ่อน เอ็น ผิวหนัง เส้นเอ็น และกระดูก. นอกจากนี้ เมื่อรวมกับเคราตินและอิลาสตินแล้ว ก็เป็นสาเหตุของการเกิดพลาสติกและการเปลี่ยนรูปของผิวหนัง นอกเหนือจากประเภทที่ 1 แล้ว คอลลาเจน XVII เป็นอีกหนึ่งส่วนที่สำคัญที่สุด เนื่องจากเป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างชั้นหนังแท้และชั้นหนังกำพร้า

นอกจากนี้ ควรสังเกตว่าคอลลาเจนอยู่คู่กับเรานอกเหนือจากขมิ้นอ้อยและผิวหนัง เนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของ โครงสร้างที่สำคัญในระหว่างการพัฒนาของทารกในครรภ์ หลอดเลือด หมอนรองกระดูกสันหลัง และแม้กระทั่ง กระจกตา. สโตรมาซึ่งเป็นส่วนที่หนาที่สุดของกระจกตาประกอบด้วยเส้นใยคอลลาเจนประมาณ 200 เส้นที่เชื่อมต่อกัน หากไม่มีโปรตีนนี้ การมองเห็นอย่างถูกต้องคงเป็นไปไม่ได้

ด้วยเหตุผลทั้งหมดนี้ ไม่น่าแปลกใจที่การกลายพันธุ์จำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับยีนเข้ารหัสคอลลาเจนส่งผลให้เกิดโรคร้ายแรง. นอกจากนี้ เนื่องจากการกลายพันธุ์แบบเส้นเดี่ยวอาจส่งผลต่อเส้นใยคอลลาเจนที่แข็งแรง การกลายพันธุ์เหล่านี้ถือเป็นลักษณะเด่น (แสดงออกมาแม้ว่าจะมียีนหนึ่งในสองชุดก็ตาม โกรธ). โรคกระดูกสันหลังอักเสบยึดติด, โรคผิวหนังอักเสบ, โรคหนังแข็ง, โรคข้ออักเสบสะเก็ดเงิน และโรคอื่นๆ อีกมากมายมีความเกี่ยวข้องกับคอลลาเจนไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง

สรุป

โดยสรุปแล้ว คอลลาเจนเป็นโปรตีนชนิดหนึ่งที่มีรูปแบบแตกต่างกันได้ถึง 22 รูปแบบ ขึ้นอยู่กับสายโซ่ ที่ประกอบขึ้นเป็นลำดับของกรดอะมิโน ความสัมพันธ์กับองค์ประกอบอื่นๆ ของเซลล์ และตำแหน่งของ ที่ตั้ง. แม้ว่าเส้นใยคอลลาเจนมากถึง 9 ใน 10 จะเป็นประเภทที่ 1 แต่พวกมันล้วนมีบทบาทสำคัญในการมีสุขภาพที่ดีในระยะยาว

นอกจากนี้ คอลลาเจนยังเป็นส่วนหนึ่งของผิวหนัง ดังนั้นจึงมักเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ต่อต้านริ้วรอยและครีมคืนความอ่อนเยาว์ อายุที่มากขึ้น การสูบบุหรี่ การสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตและเหตุการณ์อื่นๆ สามารถลดการผลิตได้ ของคอลลาเจนและเสื่อมสภาพที่มีอยู่ซึ่งก่อให้เกิดริ้วรอยและลักษณะทั่วไปในช่วงวัยชรา