КОЛЛАГЕН - жизненно важный белок
В организме коллаген образуется из его предшественника, именуемого проколлагеном. Проколлаген имеет молекулярный вес 120,000. Дробление одной или нескольких пептидных связей проколлагена образует коллаген, который имеет три субъединицы, каждая с молекулярным весом 95,000; поэтому, молекулярный вес коллагена - 285,000. Эти три субъединицы закручиваются как спирали вокруг удлиненной прямой оси. Длина каждой субъединицы - 2,900 ангстрема, а ее диаметр - приблизительно 15 ангстремов. Эти три цепи накладываются так, чтобы трехспиральная структура не имела никаких четких предельных размеров.
Поскольку это белок, то возникает вопрос: не является ли он пищевым белком, и каков его аминокислотный состав. Взгляните на табличку.
Состав коллагена (процентное содержание аминокислот в коллагене)
| Лизин | 2,60 |
| Гистидин | 0,42 |
| Аргинин | 4,45 |
| Аспартовая кислота | 4,90 |
| Треонин | 1,87 |
| Серин | 3,87 |
| Глутаминовая кислота | 7,19 |
| Пролин | 11,82 |
| Глицин | 33,50 |
| Аланин | 10,93 |
| Валин | 2,02 |
| Метионин | 0,61 |
| Изолейцин | 1,36 |
| Лейцин | 2,66 |
| Тирозин | 0,52 |
| Фенилаланин | 1,31 |
| Гидроксипролин | 9,21 |
| Гидроксилизин | 0,76 |
Вы видите, что коллаген отличается от всех остальных протеинов, особенно пищевых, высоким содержанием пролина и гидроксипролина. Гидроксипролин не обнаруживается в столь значительных количествах ни в одном другом белке, кроме эластина. Пролин в коллагене присутствует в основном в последовательности глицин-пролин-X, где X часто представлен аланином или гидроксипролином. Коллаген не содержит цистина или триптофана и, следовательно, не может заменять другие протеины в диете. Присутствие оксипролина и оксилизина разительно отличает его от других белков в живых организмах (эти аминокислоты не встречаются в составе других белков). Роль этих аминокислот необычайно важна в стабилизации трехспиральной конформации молекул коллагена.
Многие годы коллаген считался нерастворимым в воде и, поэтому, неусвояемым. Причиной этого является то, что нативный коллаген, т.е. коллаген, поступающий в организм из пищевых продуктов, сопротивляется воздействию трипсина, содержащегося в желудочной среде, однако, он гидролизуется бактериальным ферментом коллагеназой. Когда же коллаген кипятят в воде, тройной завиток его структуры разрушается, и субъединицы частично гидролизуются, а продуктом этого становится желатин. Развернутые цепи пептидов желатина захватывают большие количества воды, приводя к образованию гидратированных молекул.
Дальнейшее изучение коллагена показало, что он подвергается процессу старения в живых организмах, что может быть вызвано формированием поперечных связей между волокнами коллагена. Они образуются за счет преобразования некоторых боковых цепей лизина в альдегиды. Белок эластин, который содержится в упругих волокнах соединительной ткани, содержит подобные поперечные связи и может образовываться путем комбинации волокон коллагена с другими протеинами. Когда образованные за счет поперечных мостиков коллаген или эластин расщепляются, образуются продукты поперечно связанных фрагментов лизина. Соединительная ткань в результате этого становится менее эластичной.
Биосинтез коллагена и последующее образование фибрилл и волокон соединительной ткани - сложный, многоступенчатый и относительно медленный процесс (поэтому столь медленно заживают травмы соединительных тканей и хрящей, особенно у взрослых). Исследования показали, что гидроксилирование пролина и лизина осуществляется специальными ферментами в присутствии атмосферного кислорода, ионов железа, аскорбиновой кислоты, D-кетоглутарата, как активатора ферментов. Нарушение отдельных стадий этого процесса - в случае блокады или недостатка вышеперечисленных факторов - приводит к синтезу атипичного, легкоразрушающегося коллагена. Так, недостаток витамина С тормозит гидроксилирование пролина и лизина, и поэтому служит причиной такого тяжкого заболевания, как цинга. В случае других нарушений возникают такие заболевания, как ревматоидный артрит, остеоартроз, склеродермия и ряд других не менее тяжелых заболеваний. Коллаген - общее название соединительно-тканного белка. Существует несколько типов коллагена. Так, например, коллаген типа III - важный поддерживающий компонент соединительной ткани легких, кровеносных сосудов и кишечника, а коллаген типа IV играет важную роль в сохранении целостности эпителиальных и эндотелиальных клеточных оболочек.
Что нужно для того, чтобы в организме не происходило сбоев цикла образования и обновления коллагена? Конечно же, самым важным фактором, необходимым для построения полноценной молекулы коллагена, являются структурные субъединицы белка - аминокислоты, образующиеся в результате расщепления белков пищевых продуктов.
Вы, безусловно, знаете, что существует около трех десятков аминокислот, являющихся пищевыми факторами. В организме многие из них синтезируются в печени. Однако, некоторые аминокислоты не могут синтезироваться в организме, и человек должен получать их с пищей. Незаменимыми для человека являются следующие аминокислоты: гистидин, изолейцин, лейцин, валин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин и триптофан. В организме постоянно идет процесс синтеза белков, и в случае отсутствия хотя бы одной незаменимой аминокислоты образование белков приостанавливается.
Белковая молекула является сложной, достаточно стабильной биологической структурой. Поэтому требуется от 5 до 15% энергии, необходимой человеку в сутки, для того, чтобы расщепить белковую молекулу на входящие в ее состав аминокислоты. Заметьте, это касается людей, ведущих малоподвижный образ жизни. Предположим, вы занимаетесь физической культурой или спортом, следите за своим телосложением и путем физических упражнений не даете себе "расслабляться". Итог - энергозатраты вашего организма значительно возрастают, а вместе с ними растет и потребность в пластическом материале, в том числе и в коллагене.
У активных спортсменов возникает еще более сложная дилемма: с одной стороны, для восстановления мышечной массы необходимо постоянно пополнять запасы белка вместе с пищей, с другой стороны, прием пищи сопровождается процессом пищеварения (переваривания пищи с помощью протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта). Это занимает длительное время и отнимает значительное количество энергии, необходимой для восстановления и совершенствования спортивной формы.
Воспроизведение процесса пищеварения in vitro (вне организма) путем гидролиза белков дало возможность получать комплекс природно-сбалансированных продуктов расщепления белка (аминокислоты, полипептиды, витамины) в свободном виде. Полученные таким путем аминокислоты не нуждаются в переваривании, абсорбируются непосредственно в кровоток и принимают участие в построении белка. После приема внутрь они быстро всасываются. Это явилось основой создания многих протеиновых пищевых добавок, которые Вам знакомы. Но обеспечивает ли хорошо сбалансированная, богатая биологически ценным белком диета адекватное количество коллагена? К сожалению - нет, в силу уникальности аминокислотного профиля коллагена. Тогда есть ли возможность добавлять в диету продукт, содержащий повышенное количество коллагена? Есть ли возможность обеспечить полное усвоение коллагена? Ведь мы знаем, что он в чистом виде практически не усваивается. На эти вопросы мы сейчас готовы ответить утвердительно.
Но об этом позднее, а пока давайте посмотрим на то, как коллаген используется специалистами за рубежом.
Известно, что коллаген входит в состав синовиальной жидкости, которая предназначена для снижения трения в суставах. Французские ученые предложили использовать коллаген в технике. Они вводят коллаген в смесь порошков меди, асбеста и смолы. Из этой смеси средствами порошковой металлургии изготавливают подшипники, износостойкость которых в десять раз выше, чем у обычных подшипников. Представляете, что происходит с вашими суставами, когда в организме недостает коллагена?
Дерматолог из Беверли Хиллз, доктор Дэйвид Эмрон, установил, что злоупотребление солнечным светом при загорании отрицательно влияет на содержащиеся в коже коллагеновые волокна, приводя к преждевременному появлению морщин и старению кожи. Эмрон считает, что воздействия одних антиоксидантов, которые используются в составе кремов для кожи и при приеме внутрь, недостаточно. Нужен дополнительный, "свежий" коллаген.
Еще один специалист из Беверли Хиллз, дерматолог Стюарт Каплан, полагает, что только коллаген способен "сгладить" формирующиеся в ходе жизни человека морщинки на коже. Опыт этих специалистов с коллагеном в виде инъекций показал, что отдельные люди испытывают острую аллергическую реакцию на эти процедуры, чего не происходит с коллагеном, принимаемым внутрь в виде гидролизата. Вот теперь мы уже ближе к ответам на вопросы, поставленные выше!
Доктор Дебра Джейлмэн, дерматолог из Нью-Йорка, обнаружила тесную связь развития целлюлита с ослаблением коллагеновых элементов, прикрепляющих кожу к лежащим под нею структурам и поддерживающих кожу в гладком, натянутом состоянии. Обогащение питания усвояемым коллагеном считается одним из самых современных и эффективных средств избавления прекрасной половины человечества от этого неприятного явления.
Практически все специалисты, изучавшие коллаген, сходятся в мысли, что уменьшение гибкости и подвижности в суставах с возрастом - это следствие "старения" коллагена в составе соединительных тканей.
Американские клиницисты имеют достаточно богатый опыт лечения ревматоидных артритов путем перорального применения коллагена (внутрь). Теперь вспомните о тех болях в суставах, которые сопровождают Ваши напряженные тренировки, и Вам станет легче принять решение в пользу дополнения диеты коллагенсодержащими препаратами.
Но хватит теории и зарубежной практики. Теперь мы имеем возможность, как вы уже догадываетесь, помочь всем желающим в решении проблем, связанных с недостаточностью коллагена в организме. Мы не стали бы писать об этом столь подробно, если бы не тот факт, что напряженные тренировки, особенно связанные со скоростно-силовыми проявлениями и высокой потребностью в пластическом материале (белке), неминуемо ведут к определенному дисбалансу между скоростью роста силы мышц и прочностью сухожильных и связочных структур. Увеличение суммарной тяги всех растущих в поперечнике мышечных волокон позволяет вам развивать более значительные усилия, но медленно растущие сухожильные и связочные ткани уже не способны выдерживать растущий стресс, и, вследствие этого, в точках прикрепления сухожилий и связок к костям возникает воспалительный процесс. Он может быть вялым, и тогда хорошая разминка и использование согревающих мазей может стать определенным, хотя и временным, спасением. Но порой этот процесс становится острым, и тогда режущая боль настигает вас не только во время выполнения любимых приседов, трицепсовых жимов и других упражнений. Она заставляет вас ворочаться и просыпаться по ночам, а уж учащение болей во время резкого изменения погодных условий превращает вас в квалифицированного синоптика. И здесь, к сожалению, есть весьма неприятный аспект: в сухожильной и связочной ткани, равно как и в хрящах, нет кровеносных сосудов. Так что рекомендации хорошенько разминаться, чтобы улучшить кровоснабжение суставов и избежать болезненности колен, локтей или плечевых суставов, оказываются действенными далеко не на все 100%. Соединительная ткань, состоящая частично из коллагена лишена капиллярной сети и питается не по законам омывания ее кровью, богатой нутриентами, а по законам осмоса. Следовательно, имея в окружающих жидких средах повышенное количество коллагена и всех тех веществ, которые улучшают восстановление и образование соединительных тканей и хрящей, вы можете решить эту проблему. Нет там коллагена - и вы обречены, как минимум, на хроническую болезненность, а по максимуму - на развитие ревматоидной или артрозной симптоматики.
Перейдем от науки к живой практике. Теперь у вас есть выбор. Линия специализированных продуктов для спортсменов "IRONMAN" предлагает новый уникальный продукт - "IRONMAN Коллаген". Это - сухой белковый концентрат, состоящий из тех аминокислот, которые образуют соединительные ткани в организме (хрящи, сухожилия, связки, кожу, суставные сумки) и коллагена, с добавлением аминокислот оксипролина и оксилизина, аминокислот свободных форм, помогающих строить эти ткани, а также активных пептидов, оптимизирующих восстановление соединительных тканей. "IRONMAN Коллаген" является ферментативным (протеолитическим) продуктом, а именно гидролизатом коллагена, который только в таком виде усваивается организмом и содержит все аминокислоты этого белка в природносбалансированной форме, в том числе все незаменимые для человека. Рекомендуется принимать "IRONMAN Коллаген" по 5 г (чайная ложка сухого порошка), растворив ее в 200 мл фруктового сока, воды или молока, вместе с последней предтренировочной порцией пищи.
Для тех, кто желает превратить прием дополнительного коллагена в удовольствие, предлагается сухой напиток "Лидер Коллаген". Он содержит следующие аминокислоты (г/г сухого продукта), принимающие активное участие в метаболизме мышечной и соединительной ткани: изолейцин (0,021), лейцин (0,041), валин (0,028) - незаменимые аминокислоты, относящиеся к разветвленным аминокислотам. Действуя вместе, они защищают мышечные ткани и являются источником энергии, а также способствуют восстановлению костей, кожи, мышц, поэтому они особенно важны в восстановительный период после травм и операций. Треонин (0,021) очень важен для синтеза коллагена и эластина. Фенилаланин (0,027) используют для лечения артритов, депрессий, он влияет на настроение, уменьшает боль, улучшает память. Лизин (0,038) необходим для нормального формирования костей, способствует усвоению кальция, участвует в формировании коллагена и восстановлении тканей. Важен в восстановительный период после операций и спортивных травм. Гистидин (0,012) способствует росту и восстановлению тканей, защищает от радиации. Метионин (0,008) уменьшает мышечную слабость, полезен при остеопорозе. Метионин важен в комплексной терапии ревматоидного артрита, необходим для синтеза нуклеиновых кислот, коллагена и др. белков, он способен уменьшать жировой метаморфоз печени. Аргинин (0,077) - замедляет рост опухолей, содержится в соединительной ткани и коже в значительных количествах, важный компонент обмена веществ в мышечной ткани. Пролин (0,092) улучшает состояние кожи, за счет увеличения выработки коллагена и уменьшения его потери с возрастом. Помогает в восстановлении хрящевых поверхностей суставов, укрепляет связки и сердечную мышцу, способствует заживлению кожи.
Вы можете употреблять "IRONMAN Коллаген" и "Лидер Коллаген" до тренировки и после нее, а также в промежутках между приемами пищи. Частота и длительность курса зависит от напряженности вашего тренировочного режима, степени повреждения соединительных тканей и индивидуальной реакции на прием. В любом случае мы рекомендуем для профилактики возможных травм принимать эти продукты перед циклами акцентированного силового тренинга, который, как известно, предъявляет повышенные требования к эластичности и прочности всех соединительных тканей, прежде всего связок и сухожилий. Эти продукты будут работать еще лучше, если принимать их в сочетании с продуктами "Супер Акулий Хрящ" линии IRONMAN, "Joint Fuel" фирмы Twinlab или "First Aid" фирмы Amerifit.
Ссылки:
1. А. Ш. Бышевский, О. А. Терсенов, "Биохимия для врача", Екатеринбург, ИПП "Уральский рабочий", 1994 год
2. Encyclopedia Britannica, 1997
3. Штрауб Ф. Б. Биохимия. Будапешт 1965 г.
4. Кованова В. В., Сыченикова И. А. Коллагенопластика в медицине. Москва, "Медицина" 1978 г.
5. Рисман М. БАПД: неизвестное об известном. Москва, "Арт-Бизнес-Центр" 1998 г.
6. Мазуров В. И. Биохимия коллагеновых белков. Москва, "Медицина", 1974
7. Bornstein P. The Biosynthesis of Collagen, Ann Rev Biochem, 1974 v. 43
8. Kivirikko K. J., Ristali L. Biosynthesis of Collagen and its Alterations in Pathological Status - Med. Biol., 1976, v. 54, # 23
9. Ms. Fitness, Fall 1999
10. "Огонек", № 1, 1996
11. ALL NATURAL MUSCULAR DEVELOPMENT, September 1998
