Mitä on kollageeni? Rakenne, tehtävät kehossa ja mistä sitä saa

Kollageeni on proteiini, joka toimii kehon sidekudoksen tukirakenteena. Se on nisäkkäiden yleisin proteiini, noin 30 % kaikesta elimistön proteiinista, ja se antaa lujuutta iholle, luille, jänteille, nivelsiteille ja rustolle. Kollageeni ei ole yksi aine vaan 28 tyypin proteiiniperhe (Ricard-Blum 2011). Elimistö valmistaa kollageeninsa itse aminohapoista, ja siihen tarvitaan C-vitamiinia. Tämä artikkeli antaa kokonaiskuvan. Kustakin aiheesta on oma, syventävä artikkelinsa.

Mitä kollageeni on: rakenne lyhyesti

Kaikille kollageeneille yhteinen piirre on kolmoiskierre. Siinä kolme pitkää valkuaisketjua kiertyy toistensa ympäri kuin köyden säikeet (Shoulders & Raines 2009). Kolmoiskierre syntyy toistuvasta aminohappokuviosta: ketjun joka kolmas aminohappo on glysiini, ja välipaikoilla on usein proliinia ja hydroksiproliinia. Glysiini on pienin aminohappo, ja vain se mahtuu kierteen keskelle. Runsas proliini- ja hydroksiproliinipitoisuus vakauttaa kierrettä (Ricard-Blum 2011).

Kolmoiskierteiset molekyylit järjestäytyvät solujen ulkopuolella suuremmiksi rakenteiksi. Osa tyypeistä muodostaa paksuja, vetolujia säikeitä, osa verkkoja ja osa kiinnittyy muiden kollageenien pinnalle säätelemään niiden järjestäytymistä. Säikeitä lujittavat ristisidokset, joiden ansiosta kollageeni kestää vetoa ja palautuu muodostaan. Tyyppien eroista kerrotaan tarkemmin artikkelissa kollageenin eri tyypit.

Mitä kollageeni tekee ja missä sitä on kehossa?

Säikeitä muodostavat kollageenit, etenkin tyyppi I, ovat määrällisesti tärkeimpiä. Pieninä määrinä esiintyvät tyypit voivat silti olla kudokselle välttämättömiä. Esimerkiksi tyyppi VII kiinnittää ihon pintakerroksen verinahkaan, vaikka sen osuus ihon kollageenista on vain noin 0,001 % (Ricard-Blum 2011).

Lähteet: Ricard-Blum 2011 ja Terveyskirjasto (ihon rakenne). Kollageenit eivät ole pelkkää rakennusainetta: ne sitoutuvat solujen pinnan reseptoreihin ja vaikuttavat solujen kasvuun, liikkumiseen ja erilaistumiseen (Ricard-Blum 2011).

Miten elimistö valmistaa kollageenia?

Kollageenia valmistavat pääasiassa sidekudoksen solut, fibroblastit, sekä luussa ja rustossa niiden omat solutyypit. Solu kokoaa ketjut aminohapoista, joita saadaan ravinnon proteiinista ja joita elimistö myös muodostaa itse. Valmistuksessa on kaksi vaihetta, jotka riippuvat ravintoaineista:

• C-vitamiini: hydroksiproliini ei tule ketjuun valmiina, vaan entsyymit muokkaavat proliinia ketjun koostamisen aikana. Tämä vaihe tarvitsee C-vitamiinia. Terveyskirjaston mukaan C-vitamiinin parhaiten tunnettu tehtävä liittyykin kollageenin muodostukseen. C-vitamiinin saantisuositus on naisilla 95 mg ja miehillä 110 mg vuorokaudessa, ja sitä saa etenkin hedelmistä, marjoista, vihanneksista ja perunasta.
• Kupari: kollageenisäikeitä lujittavia ristisidoksia muodostaa lysyylioksidaasi-entsyymi, joka tarvitsee toimiakseen kuparia (Rucker ym. 1998).

Monipuolinen ruokavalio kattaa yleensä molempien tarpeen. EU on hyväksynyt C-vitamiinille terveysväitteen ”edistää normaalia kollageenin muodostusta”, mutta kollageenille itselleen hyväksyttyä väitettä ei ole (EU:n terveysväiterekisteri). Ravinnon, liikunnan ja elintapojen vaikutuksesta omaan tuotantoon kerrotaan artikkeleissa kollageenin tuotannon tukeminen ja C-vitamiini ja kollageeni.

Mitä kollageenille tapahtuu iän ja auringon myötä?

Kollageenin tuotanto hidastuu iän myötä. Laboratoriotutkimuksessa yli 80-vuotiaiden ihosta eristetyt fibroblastit tuottivat tyypin I prokollageenia noin kolmanneksen vähemmän kuin 18–29-vuotiaiden solut (Varani ym. 2006). Samalla olemassa oleva kollageeniverkosto pirstoutuu vähitellen, mikä heikentää ihon mekaanisia ominaisuuksia (Rittié & Fisher 2015). Terveyskirjaston mukaan verinahan kollageenin määrä vähenee iän myötä, iho ohenee ja haavat paranevat hitaammin.

Ikä ei ole ainoa tekijä. Auringon UV-säteily lisää ihossa kollageenia hajottavia entsyymejä. Kokeellisessa tutkimuksessa jo yksi UV-altistus lisäsi näitä entsyymejä, ja toistuvat altistukset pitivät ne koholla (Fisher ym. 1997). Terveyskirjaston mukaan ihon ikämuutoksia hidastavat eniten suojautuminen UV-säteilyltä ja tupakoimattomuus. Ihon ikääntymisestä kerrotaan enemmän artikkelissa kollageeni ja ikääntyminen.

Kollageeniin liittyvät sairaudet

Kollageenin merkitys näkyy selvimmin silloin, kun sen muodostus häiriintyy:

• Keripukki on vaikean C-vitamiinin puutoksen aiheuttama sairaus. Koska kollageeni ei muodostu kunnolla, ensioireita ovat Terveyskirjaston mukaan väsymys, pienet kudoksensisäiset verenvuodot ja hiussuonten purkaumat. Myöhemmin ikenet alkavat verestää ja vanhat haavat voivat aueta. Keripukki on nykyään harvinainen ja liittyy useimmiten heikkoon ravitsemustilaan.
• Ehlers–Danlosin oireyhtymät (EDS) ovat 13 alatyypin ryhmä perinnöllisiä sidekudossairauksia. Tyypillisiä piirteitä ovat nivelten yliliikkuvuus, venyvä iho ja kudosten hauraus. Useimmissa alatyypeissä virhe on kollageenigeenissä tai kollageenia muokkaavan entsyymin geenissä (Malfait ym. 2017).
• Osteogenesis imperfecta (OI) eli luunmuodostuksen vajavuus aiheuttaa luiden haurautta ja murtumia. Noin 85 %:lla sairastuneista virhe on tyypin I kollageenin geeneissä (Marini ym. 2017).

Perinnöllisissä sairauksissa ongelma on kollageenin rakenteessa tai käsittelyssä, ei sen saannissa, joten ravinnosta tai lisistä saatava kollageeni ei korjaa niitä. Arkisista oireista, joita kutsutaan ”kollageenin puutokseksi”, ja niiden todennäköisemmistä syistä kerrotaan artikkelissa kollageenin puutosoireet.

Mistä saa kollageenia ravinnosta?

Kollageenia on vain eläinperäisissä ruoissa, joissa on sidekudosta, nahkaa, rustoa tai luuta: esimerkiksi pitkään haudutettavissa lihapaloissa, kanan nahassa ja kalan nahassa. Kun kollageenia keitetään, se muuttuu gelatiiniksi. Gelatiini on siis kuumennuksen purkamaa kollageenia, ja sama raaka-aine pilkotaan entsyymeillä kollageenilisien hydrolysaatiksi.

Luulientä pidetään usein hyvänä kollageenin lähteenä, mutta mittaukset eivät tue tätä yksiselitteisesti. Australialaisessa analyysissa vakioreseptillä tehdyssä luuliemessä oli selvästi vähemmän glysiiniä, proliinia ja hydroksiproliinia kuin tutkimuksissa käytetyssä 20 gramman kollageenilisäannoksessa, ja pitoisuudet vaihtelivat liemestä toiseen paljon (Alcock ym. 2019).

Ruoan kollageeni ei siirry sellaisenaan ihoon tai niveliin. Se pilkkoutuu ruoansulatuksessa aminohapoiksi ja lyhyiksi peptideiksi kuten muukin proteiini, ja elimistö rakentaa omat kollageeninsa näistä rakennusaineista. Kasvikunnan ruoissa kollageenia ei ole, mutta niistä saa aminohappoja ja C-vitamiinia. Ruokalähteet ovat tarkemmin artikkelissa kollageenia ruoasta.

Mitä kollageenilisä on ja mitä tutkimus kertoo?

Useimmat kollageenilisät ovat hydrolysoitua kollageenia eli kollageenipeptidejä: naudan, sian tai kalan nahasta ja luista valmistettua kollageenia, joka on pilkottu entsyymeillä pieniksi paloiksi. Erillinen ryhmä on denaturoimaton tyypin II kollageeni, jota käytetään vain milligrammoja päivässä. Valmistetyypeistä kerrotaan artikkelissa hydrolysoitu kollageeni.

Lisien tutkimus on keskittynyt ihoon ja polven nivelrikkoon. Alla on kolme tuoretta meta-analyysia eli tutkimusten yhteenvetoa:

Kokonaisuutena näyttö on ristiriitaista. Yhteenvedot löytävät hyötyjä, mutta tulokset ovat heikompia tai häviävät, kun tarkastellaan vain riippumattomia tai laadukkaita tutkimuksia. Kollageenilisät ovat Suomessa ravintolisiä eli elintarvikkeita, eikä kollageenille ole EU:ssa hyväksyttyä terveysväitettä. Hyödyt ja näytön taso aiheittain on koottu artikkeliin kollageenin hyödyt.

Yhteenveto

• Kollageeni on 28 proteiinin perhe, jonka yhteinen piirre on kolmen ketjun kolmoiskierre. Se on elimistön yleisin proteiini.
• Se antaa lujuutta ihon verinahalle, luille, jänteille, nivelsiteille ja rustolle.
• Elimistö valmistaa kollageenin itse aminohapoista. Valmistus tarvitsee C-vitamiinia ja säikeiden lujittaminen kuparia.
• Tuotanto hidastuu iän myötä, ja UV-säteily kiihdyttää ihon kollageenin hajoamista.
• Ravinnon kollageeni pilkkoutuu aminohapoiksi kuten muukin proteiini. Kollageenilisien hyödyistä näyttö on ristiriitaista.