Metale uczestniczące w produkcji kolagenu

Produkcja kolagenu, kluczowego białka w organizmach, nie jest procesem zachodzącym w izolacji. W rzeczywistości jest to skomplikowana sieć reakcji enzymatycznych, w której metale odgrywają kluczową rolę jako kofaktory. Metale są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania wielu enzymów, gdyż często stanowią ich centra aktywne. W kontekście produkcji kolagenu, najważniejszymi metalami są krzem, miedź, cynk, żelazo i mangan. Każdy z tych pierwiastków pełni unikalną rolę, współpracując z odpowiednimi enzymami w procesie syntezy i stabilizacji kolagenu.

Metale te, w odpowiednich stężeniach, umożliwiają enzymom efektywne katalizowanie reakcji, co prowadzi do produkcji białka kolagenowego w sposób właściwy i trwały. Na poziomie komórkowym, metale wchodzą w interakcje z ligandami w aktywnych miejscach enzymów, co prowadzi do ich aktywacji. 

Krzem jest półmetalem i posiada właściwości klasyczne dla metali jak i niemetali. Krzem (Si) to pierwiastek chemiczny, który występuje w przyrodzie w postaci krzemionki (SiO₂) i krzemianów. W organizmach roślinnych krzem odgrywa rolę w budowie ścian komórkowych i metabolizmie, natomiast w organizmach zwierzęcych wykazuje szczególne znaczenie w produkcji kolagenu. Krzem stanowi sygnał do rozpoczęcia budowy nowych i elastycznych struktur kolagenowych. Zapewnia elastyczność, właściwe ułożenie, usieciowanie i wytrzymałość włókien kolagenowych. Krzem stymuluje różnicowanie i proliferację komórek kościotwórczych (osteoblastów). Dzięki zabezpieczeniu mostków pomiędzy włóknami kolagenowymi, krzem przyczynia się do tworzenia silniejszej i bardziej elastycznej sieci kolagenowej. Krzem wpływa na produkcję enzymów, takich jak prokolagenaza i lizylotransferaza, które są odpowiedzialne za przekształcanie prokolagenu w dojrzały kolagen. Bez odpowiedniego poziomu krzemu, synteza tych enzymów może być ograniczona, co prowadzi do osłabienia struktury tkankowej. Krzem stanowi istotny element w oddziaływaniu pomiędzy komórkami, a szczególnie fibroblastami, które są odpowiedzialne za produkcję kolagenu. Krzem wpływa na różnicowanie się fibroblastów i stymuluje ich aktywność metaboliczną. Bogatym źródłem krzemu są wody termalne i krzemowe, skrzyp, pokrzywa, bambus i niektóre gatunki ryżu. 

Dzienne zapotrzebowanie na krzem wynosi między 10 a 30 mg w zależności od jego biodostępności i obciążenia organizmu aluminium, gdyż oba te pierwiastki silnie ze sobą antagonizują.

 Miedź jest kluczowym kofaktorem dla enzymu zwanego lizyloksydazą czy też oksydazą lizylową, który odpowiada za krzyżowe wiązania dwusiarczkowe między łańcuchami kolagenowymi. Te wiązania są istotne dla stabilności i wytrzymałości strukturalnej kolagenu. Stymuluje enzymatyczną reakcję tworzenia wiązań poprzecznych kolagenu z elastyną. Zapewnia właściwą strukturę przestrzenną kolagenu i jego ułożenie względem innych białek. Pełni rolę przeciwutleniacza, chroniącego kolagen przed uszkodzeniem. Peptydy miedziowe pełnią rolę sygnałową o uszkodzonej tkance i stymulują fibroblasty do naprawy uszkodzeń. Aktywacja lizyloksydazy przez miedź wymaga obecności tego metalu we właściwej formie utlenienia. Bez niego proces krzyżowania włókien kolagenowych nie odbywa się prawidłowo, co skutkuje osłabioną strukturą tkanek łącznych. Niedobór miedzi może prowadzić do osłabienia tkanek łącznych, co zwiększa ryzyko kontuzji i chorób takich jak osteoporoza czy choroba Ehlersa-Danlosa. Dzienne zapotrzebowanie na miedź to ok 2 mg. Przed rozpoczęciem suplementacji zalecam jednak kontrolę jej poziomu we krwi badając np. poziom ceruloplazminy lub w tkankach głębokich metodą So check. Jej nadmiar jest neurotoksyczny i może źle wpływać na procesy myślowe jak i krwiotwórcze.

Cynk jest niezbędny do aktywacji wielu enzymów, w tym tych związanych z syntezą kolagenu. Uczestniczy w procesach transkrypcji genów kolagenowych i wspiera funkcje komórek fibroblastów, które są odpowiedzialne za produkcję kolagenu. Niedobór cynku może prowadzić do osłabienia struktury kolagenowej, co objawia się obniżoną elastycznością skóry oraz szybszymi procesami starzenia. Umożliwia prawidłowe gojenie się ran i utrzymanie elastyczności skóry. Cynk jest niezbędny dla aktywności enzymów, takich jak hydroksylaza prolinowa i lizynowa, które są kluczowe dla modyfikacji i stabilizacji struktury kolagenu. Bez cynku, proces ten jest osłabiony, co prowadzi do tworzenia słabszych i niestabilnych włókien kolagenowych. Cynk wpływa także na ekspresję genów odpowiedzialnych za produkcję kolagenu. Usprawnia syntezę mRNA, co z kolei zwiększa ilość dostępnego kolagenu w tkankach.

Dzienne zapotrzebowanie na cynk to ok 20 do 30 mg, ale także warto sprawdzić jego poziom przed rozpoczęciem suplementacji, gdyż jego nadmiar powoduje zablokowanie transportu innych składników odżywczych do wnętrza komórek.

Żelazo jest kluczowym elementem w procesach enzymatycznych, które katalizują różne reakcje, w tym te związane z tworzeniem kolagenu. Pomaga w dopełnieniu tlenem, co jest niezbędne do produkcji hybrydowego białka kolagenowego. Niedobór żelaza może prowadzić do anemii, co z kolei przekłada się na gorszą regenerację tkanek i osłabienie produkcji kolagenu.

Mangan uczestniczy w aktywacji enzymów odpowiedzialnych za wytwarzanie proteoglikanów, które są niezbędne do organizacji włókien kolagenowych. Jest on kluczowy w procesach metabolicznych, które wspierają strukturalną integralność tkanek łącznych. Jego niedobór może prowadzić do nieprawidłowości w budowie kolagenu, co skutkuje zaburzeniami w gojeniu się ran i ogólnym osłabieniem struktury tkanek. Dzięki niemu hydroksylaza prolinowa przekształca prolinę w hydroksyprolinę, co jest niezbędne dla utworzenia stabilnej struktury potrójnej helisy kolagenu. Bez odpowiedniego poziomu manganu, proces ten jest zaburzony, co może prowadzić do osłabienia tkanki łącznej i zmniejszenia elastyczności skóry. 

Do najlepszych źródeł manganu zalicza się orzechy, nasiona, ciemnozielone warzywa liściaste, pełnoziarniste produkty zbożowe, jak również ananasy. Dzienne zapotrzebowanie na mangan to ok 1 – 2 mg. Przed rozpoczęciem suplementacji zalecam jednak kontrolę jej poziomu we krwi lub w tkankach głębokich metodą So check. Jej nadmiar jest neurotoksyczny i może powodować neurodegenerację.

Magnez uczestniczy w ponad 300 reakcjach enzymatycznych, które są niezbędne dla wielu funkcji metabolicznych. Jego deficyt może prowadzić do licznych problemów zdrowotnych, w tym osłabienia kolagenu i kości, zwiększonego ryzyka chorób sercowo-naczyniowych czy zaburzeń hormonalnych. 

Jednym z fundamentalnych działań magnezu jest jego rola w aktywacji hydroksylazy lizynowej i prolinowej. Magnez nie tylko wspiera enzymy, ale także odgrywa rolę w proliferacji fibroblastów – komórek odpowiedzialnych za produkcję kolagenu. Cząsteczki magnezu wpływają na sygnalizację wewnątrzkomórkową i pomagają w aktywacji genów odpowiedzialnych za produkcję białek.

Dobrymi źródłami magnezu są: migdały, orzechy nerkowca, siemię lniane, zielone liściaste warzywa, pełnoziarniste produkty, pestki dyni i słonecznika, sezam, nasiona chia, kakao, soczewica, ciecierzyca.

Suplementacja dzienna 300 mg kobiety, 400 mg mężczyźni. Najlepsze formy to cytrynian, jabłczan, taurynian magnezu, chlorek magnezu. Polecam również kąpiele w soli epsom.

Chrom na III stopniu utlenienia jest pierwiastkiem śladowym, który, mimo że występuje w organizmie w niewielkich ilościach, pełni niezwykle ważne funkcje. Najczęściej kojarzony jest z metabolizmem glukozy oraz poprawą wrażliwości na insulinę. Odgrywa istotną rolę w procesie syntezy białek, w tym kolagenu.  Jest aktywatorem metaloproteinaz rozkładających uszkodzone włókna kolagenowe. Jego prawidłowe spożycie zmniejsza bolesności stawowe i obrzęki. Badania wykazują, że chrom wspomaga aktywność enzymów takich jak hydroksylaza prolinowa, która jest odpowiedzialna za hydroksylację proliny. Dzięki tej hydroksylacji kolagen zyskuje odpowiednie właściwości strukturalne i mechaniczne, co wpływa na jego wytrzymałość i elastyczność.

Naturalne źródła tego pierwiastka to m.in. mięso, ryby, jaja, orzechy, zboża oraz warzywa, takie jak brokuły i zielona fasola.

Suplementacja dzienna – pikolinian chromu 200 mcg

Selen wspomaga syntezę kolagenu poprzez swoje działanie na peroksydazę glutationową. Enzym ten odgrywa kluczową rolę w ochronie komórek przed stresem oksydacyjnym, który może prowadzić do uszkodzenia komórek produkujących kolagen. Stres oksydacyjny spowodowany jest obecnością wolnych rodników, które mogą negatywnie wpływać na strukturę i funkcję wszystkich białek, w tym kolagenu. Selen jest również istotny w procesach gojenia się ran, które często wymagają intensywnego wytwarzania kolagenu. Pełni funkcje stabilizacyjno-ochronne.

Do najważniejszych źródeł selenu należą orzechy brazylijskie, ryby morskie, owoce morza, mięso, wątróbka, jajka, pełnoziarniste produkty zbożowe.

Dzienna suplementacja to ok 90 mcg, ale polecam zbadać jego poziom przed jej rozpoczęciem, gdyż nadmiar selenu może osłabiać reakcje układu odpornościowego.

Złoto, jako metal szlachetny, jest znane ze swoich unikalnych właściwości chemicznych i biochemicznych. W kontekście biosyntezy kolagenu, jego rola jako kofaktora polega na wspieraniu  enzymów niezbędnych do prawidłowej hydroksylacji aminokwasów kolagenowych. Dzięki współpracy z tymi enzymami, złoto przyczynia się do tworzenia stabilnych i dobrze uformowanych włókien kolagenowych. Zapewnia prawidłowe ukształtowanie przestrzenne wszystkich typów kolagenu i wpływa na ich właściwe różnicowanie. Złoto posiada właściwości przeciwzapalne oraz antyoksydacyjne. W jego obecności fibroblasty wykazują większą aktywność metaboliczną, co wspomaga procesy regeneracyjne i remodeling tkanki łącznej. Są suplementy z atomami złota, ale noszenie złotej biżuterii zwykle wystarcza, aby zachować kolagen w dobrej kondycji.

Zrozumienie roli metali jako kofaktorów niezbędnych w produkcji kolagenu ma istotne znaczenie dla zdrowia. Dieta w nie bogata, lub wyważona suplementacja, wspiera produkcję kolagenu i poprawia kondycję tkanki łącznej. Dostarczając je we właściwych ilościach możemy wspierać produkcję kolagenu, co przyczynia się do lepszego zdrowia i jakości życia.