کلاژن فراوان‌ترین پروتئین در بدن است. این پروتئین نقش و وظایف مهمی را در بدن انسان بر عهده دارد، از جمله این وظایف می‌توان به ایجاد ساختار پوست و کمک به ترمیم زخم‌ها اشاره کرد. کلاژن یکی از پرکاربردترین پروتئین‌ها در سال‌های اخیر به شمار می‌رود که به عنوان مکمل غذایی یا دارویی و در محصولات مراقبتی و بهداشتی محبوبیت زیادی پیدا کرده است. اما کلاژن چیست؟ و چه فایده‌ای دارد؟ در این مقاله یک مرور کلی درباره این پروتئین مهم به شما ارائه می‌شود.

کلاژن چیست؟

«کلاژن» (Collagen) حدود یک سوم یا ۳۰ درصد از ترکیبات پروتئینی بدن را به خود اختصاص داده است. این پروتئین یکی از اجزای اصلی ساختمان‌های استخوان، پوست، ماهیچه‌ها، تاندون‌ها و رباط‌ها محسوب می‌شود. کلاژن همچنین در بسیاری از قسمت‌های دیگر بدن از جمله رگ‌های خونی، قرنیه چشم و دندان نیز وجود دارد. این پروتئین در بدن باعث اتصال بافت‌ها و سلول‌های مختلف به یکدیگر می‌شود و در واقع به همین دلیل است که این پروتئین، کلاژن نام دارد، نام کلاژن هم از ریشه یونانی کلمه «kólla» به معنی چسب گرفته شده است.

کلاژن
تصویر ۱: ساختمان کلاژن در تصویر میکروسکوپ SEM

کلاژن به صورت فیبرهای طویلی در تصاویر میکروسکوپی تهیه شده از بافت‌های فیبری، مانند تاندون‌ها، رباط‌ها و پوست دیده می‌شوند. فیبرهای کلاژنی علاوه بر این که در قرنیه، استخوان، رگ‌های خونی وجود دارند همچنین در غضروف، دیسک بین مهره‌ای و دستگاه گوارش نیز به وفور یافت می‌شوند. در بافت عضلانی، کلاژن به عنوان یکی از اجزای اصلی اندومیزیم یا لایه دورنی ماهیچه عمل می‌کند. 1 تا 2٪ ماهیچه‌ها از کلاژن تشکیل می‌شوند و حدود 6٪ از کل وزن عضلات از کلاژن ساخته شده است. ژلاتین مورد استفاده در مواد غذایی نیز نوعی کلاژن است که به طور غیر قابل برگشت هیدرولیز شده است.

ساختار مولکولی کلاژن

در اواسط دهه 1930، برای اولین بار ساختار مولکولی کلاژن کشف شد. پس از ارائه چندین مدل احتمالی از زنجیره‌های پپتیدی منفرد، مدل نهایی کلاژن به دست آمد. ساختار کلاژن دارای «مدل مادراس» (Madras) است، براساس این مدل هر مولکول کلاژن یا تروپوکلاژن از سه رشته پلی‌پپتیدی پیچ خورده تشکیل می‌شوند که «تروپوکلاژن‌ها» (Tropocollagen) برای ایجاد کلاژن بزرگتر در کنار هم تجمع پیدا می‌کنند و فیبریل‌های کلاژنی را می‌سازند. طول فیبریل‌های کلاژنی ۳۰۰ نانومتر و قطر آن‌ها ۱٫۵ نانومتر است. فیبریل‌ها در کنار هم فیبرهای کلاژنی را می‌سازند.

سه رشته مارپیچ پلی‌پپتیدی که هر مولکول تروپوکلاژن را می‌سازند، پپتیدهای آلفا نام دارند. این رشته‌ها به صورت مارپیچ چپ گرد هستند که در کنار هم مارپیچ راست گردی را تولید می‌کنند که همان کلاژن است. کلاژن حاوی اسیدهای آمینه خاص مانند گلیسین، پرولین، هیدروکسی پرولین و آرژنین است.

ساختمان مولکول کلاژن
تصویر ۲: ساختمان مولکولی کلاژن

 کلاژن چه کار می‌کند؟

کلاژن به ایجاد استحکام در ساختارهای مختلف بدن کمک می‌کند و همچنین با جلوگیری از جذب و انتشار مواد بیماری‌زا، سموم محیطی، میکروارگانیسم‌ها و سلول‌های سرطانی از ساختارهایی مانند پوست محافظت می‌کند. پروتئین کلاژن سیمانی است که همه چیز را در کنار هم نگه می دارد. کلاژن همچنین در تمام بافت‌های عضلانی صاف، دستگاه گوارش، عروق خونی، قلب، کیسه صفرا، کلیه‌ها و مثانه که سلول‌ها و بافت‌ها وجود دارد. کلاژن عنصر اصلی تشکیل دهنده مو و ناخن است. این پروتئین در پوست باعث افزایش ویژگی‌های کشسانی می‌شود.

کلاژن کجا یافت می‌شود؟

در طبیعت، کلاژن به طور انحصاری در حیوانات، به ویژه در گوشت و بافت‌های پیوندی پستانداران یافت می‌شود. کلاژن بخشی از بافت همبند است که در پوست به استحکام، ترمیم و تجدید مداوم سلول‌های پوستی کمک می‌کند. کلاژن برای خاصیت ارتجاعی پوست بسیار حیاتی است.

کلاژن در بدن
تصویر ۳: کلاژن در بافت‌های مختلف بدن وجود دارد.

رباط‌ها نوع دیگری از بافت همبند هستند که دو استخوان را به هم متصل نگه می‌دارند و در نتیجه مفاصل را به هم می‌چسباند. تاندون‌ها نیز نوعی از رباط‌ها هستند با این تفاوت که به ماهیچه‌ها متصل شده و آن‌ها را به استخوان‌ها متصل می‌کنند. تمام این بافت‌ها، استخوان‌ها، رباط‌ها، تاندون‌ها و خود ماهیچه‌های اسکلتی از پروتئین تشکیل شده‌اند. به همین دلیل است که کلاژن ماده اصلی بافت همبند و فراوان‌ترین پروتئین در پستانداران است و حدود 25 تا 35 درصد از پروتئین کل بدن را به خود اختصاص داده است.

انواع کلاژن

حداقل 16 نوع کلاژن در بدن وجود دارد. چهار نوع اصلی آن شامل نوع  IV و I ،II ،III هستند که بیشترین فراوانی را در بخش‌های مختلف بدن دارند. در اینجا نگاهی دقیق‌تر به چهار نوع اصلی کلاژن و نقش آن‌ها در بدن می‌اندازیم:

  • نوع اول: این نوع 90٪ کلاژن بدن را تشکیل می‌دهد و از فیبرهای بسیار متراکم ساخته شده است. کلاژن نوع اول در پوست، استخوان‌ها، تاندون‌ها، غضروف‌های فیبری‌، بافت همبند و دندان‌ها یافت می‌شوند.
  • نوع دوم: این نوع دارای فیبرهایی با تراکم کمتر هستند و در غضروف‌ها و محل اتصال مفاصل دیده می‌شوند.
  • نوع سوم: کلاژن نوع سوم پروتئین‌های ساختمانی در ماهیچه‌‌ها و اندام‌ها و رگ‌های خونی را تامین می‌کند.
  • نوع چهارم: این نوع به عنوان فیلتر عمل کرده و در لایه‌های مختلف پوست یافت می‌شود.

با افزایش سن، بدن کلاژن کمتری و با کیفیت پایینی تولید می‌کند. یکی از علائم بارز آن در پوست به صورت چروک‌های پوستی قابل مشاهده است. غضروف‌ها و استخوان‌ها نیز با افزایش سن و در اثر کاهش تولید کلاژن تحلیل می‌روند.

اسیدهای آمینه سازنده کلاژن در بدن

همان طور که گفته شد، کلاژن حاوی اسیدهای آمینه‌ گلایسین (Gly)، پرولین(Pro)، هیدروکسی پرولین (Hyp) و آرژنین (Arg) است. این اسیدهای آمینه در هر سه زنجیره از زیر واحد‌های کلاژن ترتیب منظمی دارند. رشته‌های پپتیدی اغلب از الگوی Gly-Pro-X یا Gly-X-Hyp پیروی می‌کنند که در آن‌ها x ممکن است هر اسیدآمینه دیگری باشد.

پرولین یا هیدروکسی پرولین حدود یک ششم از توالی اسیدآمینه‌ای کلاژن را تشکیل می‌دهند. از هر سه اسیدآمینه در توالی کلاژن یک اسید آمینه گلایسین وجود دارد. پرولین به تنهایی حدود 17٪ از کلاژن را می‌سازد. کلاژن همچنین دارای دو اسید آمینه غیر معمول است که به طور مستقیم در طول ترجمه وارد نمی‌شوند. این اسیدهای آمینه در مکان‌های مشخصی نسبت به گلایسین وجود دارند و پس از ترجمه توسط آنزیم‌های مختلف وارد توالی پروتئین می‌شوند که آنزیم‌های هر دو این اسیدهای آمینه (هیدروکسی لیزین و هیدروکسی پرولین)  به ویتامین C به عنوان کوفاکتور نیاز دارند. هیدروکسی پرولین از پرولین و هیدروکسی لیزین از لیزین مشتق می‌شوند. بسته به نوع کلاژن، تعداد مختلفی از هیدروکسی لیزین‌ها، گلیکوزیله می‌شوند.

علاوه بر کلاژن، تکرار منظم و زیاد گلیسین تنها در چند پروتئین فیبری دیگر مانند فیبرین ابریشمی یافت می‌شود. در ابریشم توالی پروتئین از 75-80٪ -Gly-Ala-Gly-Ala- همراه با 10٪ سرین و الاستین تشکیل شده است. این پروتئین، از جمله پروتئین‌هایی است که توالی‌های غنی از گلایسین، پرولین و آلانین دارد.

در پروتئین‌های کروی اسید آمینه گلایسین به ندرت وجود دارد، در حالی که این اسید آمینه که کوچکترین اسید آمینه در توالی پروتئین‌ها محسوب می‌شوند، نقش کلیدی در ساختمان پروتئین‌های فیبری ایفا می‌کند.

کورتیزول تجزیه کلاژن (به خصوص در ناحیه پوست) به اسیدهای آمینه را تحریک می‌کند. کورتیزل هورمونی است که در شرایط استرس در بدن تولید می‌شود. بنابراین زمانی که بدن شرایط استرس مزمن قرار می‌گیرد، پوست با سرعت بیشتری تخریب شده و چین و چروک پوستی افزایش می‌یابد.

در اینجا به اختصار مراحل تولید کلاژن نوع اول در بدن را در دو بخش دورن سلول و بیرون سلول بررسی می‌کنیم:

درون سلول

  • در حین ترجمه، دو نوع زنجیره پپتیدی روی ریبوزوم‌ها در امتداد شبکه آندوپلاسمی خشن (RER) ایجاد می‌شوند. به این زنجیره‌ها رشته‌های آلفا -1 و آلفا -2 می‌گویند. رشته‌های پپتیدی آلفا یا «پری‌پروکلاژن» (پیش ساز کلاژن) در انتهای خود نشان دار شده‌اند.
  • در مرحله بعد پری‌پروکلاژن به درون لومن شبکه اندوپلاسمی آزاد می‌شوند. درون این شبکه پپتیدهای نشان دار، شکسته شده و تبدیل به رشته‌هایی به نام پپتیدهای پرو آلفا می‌شوند.
  • هیدروکسیلاسیون اسیدهای آمینه لیزین و پرولین در داخل لومن انجام می‌شود. این فرآیند به اسید اسکوربیک (ویتامین C) به عنوان کوفاکتور وابسته است. در این مرحله بر روی لیزین‌های هیدروکسیله شده فرایند گلیکوزیلاسیون صورت می‌گیرد.
  • ساختار مارپیچ سه گانه در داخل شبکه آندوپلاسمی از دو زنجیره آلفا – 1 و یک زنجیره آلفا -2 تشکیل می‌شوند. در این حالت به آن‌ها «پروکلاژن» می‌گویند.
  • پروکلاژن به دستگاه گلژیی انتقال می‌یابد و طی فرایند اگزوسیتوز بسته‌بندی شده و به خارج از سلول ترشح می‌شود.

خارج از سلول

  • بلافاصله بعد از خروج رشته‌ها بخش نشان دار آن‌ها شکسته شده و «تروپوکلاژن» (Tropocollagen) توسط آنزیم «پروکلاژن پپتیداز» (Procollagen Peptidase) تشکیل می‌شود.
  • مولکول‌های تروپوکلاژن در کنار هم قرار گرفته و فیبرهای کلاژنی را می‌سازند. این مولکول‌ها از طریق اتصالات متقاطع کووالانسی بین لیزین و هیدروکسی لیزین توسط آنزیم «لیزین اکسیداز» (Lysine Oxidase) به هم متصل می‌شوند. فیبریل‌های کلاژن در کنار هم فیبرهای کلاژن را می‌سازند.
  • کلاژن ممکن است از طریق چند نوع پروتئین از جمله «فیبرونکتین» (Fibronectin) و «اینتگرین» (Integrin) به غشای سلولی وصل شود.
سنتز کلاژن
تصویر ۴: بخشی از مراحل سنتز کلاژن. تصویر بالا رشته‌های سه تایی تروپوکلاژن را نشان می‌دهد. تصویر پایین به قرارگیری این رشته‌ها در کنار هم با پیوندهای کووالانسی بین فیبریل‌ها  اشاره دارد که در نهایت فیبرهای کلاژنی را می‌سازند.

اختلالات در سنتز کلاژن

همان طور که از مراحل سنتز کلاژن مشهود است، ویتامین C یک مؤلفه مهم در فرآیند سنتز کلاژن به شمار می آید. کمبود ویتامین C باعث ایجاد اختلال اسکوروی می‌شود که یک بیماری جدی و دردناک است. در این بیماری کلاژن تولید شده دچار نقص در ساختار و عملکرد خود است به طوری که این کلاژن نمی‌تواند بافت پیوندی مستحکمی بسازد و فرد مبتلا، علائمی نظیر خونریزی و تحلیل لثه، ریختن دندان‌ها، تغییر رنگ پوست و زخم‌های مزمن را از خود بروز می‌دهد.

علاوه بر این، ساختار و عملکرد کلاژن در برخی از بیماری نیز دچار اختلال می‌شود. به عنوان مثال، در برخی از بیماری‌های خود ایمنی مانند «لوپوس اریتماتوز سیستمیک» (Systemic Lupus Erythematosus) یا «آرتریت روماتوئید» (Rheumatoid arthritis) ممکن است، سیستم ایمنی بدن کلاژن‌ها را به عنوان مولکول‌های بیگانه شناسایی کرده و به آن‌ها حمله کند و در این حالت کلاژن‌های بدن تخریب می‌شود. برخی از باکتری‌ها و ویروس‌ها همچنین قادرند فیبرهای کلاژن موجود در بدن را از بین برده یا در سنتز آن‌ها اختلال ایجاد کنند.

کلاژن و روند پیری

کلاژن توسط سلول‌های مختلف تولید می‌شود اما سلول‌های بافت پیوندی بیشترین میزان آن را تولید می‌کنند. کلاژن‌ها در این بافت‌ها در ماتریکس خارج سلولی مشاهده می‌شوند. کلاژن‌ها در غالب شبکه پیچیده‌ای از ماکرومولکول‌ها، قادر به تعیین وضعیت فیزیکی بافت‌های بدن هستند. در سطح پوست و لایه‌های میانی آن، کلاژن به تشکیل شبکه‌ای از رشته‌ها به نام فیبروبلاست کمک می‌کنند. فیبروبلاست در فرایندهای جایگزینی و تولید سلول‌های جدید در پوست نقش دارد.

گاهی کلاژن‌ها به عنوان پوشش محافظ برای اندام‌های حساسی مثل کلیه‌ها نیز عمل می‌کنند. با افزایش سن تولید کلاژن در بدن کاهش می‌یابد به همین دلیل کم کم سطح پوست کم شده و چروک‌هایی بر روی آن ایجاد می‌شود. در این حالت استخوان و غضروف و مفاصل بدن نیز تحلیل می‌رود.

زنان در سنین یائسگی کمترین میزان تولید کلاژن را در بدن تجربه می‌کنند. بعد از ۶۰ سالگی کاهش تولید کلاژن به صورت طبیعی در تمام افراد اتفاق می‌افتد.

مقایسه میزان کلاژن در پوست جوان و پیر
تصویر ۵: مقایسه میزان کلاژن در پوست جوان و پیر

مواد غذایی که باعث افزایش کلاژن در بدن می‌شوند

همه کلاژن‌ها از پیش ساز کلاژن یا پروکلاژن ساخته می‌شوند. بدن پروکلاژن را با ترکیب دو اسیدآمینه پرولین و گلایسین می‌سازد. با مصرف برخی از مواد غذایی می‌توان به بدن برای تولید بیشتر کلاژن کمک کرد. به تعدادی از این مواد غذایی در ادامه اشاره می‌شود:

  • آنتوسیانیدین‌ها (Anthocyanidins): این آنتی‌ اکسیدان در توت سیاه، زغال اخته، گیلاس و تمشک به وفور یافت می‌شود.
  • ویتامین A: در غذاهای حاوی گوشت حیوانات و در غذاهای گیاهی به صورت بتاکاروتن وجود دارد.
  • ویتامین C:  مقادیر زیادی در مرکبات، انواع فلفل‌ها و توت فرنگی یافت می‌شود.
  • پرولین: مقادیر زیادی از این اسید آمینه در سفیده تخم مرغ، جوانه گندم ، لبنیات، کلم، مارچوبه و قارچ مشاهده شده است.
  • گلایسین: مقادیر فراوانی از این اسید آمینه در پوست پوست مرغ و ژلاتین یافت می‌شود، اما اسید آمینه گلیسین در غذاهای مختلف حاوی پروتئین نیز وجود دارد.
  • مس (Copper): مقادیر زیادی از این ماده معدنی در گوشت، روغن ارگان، دانه کنجد، پودر کاکائو، پنیر و عدس یافت می‌شود
مواد غذایی افزایش دهنده کلاژن
تصویر ۶: مواد غذایی افزایش دهنده کلاژن

بدن برای تولید کلاژن علاوه بر موارد فوق به پروتئین‌هایی با کیفیت بالا و اسیدهای آمینه‌ مختلف نیاز دارد که این موارد را از گوشت، غذاهای دریایی، حبوبات، لبنیات و سویا می‌تواند تامین کند.

 چه چیزهایی باعث آسیب به کلاژن‌ می‌شود

برخی از فاکتورها قادرند سطح کلاژن در بدن را کاهش دهند. اجتناب از آن‌ها می‌تواند پوست را برای مدت بیشتری سالم نگه دارد.

  • مصرف زیاد قند: رژیم غذایی با قند بالا، میزان «گلیکاسیون» (Glycation) را افزایش می‌دهد، فرایندی که در آن قندهای خون به پروتئین‌ها متصل می‌شوند تا مولکول‌های جدیدی به نام محصولات نهایی گلیکاسیون پیشرفته (AGEs) تشکیل دهند. در این حالت پروتئین‌ها از حالت عملکردی خود خارج می‌شوند. یکی از مهم‌ترین مواد قندی که باعث از بین رفتن کلاژن به خصوص در ناحیه پوست می‌شود، شکر سفید است، این ترکیب به وفور در نوشابه‌ها وجود دارد.
مواد قندی
تصویر ۷: شکر از مهم‌ترین موادی است که باعث تخریب کلاژن در ناحیه پوست به خصوص پوست صورت می‌شوند.
  • سیگار کشیدن: بسیاری از مواد شیمیایی موجود در دود تنباکو به کلاژن و الاستین موجود در پوست آسیب می‌رساند. نیکوتین همچنین رگ‌های خونی موجود در لایه های بیرونی پوست را باریک می‌کند. این امر سلامت پوست را با کاهش دریافت مواد مغذی و اکسیژن به پوست به خطر می‌اندازد.
سیگار
تصویر ۸: سیگار یکی از مهم‌ترین عوامل آسیب به کلاژن‌های پوستی است.
  • نور خورشید: پرتوهای فرابنفش در نور خورشید باعث می‌شوند، کلاژن با سرعت بیشتری مورد تجزیه قرار گیرد و الیاف  آن از هم جدا شوند و الاستین غیر طبیعی ایجاد شود. پرتوهای فرابنفش نور خورشید به کلاژن موجود در پوست آسیب می‌زند و زمانی که پوست به طور ناصحیح بازسازی می‌شود در آن چین و چروک‌های بسیاری به وجود می‌آید.
تاثیر نور خورشید بر کلاژن‌های پوستی
تصویر ۹: مقایسه تاثیر نور خورشید بر کلاژن‌های پوستی در افراد هم سن. در این تصویر سمت چپ فردی است که کمتر در معرض نور خورشید قرار گرفته و فرد سمت راست بسیار در معرض نور خورشید بوده و آسیب‌های فراوانی در پوست او ایجاد شده است.
  • اختلالات خود ایمنی: برخی از اختلالات خود ایمنی باعث هدف قرار دادن کلاژن توسط آنتی بادی‌ها  می‌شوند. لوپوس یکی از این نوع بیماری‌ها است که در آن آنتی بادی‌ها بافت پیوندی را هدف قرار داده و سلول‌های آن را تخریب می‌کنند.
  • تغییرات ژنتیکی: این تغییرات می‌توانند بر ماتریس خارج سلولی تأثیر بگذارند، به طوری که تولید کلاژن را کاهش داده یا ممکن است موجب تولید کلاژن جهش یافته با نقص در عملکرد یا بدون عملکرد شوند.
  • افزایش سن: فرایندهای پیری به پروتئین‌ها آسیب می‌زند و می‌تواند ساختار کلاژن را خشک، شکننده و ضعیف کند. روند پیری باعث می‌شود، سطح کلاژن با گذشت زمان به طور طبیعی کاهش یابد. هیچ راهی برای جلوگیری از این آسیب‌ها وجود ندارد و فقط با برخی از روش‌ها می‌تواند سرعت روند پیری را کاهش داد.
روند پیری
تصویر ۱۰: روند پیری و کاهش کلاژن‌های پوستی

کاربردهای کلاژن

کلاژن‌ها مولکول‌هایی هستند که قابلیت جذب مجدد توسط بدن را دارند، این بدان معنا است که این پروتئین‌ها می‌توانند شکسته شده، تغییر یافته و دوباره جذب بدن شوند. به همین دلیل است که از کلاژن‌ها در زمینه‌های مختلف پزشکی و مراقبت‌های زیبایی استفاده می‌شود. در زیر برخی از موارد کاربرد این پروتئین را به اختصار بیان می‌کنیم.

پرکننده‌های پوستی

تزریق کلاژن به پوست می‌تواند باعث بهبود خطوط پوستی و پر شدن چروک‌ها شود. از این ویژگی پروتئین‌های کلاژن در زمینه‌های پزشکی مانند بهبود جای زخم و زیبایی به خصوص جوان سازی پوست بسیار استفاده می‌شود.

تاثیر مصرف کلاژن چین و چروک پوستی
تصویر ۱۱: تاثیر مصرف کلاژن در کاهش چین و چروک پوستی

کلاژن‌هایی که به این منظور به کار می‌روند، معمولا منشا انسانی یا گاوی دارند. کلاژن‌های گرفته شده از گاو برای جلوگیری از بروز هر گونه حساسیت و واکنش‌های پوستی قبل از استفاده باید مورد آزمایش قرار بگیرند. کلاژن‌ها می‌تواند حجم‌های نسبتاً سطحی را پر کنند ولی برای ترمیم شکاف‌های گسترده‌تر معمولاً از موادی مانند چربی، سیلیکون یا ایمپلنت استفاده می‌شود.

پانسمان زخم

کلاژن با جذب سلول‌های جدید پوست به محل زخم می‌تواند به بهبود زخم‌ها کمک کند. به همین منظور پانسمان‌هایی از جنس کلاژن برای سرعت بخشی به ترمیم بافت‌های آسیب دیده تهیه شده است. از این پانسمان‌ها در موارد زیر استفاده می‌شود:

  • زخم‌های مزمن که دیگر به درمان پاسخ نمی‌دهند.
  • زخم‌هایی که در نواحی خروجی مایعات بدن مانند ادرار یا عرق قرار دارند.
  • زخم‌های گرانولی که روی بافت‌های مختلف ایجاد می‌شوند.
  • زخم‌های نکروزه یا پوسیدگی
  • زخم‌های عمیق
  • زخم‌های ناشی از سوختگی درجه دو
  •  زخم‌های ناشی از پیوند پوست
نحوه عملکرد پاسمان‌های کلاژنی
تصویر ۱۲: نحوه عملکرد پانسمان‌های کلاژنی. الف) بستر باز زخم، ب) پانسمان کلاژنی از بافت و رگ‌های خونی محافظت کرده و به رشد آن‌ها کمک می‌کند. ج) سطح جاذب پانسمان که سطح زخم را از رطوبت و ایجاد محیط مناسب برای رشد باکتری حفظ می‌کند. د) نحوه جذب رطوبت زخم

بازسازی بافت هدایت شده

غشای کلاژنی که در درمان بیماری‌های لثه و ایمپلنت تراپی به کار می‌رود، برای هدایت رشد انواع خاصی از سلول‌ها در ناحیه آسیب دیده از بیماری مورد استفاده قرار می‌گیرد. در جراحی دهان، غشاهای کلاژنی می‌توانند از مهاجرت سریع سلول‌های اطراف لثه به زخم در دندان جلوگیری کنند، این کار فضایی را حفظ می‌کند که سلول‌های دندان شانس زنده ماندن و رشد را داشته باشند. غشاهای کلاژنی می‌توانند تا زمان بهبود کامل زخم در محل باقی بمانند و چون قابل جذب هستند، نیاز به جراحی مجدد برای خارج کردن آن‌ها نیست.

پروتزهای عروقی

پیوند بافت کلاژن از اهدا کنندگان، در بازسازی اعصاب محیطی، پروتزهای عروقی و بازسازی رگ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. علیرغم اینکه پروتزهای کلاژن با بدن انسان سازگار است اما برخی از آن‌ها به عنوان عامل ترومبوژنیک در بدن شناخته شده و باعث واکنش‌های انعقادی می‌شوند.

درمان آرتروز

مکمل‌های کلاژن یا فرمولاسیون‌های دیگر آن ممکن است به درمان آرتروز کمک کنند. براساس یک بررسی که در سال 2006 انجام شده است، محققان به این نتیجه رسیدند که مکمل‌های حاوی کلاژن به کاهش علائم دردناک و بهبود عملکرد مفاصل در افراد مبتلا به آرتروز کمک می‌کنند. با جذب این مکمل‌ها، کلاژن در غضروف جمع شده و این امر در به بازسازی ماتریس خارج سلولی موثر است. با این حال این موضوع همچنان نیاز به تحقیقات بیشتری برای تایید مراجع پزشکی دارد. در درمان آتروز به کمک مکمل‌های کلاژن بیشتر از کلاژن نوع دو استفاده می‌شود.

تصویر ۱۳: تاثیر کلاژن بر بهبود آتروز

احیای پوست

بسیاری از محصولات حاوی کلاژن، از جمله کرم‌ها و پودرهای آرایشی، با افزایش سطح کلاژن در پوست ادعا می‌کنند که می‌توانند باعث احیا سلول‌های پوستی شوند. این ادعا بعید به نظر می‌رسد، زیرا مولکول‌های کلاژن برای جذب شدن از طریق پوست بسیار بزرگ هستند و هر نتیجه‌ای که این محصولات حاوی کلاژن ممکن است، داشته باشند به دلیل خواص مرطوب کنندگی آن‌ها خواهد بود و این محصولات به طور مستقیم کلاژن پوست را افزایش نمی‌دهند.

 مکمل‌های کلاژن 

کلاژن یکی از پروتئین‌های فراوان در پستانداران است. این پروتئین چندین کارکرد بیولوژیکی را در بدن بر عهده دارد که یکی از آن‌ها تهیه ساختار حمایتی برای بافت همبند، ماهیچه‌ها و پوست است. همان طور که در بالا گفته شد، کلاژن پروتئینی است که عامل حالت کشسانی پوست است و همچنین در سلامت مفصل و استخوان‌ها نقش مهمی دارد. بدن انسان به طور طبیعی کلاژن تولید می‌کند. با گذشت زمان و افزایش سن، تولید این پروتئین در بدن کند می‌شود. در نتیجه، پوست برخی از ویژگی‌های خود مانند کشسان بودن را از دست می‌دهد، فرایندی که بسیاری آن را «خاصیت ارتجاعی» (Elasticity) می‌نامند. با بروز این اتفاق، چین و چروک به تدریج در پوست ایجاد می‌شود.

مکمل های کلاژن
تصویر ۱۴: مکمل‌های کلاژن  که به صورت قرص، کپسول و پودر وجود دارد.

اگرچه برخی غذاهای خاص مانند مایع ژلاتینی مغز استخوان گاو حاوی کلاژن هستند، اما افرادی که می‌خواهند از فواید کلاژن برای بهبود پوست و سلامتی خود بهره گیرند، اغلب به دنبال مکمل‌هایی برای افزایش میزان کلاژن بدن هستند. امروزه شرکت‌های داروسازی بسیاری مکمل‌های کلاژنی تولید می‌کنند. برخی از این مکمل‌ها برای مقاصد تخصصی مانند کمک به بهبود درد مفاصل یا برای کاهش چروک‌های پوستی و جوان سازی پوست تهیه می‌شوند که در ساخت آن‌ها از انواع اصلی کلاژن مانند کلاژن یک و دو استفاده می‌شود.

مکمل‌های کلاژن چگونه عمل می‌کنند؟

بسیاری از افراد مکمل‌های کلاژن را برای اضافه کردن کلاژن بیشتر به رژیم غذایی خود مصرف می‌کنند. بیشتر مکمل‌های کلاژن طی روند هیدرولیز تهیه می‌شوند، این بدان معناست که برای تولید مکمل‌ها، ابتدا کلاژن هیدرولیز شده و شکسته می‌شود و به صورت پپتیدهایی که ماده اولیه ساخت کلاژن در بدن هستند، در می‌آید. این پپتید به راحتی از طریق بدن جذب شده و برای ساخت کلاژن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مکمل‌های کلاژن به شکل قرص، کپسول و پودر در داروخانه‌ها در دسترس عموم قرار دارند. اینکه آیا مکمل‌های کلاژن مؤثر هستند یا خیر، بستگی به این دارد که شخص به چه منظوری از کلاژن استفاده می‌کند. مزایای زیادی برای مصرف این مکمل‌ها توسط شرکت‌های سازنده آن‌ها معرفی شده است اما هنوز مطالعات کاملی توسط محققان در این زمینه صورت نگرفته است. همچنین مانند هر مکمل دیگری، سازمان غذا و داروی (FDA) هیچ گونه ادعایی را که یک شرکت در مورد چگونگی عملکرد محصول کلاژن آن‌ها ایجاد می‌کند، مورد ارزیابی قرار نمی‌دهد و تایید نمی‌کند. با این حال، برخی از فوایدی که مکمل‌های کلاژن ممکن است برای بدن داشته باشند، شامل موارد زیر است:

ارتقا سلامت پوست

برخی از افرادی که مکمل‌های کلاژن مصرف می‌کنند به دنبال بهبود ظاهر و سلامت کلی پوست خود هستند. بسیاری بر این باورند که مکمل‌های کلاژن می‌توانند به کاهش اثرات پیری مانند افزایش رطوبت پوست، کاهش چین و چروک و بهبود خاصیت ارتجاعی آن کمک کنند.

مدارکی برای اثبات این ادعاها وجود دارد. به عنوان مثال، در یک مطالعه که نتایج آن در مجله «Journal of Nutrition Medical Nutritionicals» و «Nutraceuticals» منتشر شده است، تاثیر مصرف مکمل‌های کلاژن در بین افراد مختلف مورد بررسی قرار گرفت.

به طور دقیق‌تر در این مطالعه، مصرف کلاژن‌های هیدرولیز شده، اسید هیالورونیک و ویتامین‌ها در بین دو گروه از زنان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، زنانی که در رژیم غذایی آن‌ها مکمل‌های کلاژن قرار داشت، نسبت به گروه کنترل و گروه دیگر که این مکمل‌ها را مصرف نکردند، کاهش چشمگیری در عمق و میزان چین وچروک‌های پوستی داشتند. رطوبت و خاصیت ارتجاعی پوست شرکت کنندگان در این گروه نیز به میزان قابل توجهی بهبود یافت.

یک مطالعه مشابه دیگر در مجله «فارماکولوژی و فیزیولوژی پوست» به بررسی تأثیر مکمل‌های کلاژن بر روی پوست زنان پرداخت. در این مطالعه، خانم‌ها به مدت 8 هفته از مکمل کلاژن استفاده کردند. بعد از گذشت 8 هفته، زنانی که این مکمل را مصرف می‌کردند، دارای خاصیت ارتجاعی و رطوبت بالاتری در پوست خود شدند. همچنین ادعاهایی وجود دارد که نشان می‌دهد کلاژن ممکن است، از مشکلات پوستی مانند آکنه و لکه‌های پوستی نیز جلوگیری کند. با این حال، چنین ادعاهایی هنوز شواهد علمی برای تایید ندارند.

بهبود وضعیت مفاصل

با افزایش سن، مفاصل شروع به تجزیه می‌کنند. به طور خاص، غضروف اسفنجی مفاصل با سرعت بیشتری فرسوده می‌شود. شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد، مکمل‌های کلاژن می‌توانند در ترمیم یا جلوگیری از آسیب غضروف در مفاصل کمک کنند.

در بررسی‌هایی که در افراد مبتلا به پوکی استخوان و استئوآرتریت انجام شد، شواهدی به دست آمد که مصرف مکمل‌های کلاژن در این افراد باعث بازگرداندن نسبی تراکم استخوان و تقویت مفصل در آن‌ها می‌شود. این بررسی همچنین نشان داد که مصرف این مکمل‌ها به کاهش درد مفاصل نیز در این افراد کمک می‌کند.

افزایش توده عضلات

شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد، استفاده از مکمل‌های کلاژن ممکن است به افزایش حجم عضلات کمک کند. بین ۱ تا ۱۰ درصد از بافت ماهیچه‌ای را کلاژن می‌سازد. این پروتئین برای حفظ استقامت و عملکرد صحیح ماهیچه‌ها ضروری است. مطالعات نشان می‌دهد که مکمل‌های کلاژن در افراد مبتلا به سارکوپنی (سندرومی که باعث از دست رفتن پیشرونده توده عضلانی و کاهش قدر ماهیچه‌ای می‌شود) به افزایش توده ماهیچه‌ها کمک می‌کند.

سندرم سارکوپنی
تصویر ۱۵: سندرم سارکوپنی. این سندرم موجب کاهش بافت ماهیچه و افزایش بافت چربی در ناحیه عضالات می شود.

در مطالعه‌ای که برای اثبات این مزیت مکمل‌های کلاژنی انجام شد، دو گروه شامل ۲۷ مرد با اندام نحفیف در آن شرکت کردند و یک گروه از آن‌ها روزانه ۱۵ گرم کلاژن در یافت کردند و هر روز در تمرینات ورزشی نیز حضور داشتند. این مطالعه به مدت ۱۲ هفته به طول انجامید. اما گروه دیگر بدون مصرف مکمل در تمرینات ورزشی حاضر شدند. نتایج نشان داد که گروهی که از مکمل‌های کلاژنی استفاده کردن افزایش توده عضلانی چشمگیری نسبت به گروه دیگر داشتند.

محققان این تئوری را مطرح کردند که کلاژن به تحریک تولید پروتئین‌های مسئول رشد ماهیچه کمک می‌کند. اگرچه این مطالعه امیدوار کننده است اما برای تعیین کامل اثرات مثبت که ممکن است کلاژن بر رشد عضلات داشته باشد، تحقیقات بیشتری لازم است.

جلوگیری از پوکی استخوان

همان طور که گفته شد، کلاژن مقدار قابل توجهی از ساختار استخوان را تشکیل می‌دهد و به قوی نگه داشتن استخوان‌ها کمک می‌کند. مطالعات در این زمینه نشان می‌دهد که مصرف مکمل‌های کلاژن از کاهش چگالی و استحکام استخوان جلوگیری می‌کند. در آزمایشی که به این منظور انجام گرفت، گروهی از زنان را برای مدت یک سال تحت درمان با کلسیم و گروه دیگر را تحت درمان با کلسیم به همراه مکمل کلاژن قرار دادند. نتایج حاکی از آن است که وجود کلسیم و کلاژن در رژیم زنان گروه دوم باعث کاهش سطح پروتئین مسئول تجزیه استخوان در خون آن‌ها می‌شود.

کلاژن در بهبود پوکی استخوان
تصویر ۱۶: تاثیر مکمل‌های کلاژن در بهبود پوکی استخوان

بهبود سلامت قلب

مکمل‌های کلاژن ممکن است به بهبود سلامت قلب و سیستم گردش خون کمک کنند. در آزمایشی در همین زمینه ۳۰ نفر در غالب دو گروه شرکت کردند. از یک گروه خواسته شد که به مدت شش ماه روزانه ۱۶ گرم مکمل کلاژن مصرف کنند. پس از این مدت، این گروه کاهش قابل توجهی در سختی دیواره عروق و سطح کلسترول بد (LDL) خون نسبت به گروهی که از مکمل کلاژن استفاده نکردند، نشان دادند. کاهش سختی دیواره عروق باعث افزایش سلامت قلب و بهبود عملکرد آن می‌شود.

از جمله فواید دیگر این مکمل‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • حفظ سلامت دستگاه گوارش
  • حفظ وزن متعادل
  • کاهش استرس و اضطراب
  • بهبود خلق و خوی فرد
  • بهبود سلامت مو وناخن‌ها

عوارض جانبی مصرف مکمل‌های کلاژن

با توجه به این که شواهدی حاکی از اثرات بهبود بخش مکمل‌های کلاژن در بدن وجود دارد، اما مصرف هر گونه مکملی بدون دستور پزشک، عوارض جانبی نیز ممکن است به همراه داشته باشد. در حالت کلی مکمل‌های کلاژن عوارض کمی دارند که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • مشکلات روده
  • ایجاد مشکلاتی در معده مانند احساس سنگینی
  • بروز حساسیت‌های پوستی

برای تایید تمام فواید و عوارض جانبی حاصل از مصرف مکمل‌های کلاژن به تحقیقات و دست یابی به نتایج بیشتری نیاز است.

اگر مطلب بالا برای شما مفید بود، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شود:

telegram
twitter

شکوفه دلخواهی

شکوفه دلخواهی کارشناس ارشد نانوبیوتکنولوژی است. فعالیت‌های علمی و کاری او در زمینه تکنیک‌های زیست فناوری و طراحی نانوزیست‌حسگر بوده و اکنون در مجله فرادرس آموزش‌های زیست‌شناسی می‌نویسد.

بر اساس رای 1 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *