Kollageenin merkitys ihmisen hyvinvoinnille ja terveydelle

Kollageeni on elimistössä yleisimmin esiintyvä proteiini käsittäen noin kolmanneksen kaikesta proteiinimäärästä kehossa. Kollageenilla on merkittävä rooli elimistössä erityisesti tukikudoksissa: se on tärkeä rakenteellinen ainesosa luustossa, ihossa, ligamenteissa, jänteissä ja lihaksissa. Kollageenia on myös verisuonissa, hampaissa, lasiaisessa ja sarveiskalvossa sekä monien sisäelinten ymprillä. Kollageenin jakautumisesta voi myös päätellä hyvin sen rooli elimistössä: kollageeni sitoo eri kudoksia yhteen, mistä myös juontaa kollageeni-sanan Kreikan kielen alkuperä kolla, joka tarkoittaa liimaa.

Viimeisimmän tutkimustiedon perusteella tiedetään, että eri kollageeniproteiinityyppejä on ainakin 29 erilaista. Neljä pää kollageenityyppiä ovat tyypit I, II, III ja IV, jotka muodostavat lähes 90 % kaikesta kollageenista elimistössä. Tyyppi I on näistä ylivoimaisesti yleisin. Tyypit I-III ovat niin sanottuja säiekollageeneja (engl. fibrillar collagen) ja tyyppi IV on niin sanottu kerroskollageeni (engl. sheet-forming collagen).

Alla on listattuna eri pääkollageenityypit ja näiden merkitys elimistössä: 

• Tyyppi I: 300 nm pitkiä fibrillejä, joita on ihossa, jänteissä, luussa, ligamenteissa, dentiinissä (hammasluu) ja muissa sidekudoksissa
• Tyyppi II: 300 nm pitkiä fibrillejä, joita on rustossa ja lasiaisessa
• Tyyppi III: 300 nm pitkiä fibrillejä (yleensä yhdessä tyypin I kanssa), joita on ihossa, lihaksissa ja verisuonissa
• Tyyppi IV: kaksiulotteinen verkosto (”kerroskollageeni”), jota on kaikissa soluväliaineen tyvikalvoissa (engl. basal lamina)

Kollageeniproteiinit muodostavat kolmiulotteisia niin kutsuttuja tripla-helix muotoja, jotka tekevät tukikudoksista hyvin kestäviä kaikkiin liikesuuntiin nähden. Kollageeniproteiinien järjestyminen näihin muotoihin heikkenee tyypillisesti ikääntyessä. Myös kollageenin määrä vähenee elimistössä ikääntymisen yhteydessä. Tämä näkyy ulkoisesti erityisesti ihossa, jonka kimmoisuus ja yleinen kunto rupeaa heikkenemään. Vähenemistä ja kollageenin vaurioitumista lisää erityisesti liiallinen UV-säteily.

Tyypin I kollageenin määrä vähenee lähes 70 %:lla 30-ikävuodesta 80-ikävuoteen mennessä. Tätä ikääntymiseen liittyvää rappeumaa voidaan kuitenkin merkittävästi ehkäistä ja hidastaa saamalla riittävästi kollageeniproteiinia ravinnosta. Ikääntyvillä hiirillä tehdyn tutkimuksen perusteella ihon rappeutumista voidaan merkittävästi hidastaa naudan kollageenipeptidejä nauttimalla. Vuonna 2018 julkaistun randomisoidun placebo-kontrolloidun kaksoissokkokokeen perusteella kollageenipeptidit parantavat 12 viikon aikana merkittävästi ihon kosteutta, elastisuutta ja vähentää ryppyisyyttä.

Mitkä elintapoihin liittyvät tekijät vaurioittavat kollageenia?

Ravinnolla on keskeinen merkitys elimistön kollageenin toimintaan ja hyvinvointiin. Myös ympäristötekijöiden tiedetään vaikuttavat kollageeniin niin sisäisesti kuin ulkoisesti.

Vältä seuraavia tekijöitä kollageenin vaurioiden ehkäisemiseksi:

• Liiallinen UV-säteily ja ihon palaminen
• UV-säteily liiallisesti saatuna aiheuttaa ilmiötä nimeltä photoaging ja muuttaa yleisesti ekstrasellulaarimatriksin toimintaa
• Tupakointi vähentää kollageenin tuotantoa ja vaurioittaa kollageenia
• Sokeri ja prosessoidut hiilihydraatit estävät kollageenin korjausmekanismeja niin sanottujen AGE-yhdisteiden myötä (engl. advanced glycation end products)
• Hapetusstressi ja matala-asteinen tulehdus vaurioittavat myös ihoa ja kollageenia
• Tietyt autoimmuunisairaudet kuten systeeminen lupus erytematosus (SLE) ja muut sidekudossairaudet vahingoittavat kollageenia (esim. Ehlers-Danlos, Skleroderma, Osteogenesis imperfecta, Sjögrenin oireyhtymä ja Marfanin oireyhtymä)

Ravintotekijöitä, jotka tukevat kollageenin muodostusta ja korjaamista

Kollageenin muodostuminen on riippuvaista useasta eri ravitsemuksellisesta tekijästä. Varsinaista kollageeni-proteiina tehdään kollageenin esiasteesta eli prokollageenista. Tätä vastaavasti muodostetaan kahdesta aminohaposta eli glysiinistä ja proliinista. Tyypillisesti glysiinin ja proliinin saanti ravinnosta on varsin monella liian vähäistä.

GLYSIINI

Glysiini on ehdollisesti välttämätön non-polaarinen glukoneogeeninen (glukoosia tuottava) aminohappo. Kemialliselta rakenteeltaan glysiini on hyvin yksinkertainen, mikä mahdollistaa sen laaja-alaisen käytön elimistössä. Sitä tarvitaan ravinnosta, vaikka elimistö valmistaa sitä myös itse seriinistä ja tetrahydrofolaatista (bioaktiivinen B9-vitamiini). Glysiini toimii keskushermostossa tärkeänä jarruttavana ja rauhoittavana välittäjäaineena. Sen rooli elimistössä on tärkeä myös DNA:n, fosfolipidien ja kollageenin synteesissä sekä energiantuotannossa.

Suurin osa ihmisistä syö eläinproteiinin osalta vain lihaskudosta. Siinä on kuitenkin vain vähän elimistölle tärkeää glysiini-aminohappoa, jota on vastaavasti runsaasti kollageenia sisältävissä eläimen osissa. Näitä ovat esimerkiksi sidekudokset, luuydin ja nahka. Myös jauhelihassa esiintyy hieman glysiiniä sisältävää sidekudosta.

Yhden tutkimuksen perusteella ihmiset saavat glysiiniä 4.5–6 g/vrk (elimistön sisäinen tuotanto 3 g, joten ravinnosta saanti on vain 1.5–3 g/vrk). Suosituksena glysiinin saannin osalta olisi kuitenkin yli 10 g/vrk optimaalisen kollageenisynteesin ylläpidoksi. Tämä tarkoittaa sitä, että tukikudosten terveyden kannalta glysiinin saantiin tulee kiinnittää erityistä huomiota. Laadukkain glysiinin lähde ravinnossa on hydrolysoitu kollageeniproteiinijauhe, kuten esimerkiksi kaikki Puhdas+ kollageenivalmisteet. Ruoka-aineista laadukkaita lähteitä ovat luuliemi, kalakeitto (perkeistä), gelatiini, kana, lammas, osterit ja muut äyriäiset, spiruliina, riistan lapaosa sekä yleisesti sidekudosta sisältävät eläimen syötävät osat.

PROLIINI

Proliini on ehdollisesti välttämätön syklinen proteinogeeninen aminohappo. Sitä voidaan syntetisoida elimistössä glutamiinihaposta, mutta optimaalisen terveydentilan kannalta proliinia tarvitaan myös ravinnosta. Proliinia (kuten glysiiniäkin) on runsaasti kollageenissa (lähes kolmannes proteiinista).

Suolistossa proliinia tarvitaan normaaliin suolistospesifin imukudoksen toimintaan (ns. GALT-imukudos) ja limakalvon ylläpitoon. Proliinin rooli on kriittinen erityisesti imusolujen IgA:n (immunoglobuliini A) tuotannossa. Lisäksi proliinia tarvitaan immuunijärjestelmän proliinirikkaiden polypeptidien (PRP) tuotantoon. Näillä on tärkeä rooli immuunijärjestelmän säätelyssä, tulehduksen hallinnassa ja toksiineilta suojautumisessa etenkin suolistossa ja aivoissa. Proliinirikkaita polypeptidejä on eniten ternimaidossa (engl. colostrum). Proliinirikkaiden polypeptidien käyttö saattaa olla hyödyllistä Alzheimerin taudin hoidossa vähentämään niin sanottujen amyloidiplakkien muodostumista.

Proliinin parhaat lähteet ravinnosta ovat lähes identtiset glysiinin kanssa: luuliemi, kalakeitto (perkeistä), gelatiini, kana, lammas, osterit ja muut äyriäiset, spiruliina, riistan lapaosa sekä yleisesti sidekudosta sisältävät eläimen syötävät osat. Lisäravinteena paras proliinin lähde on hydrolysoitu kollageeniproteiini, kuten kaikki Puhdas+ kollageenivalmisteet.

Muita kollageeniproteiinisynteesiä tukevia ravinteita ovat muun muassa:

• C-vitamiini edistää kollageenin synteesiä eli sitä kautta vahvistaa tukikudoksia kuten luustoa, jänteitä, niveliä ja muita sidekudoksia.
• Riittävä C-vitamiinin saanti ravinnosta on kriittinen tekijä kollageenin muodostamisessa ja sen säätelyssä
• Kuparia tarvitaan sidekudoksissa lysyylioksidaasin tomintaan, joka vahvistaa kollageenia ja elastiinia sidekudoksissa.
• Pii osallistuu tärkeänä tekijänä prolyyli-4-hydroksylaasi-entsyymin aktivointiin, joka on tärkeässä asemassa kollageenin muodostumisessa ja esimerkiksi haavojen paranemisessa.
• Lysiiniä tarvitaan kalsiumin imeytymiseen ja se auttaa kollageenin muodostamisessa.
• Treoniini on tärkeässä roolissa monien proteiinien synteesissä tukikudoksissa (ja näiden proteiinirakenteissa) kuten hampaan kiilteessä, kollageenissa ja elastiinissa.

Onko kollageeniproteiinivalmisteiden käytöstä lisäravinteena tutkimusnäyttöä?

Kollageenia käytetään pääasiassa kahtena eri muotona ravinnon lisänä: hydrolysoitu kollageeniproteiini (naudasta tai kalasta) ja gelatiini (liivate). Gelatiinia muodostuu kun kollageenia kypsennetään. Näistä hydrolysoitu kollageeniproteiini on paremman biosaatavuuden omaava ja vaikutukset elimistössä ovat sen vuoksi merkittävämpiä. Se ei kuitenkaan tarkoita sitä, etteikö gelatiinista olisi hyötyä ravitsemuksen tukena luontaisesti nautittuna (ks. edellä).

Suun kautta otettavien kollageenivalmisteiden osalta on julkaistu vuoden 2019 alussa laaja katsaus dermatologisessa käytössä (iho). Katsauksessa havaittiin, että kollageenin käytöstä on hyötyä sekä lyhyt- että pitkäaikaiskäytössä haavojen paranemisen edistämisessä ja ihon ikääntymisen hidastamisessa. Kollageenivalmisteiden on havaittu myös parantavan ihon elastisuutta, kosteutta ja kollageenin tiheyttä ihossa. Sivuvaikutuksia valmisteiden käytössä ei ole havaittu.

Nivelten hyvinvoinnin osalta vuona 2018 julkaistussa placebo-kontrolloidussa randomisoidussa kaksoissokkotutkimuksessa havaittiin, että kollageeniproteiinin käyttö yhdessä kondroitiinisulfaatin, glukosamiinin, L-karnitiinin ja tiettyjen vitamiinien sekä mineraalien (ks. edellä) kanssa parantaa merkittävästi nivelten toimintaa ja hidastaa ihon ikääntymistä. Samassa tutkimuksessa kollageenin käytön havaittiin koehenkilöillä myös lisäävän energisyyttä ja yleistä fyysistä hyvinvointia. Toisessa samana vuonna julkaistussa tutkimuksessa havaittiin kollageenin hyödyttävän osteoartriitista (lonkka tai polvi) kärsivien henkilöiden toimintakykyä ja vähentävän koettua kipua.

Kollageenista voi olla hyötyä myös sarkopenian eli lihaskadon ehkäisemisessä. Vuonna 2015 julkaistussa noin 70-vuotiailla miehillä tehdyn tutkimuksen perusteella placeboon verrattuna kollageenin käytöstä oli merkittävää hyötyä lihasmassan ja lihasvoiman lisäämisessä, kun sen käyttö yhdistettiin voimaharjoitteluun.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kollageeniproteiinilisien käytöstä on hyötyä erityisesti ihon ikääntymisen hidastamisessa, ihon yleisen kunnon ja rakenteen ylläpidossa sekä nivelten ja muiden sidekudosten hyvinvoinnissa. Suosituksena on käyttää hyvin imeytyvää ja laadukasta hydrolysoitua kollageeniproteiinia, joka on peräisin joko kalasta tai vapaasti niityllä laiduntavasta naudasta. Kalakollageeni imeytyy naudan kollageenia vieläkin tehokkaammin (kuten esimerkiksi Puhdas+ eri kollageenijauheet). Myös vegetaristeille on olemassa kollageeniproteiinilisiä, jotka ovat pääasiassa kananmunan valkuaisesta ja kananmunan kuoresta valmistettuja. Näissä ei kuitenkaan ole tyypin I lisäksi muita tärkeitä kollageenityyppejä (II, III ja IV). Vegaaneille ei ole tällä hetkellä olemassa kollageeniproteiinivalmisteita.

Lähteet:

1.  https://link.springer.com/chapter/10.1007/12_2012_176
2.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21582/
3.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15837519
4.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1606623/
5.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmid/29099747/
6.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6073484/
7.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4665475/
8.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11966688
9.  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0738081X10000428
10.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6047276/
11.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3728978/
12.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7086193
13.  https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/glycine
14.  www.ias.ac.in/article/fulltext/jbsc/034/06/0853-0872
15.  https://nutritiondata.self.com/foods-000094000000000000000.html
16.  https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/L-proline
17.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3750756/
18.  https://www.ingentaconnect.com/content/ben/car/2010/00000007/00000004/art00006
19. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3783921/ 
20. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC319462/
21. https://www.nap.edu/read/9782/chapter/4
22. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6110524
23. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12462748
24. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3499978
25. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/L-threonine
26. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30681787
27. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30122200
28. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29701488
29. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4594048/