Collage – Aufgabe und Wirkung

Viele Menschen haben schon einmal von Collagen, häufig auch Kollagen geschrieben, gehört. Insbesondere Collagenpulver gewinnt in letzter Zeit vor allem durch Blogger und Ähnliches immer mehr an Beliebtheit. Es soll gegen eine schlaffe Haut und kommt auch in vielen Kosmetikprodukten zum Einsatz. Doch was genau ist Collagen eigentlich und was bewirkt es?

Collagen

Bei Collagen handelt es sich um ein sogenanntes Strukturprotein. Kollagen zählt neben Kreatin und Elastin zu den wichtigsten Strukturproteinen unseres Körpers. Damit werden Eiweiße bezeichnet, die nicht als Enzyme dienen, sondern eine stützende Funktion für Zellen und Gewebe haben. Sie sorgen dafür, dass diese sowohl elastisch als auch fest sind und verleihen ihnen damit Form und Spannung. Die wichtigsten Einsatzorte sind:

  • Herstellung der Spannkraft der Haut
  • Zusammenhalt von Gelenken und Knochen durch Bänder und Sehnen
  • Gewährleistung einer festen Struktur von Knorpel beispielsweise Gelenkknorpel
  • Bildung der Struktur von Knochen, Gefäßen, Zähnen und Organen

Aufbau von Kollagen

Kollagen wird aus Kollagenmolekülen gebildet, die sich zu langen Proteinketten verbinden. Dabei bilden sie eine Schraubenlinie aus, was auch als Helix bezeichnet wird. Von diesen verbinden sich immer drei zu einer sogenannten Superhelix, welche durch Wasserstoffmoleküle stabilisiert werden. Diese Superhelix wird auch als Fibrille bezeichnet. Die Kollagenfasern sind sehr dicht ineinander geschraubt, was für ihre enorme Festigkeit verantwortlich ist. Dabei sind die benachbarten Kollagenmoleküle versetzt aufgebaut, sodass sich dichte und weniger dichte Zonen bilden. Diese Bündelung von Fibrille wird als Kollagenfaser bezeichnet. Diese Fasern können Wasser bündeln, wodurch ein Großteil ihres Gewichts zustande kommt.

Wirkung

Collagen ist ein essenzieller Bestandteil vieler Körperstrukturen. Immerhin macht es mit fast 30 % den größten Anteil aller Eiweiße unseres Körpers aus. Deshalb übernimmt es eine Vielzahl wichtiger Aufgaben im Körper.


Haut

Die Haut ist das größte Organ des Körpers. Sie hat eine schützende Funktion und übernimmt viele verschieden Aufgaben:

  • Schutz vor Temperaturen
  • Schutz vor Druck, Reibung und Stößen
  • Schutz vor chemischer Strahlung und Schädigung
  • Verhindern des Eindringens von Erregern durch Säureschutzmantel
  • Verhindern von Wärme- und Feuchtigskeitsverlusten
  • Aufnahme von Informationen als Sinnesorgan

Um alle diese Aufgaben erfüllen zu können, hat die Haut einen ganz speziellen Aufbau. Die oberste Hautschicht, auch Epidermis genannt, besteht aus 5 verschiedenen Schichten. Darunter befindet sich die Lederhaut, welche aus locker verbundenem Bindegewebe besteht und elastisch ist. Ein wichtiger Teil der Lederhaut ist die Netzschicht, welche aus einem dichten Netz aus Kollagenfasern geformt wird und mit elastischem Gewebe gefüllt ist. Dadurch erhält die Haut ihre Festigkeit, Elastizität und Spannung. Unter dieser Schicht liegt dann schlussendlich die Unterhaut. In dieser sind Fettpolster in lockeres Gewebe eingelassen und einige Ausläufer der Lederhaut durchziehen sie. Direkt unter der Haut liegt die sogenannte Körperfaszie, welche ebenfalls aus Kollagenfasern besteht.

Bindegewebe

Das Bindegewebe ist ein wichtiges Gewebe für den Körper, welches aus Bindegewebszellen und Interzellularsubstanz besteht. Einige Zellen des Bindegewebes sind beweglich, während andere fest sind. Beide sind in eine Extrazellularmatrix eingebettet, welche zum Hauptteil aus Collagen und anderen Strukturproteinen geformt wird. Aus diesen wird ein Netz gebildet, wo sich in den Zwischenräumen die sogenannten Proteoglykane ansiedeln. Durch die Kollagenfasern wird die Struktur widerstandsfähiger gegenüber Zugkräften. Die Proteoglykane regulieren hingegen die Kompressionskräfte. Durch die Kombination dieser beiden Fähigkeiten sorgt das Bindegewebe unter anderem für den Formerhalt von Organen. Eine Schwäche des Bindegewebes kann verschiedene Auswirkungen haben. Wenn beispielsweise die Hautoberfläche nicht mehr ausreichend gestützt wird, bilden sich Dellen in der Haut. Diese werden meist als Orangenhaut oder Cellulitis bezeichnet und befinden sich meist an Oberschenkeln oder Gesäß. Dehnungsstreifen sind ebenso ein Zeichen für ein schwaches Bindegewebe. Hierbei wird das Gewebe durch eine Überdehnung verletzt. Die Streifen haben zuerst eine bläuliche Farbe, werden dann aber mit der Zeit immer heller und verblassen. Außerdem kann eine Bindegewebsschwäche an den Beinen Besenreißer oder Krampfadern zur Folge haben.

Knochen

Das menschliche Skelett besteht aus über 200 verschiedenen Knochen. Diese haben eine stützende und schützende Funktion im Körper und haben eine sehr stabile Struktur. Ohne das Skelett wäre der Mensch beispielsweise nicht in der Lage aufrecht zu gehen. Der Knochenaufbau wird in zwei Schichten aufteilen, die äußere Rindenschicht (Compacta) und das innere schwammige Gerüst (Spongiosa). Das sogenannte Knochengewebe sorgt für die Stabilität des Knochens. In diesem sind die Knochenzellen (Osteozyten) in eine extrazelluläre Matrix eingebettet. Der Großteil der organischen Anteile an dieser Matrix besteht aus Collagenen, insbesondere Typ 1. An die aus ihnen gebildeten Kollagenfibrillen sind Kristalle des Minerals Hydroxylapatit in einer speziellen Anrichtung angelagert. Diese Kombination aus Collagen und Mineralien sorgt dafür, dass der Knochen stabil und belastbar bleibt.

Gelenke

Als Gelenk wird eine bewegliche Verbindung zwischen zwei oder mehr Knochen bezeichnet. Insgesamt gibt es 360 Gelenke im menschlichen Körper, wobei die größten das Hüft- und das Kniegelenk sind. Ein Gelenk wird aus zwei speziell geformten Knochen, die perfekt ineinandergreifen. Dabei wird der eine Knochen als Gelenkkopf und das andere Ende Knochen als Gelenkpfanne bezeichnet. Das gesamte Gelenk ist von einer schützenden Hülle umgeben, auch Gelenkkapsel genannt. Diese wird Bändern, Sehnen und Muskeln gebildet. Beide Knochenenden sind von einer dünnen Knorpelschicht überzogen und sind durch den sogenannten Gelenkspalt voneinander getrennt. In diesem befindet sich die sogenannte Gelenkschmiere (Synovialflüssigkeit). Die Knorpelschicht und die Gelenkschmiere sorgen für eine reibungsfreie und damit schmerzfreie Bewegung im Gelenk. Ist einer der beiden Faktoren geschädigt, können Bewegungen im Gelenk oft schmerzhaft werden. Der Knorpel besteht aus Knorpelzellen (Chrondrozyten) und einer extrazellulären Matrix, in deren Grundsubstanz sich netzartig angelegte Kollagenfasern befinden. Deshalb kann der Verlust an Collagen auch einen Schwund an Knorpelmasse zur Folge haben.

Blutgefäße

Die Blutgefäße versorgen den menschlichen Körper mit Sauerstoff und Nährstoffen. Außerdem transportieren sie das Blut wieder zum Herzen, damit es wieder neuen Sauerstoff aufnehmen kann. Es ist besonders wichtig, dass die Blutgefäße elastisch sind, um eine optimale Versorgung zu gewährleisten und Blutdruckschwankungen ausgleichen zu können. Die beiden Eiweiße Collagen und Elastin sind beide dafür verantwortlich, dass die Blutgefäße elastisch sind und gleichzeitig aber stabil. Bei steigendem Alter oder bestimmten Erkrankungen wie Diabetes mellitus kann die Elastizität der Blutgefäße abnehmen und dadurch kann es zu einer Verkalkung der Gefäße kommen.

Arten von Collagen

Es gibt verschiedene Arten von Kollagen. Insgesamt sind heute 28 Stück bekannt, wobei beim Menschen insbesondere Typ 1 vorkommt, weshalb dieses häufig synonym mit dem Protein verwendet wird. Außerdem gibt es noch mindestens 10 weitere Proteine, die eine collagenähnliche Struktur aufweisen.

Typ 1

Diese Art von Protein ist ein sogenanntes fibrilläres Kollagen. Damit ist gemeint, dass das Eiweiß Fibrillen herstellen kann, wobei es sich um sehr feine Muskel- oder Nervenfasern handelt. Diese sind quer gestreift und sehr dick. Dieser Typ ist vor allem in folgenden Strukturen zu finden:

  • Faserknorpel
  • Bänder
  • Sehnen
  • Knochen
  • Haut
  • Faszien
  • Zahnbein
  • Horn- und Lederhaut des Auges

Typ 2

Auch hierbei handelt es sich wie bei Typ 1 um ein faserbildendes Protein. Es ist sowohl in mehreren Arten von Knorpel als auch im Glaskörper des Auges zu finden.

Typ 3

Typ 1 und Typ 3 werden häufig miteinander assoziiert, da beide eine faserbildende Funktion haben und dadurch zu den fibrillären Kollagenen gehören. Typ 3 ist insbesondere für retikuläre Fasern und damit auch das retikuläre System von Bedeutung. Bei diesen Fasern handelt es sich um sehr feine Stränge, die wie ein Netz angeordnet sind. Das Gewebe findet sich vor allem in lymphatischen Organen, wie beispielsweise Lymphknoten, Milz, Rachen- oder Gaumenmandeln. Daneben findet sich Typ 3 auch noch in anderen Körperstrukturen:

  • Zahnbein
  • Sehnen
  • Knorpel
  • Herz
  • Knochensubstanz

Typ 4

Auch diese Art von Kollagen hat eine netzförmige Struktur. Es findet sich vor allem in der Basalmembran, welche auch als Grenzmembran bezeichnet wird. Diese trennt im Körper die Epithelgewebe vom darunter befindlichen Bindegewebe, zum Beispiel bei Fett- und Muskelfasern.

Typ 6

Auch bei diesem Typ handelt es sich um ein faserassoziiertes Eiweiß. Es lässt sich vor allem in der extrazellulären Matrix des Skelettmuskels finden. Außerdem findet sich das Protein auch in Knochen- und Knorpelgewebe, Sehnen, Haut sowie Fett- und Nervengewebe.

Andere Kollagenarten

Im menschlichen Körper finden sich zusätzlich noch viele andere Arten von Kollagen. Auch diese haben eine faserbildende, netzförmige oder transmembrenäre Funktion. Sie sind beispielsweise ein Teil der Plazenta oder auch des fetalen Gewebes. Sie lassen sich aber auch in den inneren Organen, Haut, in den Augen oder den Wachstumszonen des Knorpels finden. Bei vielen Arten ist allerdings die genaue Funktion noch nicht geklärt und wird noch erforscht.

Kollagenhydrolysat oder Kollagenpeptide

Bei beiden Bezeichnungen handelt es sich um dieselbe Form von Kollagen. Diese steht häufig auf Nahrungsergänzungsmitteln wie beispielsweise Collagenpulver. Kollagenhydrolysat wird ähnlich wie Gelatine aus dem Protein gewonnen. Allerdings wird es mithilfe von Enzymen verändert, sodass es wasserlöslich ist. Dadurch wird seine Bioverfügbarkeit erhöht und der Körper kann es leichter aufnehmen.

Bedarf

Wie viel Collagen der Körper tatsächlich braucht, ist immer noch nicht genau geklärt. Generell gilt, dass der Körper eigentlich in der Lage ist, das Protein aus Aminosäuren herzustellen und dadurch den körpereigenen Bedarf zu decken. Allerdings ist dieser Bedarf je nach Person unterschiedlich. So wird eine Person mit Gelenk- oder Knorpelbeschwerden einen höheren Bedarf haben, als ein gesunder, fitter Mensch. Außerdem lässt die Produktion mit dem Alter nach, sodass auch hier der Bedarf steigt. Generell zeigten sich in Studien an Tieren auch keine Nebenwirkungen bei einer hohen Dosierung. Auch Dosierungen von 5000 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht zeigten keine toxische Wirkung, weshalb der Einsatz als relativ sicher gilt. Dennoch kann es in seltenen Fällen zu Nebenwirkungen kommen:

  • Übelkeit
  • Kopfschmerzen
  • Bauchschmerzen
  • Schläfrigkeit
  • Schwindel

Lebensmittel zur Collagenbildung

Damit es im Körper zur Collagenbildung kommt, werden verschiedene Vitamine und Mineralstoffe benötigt. Dieser Prozess kann durch eine ausgewogene Ernährung oder eine gezielte Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln unterstützt werden.

Vitamin E hemmt die Aktivität der Enzyme, die das Protein abbauen. Durch die Hemmung der Kollagenasen wird also dem Abbau entgegengewirkt, wodurch mehr Collagen zur Verfügung steht. Vitamin C ist nicht nur ein wichtiger Bestandteil bei der Beseitigung freier Radikaler, sondern spielt auch eine wichtige Rolle bei der Kollagenproduktion. Es ist ein wichtiger sogenannter Co-Faktor von Enzymen, die an der Bildung des Strukturproteins beteiligt sind. Außerdem aktiviert es die Antagonisten der Kollagenase und wirkt deshalb ähnlich wie Vitamin E dem Abbau entgegen. Deshalb spielen Lebensmittel, die viel Vitamin E und Vitamin C enthalten eine wichtige Rolle bei der Kollagenproduktion. Dazu gehören beispielsweise:

  • Hagebutte
  • Sanddorn
  • Paprika
  • Superfood wie Acai
  • Avocado
  • Kohlsorten wie Grünkohl oder Rosenkohl
  • Brokkoli
  • Aubergine
  • Zitrusfrüchte wie Orangen, Zitronen und Grapefruits
  • Mango
  • Ananas
  • Walnüsse
  • Pflanzenöl

Zusätzlich ist auch Kieselsäure an der Kollagenbildung beteiligt. Es ist wichtig für die Bildung von Fasern des Bindegewebes in der Haut und anderen Geweben. Es hat eine unterstützende Funktion für das Enzym Prolylhydroxylase, welches ein großer Bestandteil der Synthese von Collagenen ist. Lebensmittel, die viel Kieselsäure enthalten, sind zum Beispiel:

Vitamin C

Vitamin C ist ein unerlässlicher Bestandteil der Bildung von Collagen. Es agiert dabei als Co-Faktor von beteiligten Enzymen. Deshalb ist es sehr wichtig für die Herstellung von festen und stabilen Kollagenfasern.

Zusätzlich regt Vitamin C auch die Bildung an. Eine Studie an Hautfibroblasten konnte zeigen, dass die Synthese von Typ 1 und Typ 4 signifikant durch eine Langzeitgabe von Vitamin C über 5 Tage verbessert werden konnte. Aus diesem Grund enthalten viele Nahrungsergänzungsmittel wie beispielsweise Collagenpulver zusätzlich Vitamin C, um die Aufnahme und Verwertung von Collagen zu fördern.

Kollagen als Nahrungsergänzungsmittel

Es gibt verschiedene Formen des Proteins als Nahrungsergänzungsmittel. Es kann sowohl als Collagenpulver als auch als Tablette oder Kapseln eingenommen werden. Jede Form hat ihre Vorteile. Collagenpulver kann leicht in Wasser aufgelöst werden und ist sowohl geruchs- als auch geschmackslos. Deshalb lässt sich das Collagenpulver sehr leicht vom Körper aufnehmen. Für unterwegs und auf Reisen sind natürlich Tabletten oder Kapsel ideal, da diese leicht zu transportieren sind.

In allen Formen ist Kollagenhydrolysat enthalten, da hier die Bioverfügbarkeit größer ist. Bei dem Kauf eines Nahrungsergänzungsmittels wie Collagenpulver sollte genau darauf geachtet werden, welchen Typ es enthält. Es sind sowohl Mittel mit Typ 1 als auch mit Typ 2 verfügbar. Deshalb sollte der gewünschte Verwendungszweck auch vorher durchdacht werden. Typ 1 findet sich vor allem in der Haut und den Knochen, während Typ 2 insbesondere für den Knorpel wichtig ist. Allerdings sollte diese Trennung nicht allzu streng gesehen werden, weil beide Typen im Körper auch miteinander vermischt vorkommen.

Hyaluronsäure

Collagen und Hyaluronsäure werden oft miteinander verglichen und viele fragen sich, welcher Stoff nun wirklich wichtiger für die Haut ist. Allerdings gibt es hierauf keine Antwort, da beide essenziell für die Hautstruktur sind. Beide sorgen dafür, dass die Haut fest, feucht und elastisch bleibt. Wenn einer der beiden Stoffe fehlt, dann wird Haut trocken und brüchig und es bilden sich Falten. Außerdem kann das Ganze auch einen Effekt auf das Immunsystem haben, da die Haut einen Schild gegen einen Großteil der äußeren Einflüsse bildet. Ist dieser geschwächt, haben es Viren und Bakterien einfacher in den Körper einzudringen und sich dort einzunisten. Deshalb sind viele Nahrungsergänzungsmittel wie Collagenpulver zusätzlich noch mit Hyaluronsäure angereicht, um auch diesen Bereich abzudecken.