Ecz. Dyt. Neda TANER
Günümüzden çok çok önceleri Çinli kadınlar, ciltlerini yumuşatmak, yaşlanma belirtilerini azaltmak ve eklemlerini korumak amacıyla kolajen içeren besinleri rutin olarak diyetlerine dahil etmişler ve bu alışkanlıklarını yüzyıllar boyu sürdürmüşlerdir. ABD’de 1980’li yıllarda dudakları dolgunlaştırmak ve kırışıklıkları azaltmak amacıyla enjekte edilebilir bir dolgu maddesi olarak kullanılmaya başlandıktan sonra bilinir hale gelmeye başlamıştır.
Kolajen, hücre dışı matrisin ana bileşenlerinden biridir. Denatüre bir kolajen formu olan jelatin gıdalarda, eczacılıkta, kozmetikte ve diğer ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca jelatin, Asya’da halk hekimleri arasında dolaşım sisteminin iyileştirilmesi ve kanamayı durdurmak amacıyla da tercih edilen bir madde olmuştur. Batı ülkelerinde de durum çok farklı değildir; jelatin içeren ürünlerin tüketiminin ağrıyı azaltarak eklem sağlığını iyileştirdiğine inanılmıştır.
Kolajen insan vücudu tarafından üretilen en önemli proteindir ve her protein gibi amino asitlerden oluşur. Kolajen normalde üçlü sarmal yapıda, suda çözünmez özelliktedir. Ortalama 600-3000 amino asit içeren zincir uzunluğuna sahiptir. Molekül ağırlığı 300.000-400.000 daltondur. Bu yapı oldukça büyüktür ve vücudumuz tarafından sindirilemediğinden kolajenden faydalanmak zordur. Ayrıca molekül içi hidrojen bağları nedeniyle çok kararlıdır. Kolajenin bu formu daha çok gıda sanayinde fonksiyonel amaçlarla kullanılır, besleyici değeri yok denecek kadar azdır.
Ekstrasellüler matriksi oluşturan yapısal proteinlerden en önemlisi kolajendir. Kolajen vücudumuzdaki proteinlerin yaklaşık %25’lik kısmını oluşturan, derimizin %75’lik kısmını meydana getiren önemli bir proteindir. Çeşitli dokularda belirli fonksiyonları yerine getiren neredeyse 28 kolajen türü tanımlanmıştır.
Kolajen tip I ciltte, kemikte, dişlerde, tendonda, ligamanlarda, vasküler bağlarda ve organlarda en yaygın olan çeşididir. Kolajen tip II kıkırdaklarda bulunur. Kolajen tip III için cilt, kas ve kan damarlarının bu proteinin en yaygın kaynakları olduğu söylenebilir. Tip IV, bazal membranın epitel tabakasında ve bazal laminada yer almaktadır. Kolajen tip V, hücre yüzeylerinin ve plasentanın temel bileşenlerinden biridir.
Organik matriksin esas elemanı kolajen I tip olup matriksin %90’ını meydana getirir. Kolajen hücrelerin arasında bulunan, aralarını dolduran ve onları destekleyen kompleks bir yapıdır. Ayrıca su ve mineralleri tutar ve doku gerginliğini ayarlar. Çoğunlukla deri, tendonlar, iç organlar, kemik, kıkırdak ve bağ dokuda bulunur ve vücut tarafından fibroblast hücrelerince doğal yollarla üretilir. Kolajen, doku hücreleri arasındaki boşlukları dolduran lifli yapısı ile deri dokusunun esnekliğini, parlaklığını ve yumuşaklığını sağlar. Kemik ve kıkırdak dokusunda destek görevini gören madde de kolajendir.
Tip I, II, III, V ve XI kolajenleri liflerden oluşmaları nedeniyle lifli kolajenler olarak sınıflandırılmaktadır. Diğer kolajen tipleri ağ yapı ya da tabakalardan oluşmaları nedeniyle genel olarak lifli olmayan kolajenler olarak adlandırılırlar. Bağ dokusunda bulunan, gıda endüstrisinde kullanımı uygun olan ve kolajen tipleri içinde en yaygın olan tip I ve tip II kolajenlerinin deriye direnç sağlama fonksiyonu bulunmaktadır. Lifli kollajenler omurgalılarda en bol bulunan kolajen tipidir ve ciltteki çekme dayanımı ve ligamentlerde gerilmeye karşı direnç gibi dokuların moleküler mimarisine, şekline ve mekanik özelliklerine katkıda bulunarak yapısal bir rol oynarlar.
Doğal kolajen tip I, farklı kaynaklardan elde edilebilir, ancak ana ekstraksiyon kaynağı, mevcudiyeti ve biyouyumluluğu nedeniyle sığırdır. Kemikler, tendonlar, akciğer dokusu veya bağ dokusu gibi farklı dokular kaynak olarak kullanılabilir. Diğer bir yaygın kaynak, domuz yan ürünleridir, bu kaynak insan kollajenine benzerlik göstermektedir ve kullanımında alerjik kısıtlamalar yoktur. Sığır veya domuz kökenli olmayan doğal kolajen çıkarımı için alternatif kaynaklar kemik, deri ve pul gibi balık dokuları veya balık yan ürünleri atıkları; tavuk, ördek ve tavşan derisi gibi diğer kaynaklar olarak sayılabilir. Farklı kaynaklardan elde edilen kolajenin biyoyararlanımı değişmemektedir, burada seçim yapılırken önemli olan husus kişinin sığır, domuz ya da balık ve bunların ürünlerine karşı hassasiyetleri olup olmadığıdır.
Kollajenin vücuttaki rolü çok önemlidir, çünkü organların gelişmesine yardımcı olur; yara ve doku iyileşmesi, kornea, diş etleri ve kafa derisi onarımında görev alır. Ayrıca kemik ve kan damarı tamirinde de görev alır. Korneada kolajen dokusu mekanik ve optik özellik kazanır. Proliferasyon, hücrenin hayatta kalması ve farklılaşma gibi hücrenin biyolojik fonksiyonlarında rol oynar. Cildimizin kuru ağırlığının yaklaşık %75'ini oluşturmaktadır, cildin dolgun görünmesini sağlayan ve kırışıklık görünümünü azaltan bir hacim sağlamaktadır.
Vücuttaki kolajen kaybı 18-29 yaş arasında başlar, 40 yaşından itibaren insan vücudu kolajeninin yaklaşık % 1’ini kaybeder ve 80 yıl sonunda vücuttaki kolajen üretimi genel olarak genç erişkinlere kıyasla % 75 oranında azalır. Organizmada serbest radikaller, yetersiz beslenme, sigara, güneş ışınlarına maruziyet, alkolizm ve hastalık gibi başka faktörler de bu sürece eşlik eder.
Önemli bir protein ve amino asit kaynağı olan kolajenin sentezinin azalması ile yaraların geç iyileşmesi, yorgunluk ve performans düşüklüğü gibi semptomlar da görülmektedir.
Kolajen kaybı sonucunda deri esnekliğini, parlaklığını ve yumuşaklığını kaybeder, donuklaşır, kırışır ve kahverengi lekeler başta olmak üzere renk değişiklikleri oluşur. Bunun sonucunda deride sarkmalar ve kırışıklıklar meydana gelmektedir. Kolajen sentezinin azalması sonucunda benzer bir durum, bağ doku ve kıkırdaklar için de geçerlidir. Yaşlanma ve diğer nedenlerden ötürü kolajen sentezinin azalmasıyla bağ doku ve kıkırdaklar esnekliğini kaybeder ve osteoporoz, romatizma başta olmak üzere çeşitli rahatsızlıklar ortaya çıkmaya başlar.
Deri insan vücudundaki en büyük organdır, kolajen elastik lifleri ve hyalüronik asit en önemli yapısal bileşenleridir. Yaşlanma, insan vücudundaki değişiklikleri içeren doğal bir süreçtir; morfolojik, yapısal ve fonksiyonel bozulmanın zaman içerisinde ortaya çıkması kaçınılmazdır; Kolajen ve elastinin azalması, çizgi ve kırışıklık oluşumunu teşvik eder.
Cilt yaşlanmasının kontrolü kozmetik endüstrisinde karşılaşılan en büyük zorluklardan biridir ve kolajenin yaşlanmanın etkilerini yavaşlatmada alternatif bir çözüm olduğunu kanıtlamıştır. Kolajenler uzun süredir ilaç ve gıda takviyelerinde cilt ve kıkırdak yapısını iyileştirme amacıyla yer almaktadır. Özellikle son yıllarda ilaç firmaları kolajen alımını kolaylaştırması ve daha zevkli hale getirmesi açısından meyve aromalı, vanilyalı tabletler, yutulması kolay kapsüller üretmek gibi iştah açıcı ve kolaylaştırıcı yöntemler kullanmaya başlamışlardır. Geçtiğimiz birkaç yıl içinde oral yoldan kullanılan kolajenin de cildin görünümünü etkileyebileceğini ve iyileştirebileceğini gösteren etkileyici çalışmalar yapılmıştır.
Jelatin, kolajenin kısmi hidrolizi ile elde edilir. Yalnızca sıcak suda çözünür, soğuyunca jelleşir. Gıda alanında şekerleme ve tatlılarda kıvam artırıcı, jelleştirici özelliğiyle yoğun olarak kullanılır. Molekül ağırlığı ortalama 50.000 daltondur. Görece yüksek bir molekül ağırlığındadır, vücut tarafından emilimi ve kullanımı, dolayısıyla biyoyararlanımı özellikle kolajen peptidlere göre düşüktür.
Hidrolize kolajenler, jelatinin kontrollü enzimatik hidroliziyle elde edilir ve küçük proteinlerdir. Amino asit sayısı 50’den az olan proteinler peptid olarak gruplandırılır. Kolajen peptidin molekül ağırlığı ortalama 2000-5000 dalton arasındadır yani oldukça küçüktür. Soğuk ve sıcak suda rahatlıkla çözünür. Molekül ağırlığı çok düşük olduğundan mide asidine ihtiyaç duymadan bağırsaklarda emilir. Kolajenin bu formu tüketildikten birkaç saat sonra vücut tarafından %90 ve üzeri oranında kullanılabildiği için yüksek biyoyararlanıma sahiptir. Bu nedenle kolajenin sağlık amaçlı faydalarından yararlanmak için kolajen peptidler tüm dünyada birinci tercihtir.
Hidrolize edilmiş kolajen dermiste iki farklı şekilde etki eder; ilk aşamada kolajen ve elastin liflerinin oluşumu için yapı taşı kaynağı olarak iş görür. İkinci aşamada ise, kolajen oligopeptidleri, fibroblastların zarındaki reseptörlere bağlanan ve yeni kollajen, elastin ve hyalüronik asit üretimini uyaran ligandlar olarak işlev görür. Antioksidan ve antimikrobiyal aktivitenin yanı sıra alerjen özellik taşımaması da büyük bir avantajdır.
Fonksiyonel bir bileşen olan kolajen hidrolizatı, vücutta kolajen yapımını arttırarak kemik ve cilt sağlığını düzenleyici gıdalarda kullanılan popüler bir bileşen haline gelmiştir. Kolajen hidrolizatı günümüzde yaygın olarak eklem ağrılarını azaltıcı ve eklem iltihabını engelleyici etkilerinden istifade edilerek kullanılmaktadır. Bunun yanı sıra cilt üzerine etkileri de tartışmasızdır.
Kozmetik uygulamalar açısından, çalışmalar hidrolize kolajenin hücre proliferasyonunu stimüle etmesi, su tutma kapasitesini artırması, fibroblast hücrelerinin gelişimini hızlandırması ve ciltte yaşlanma önleyici olarak davranması gibi biyolojik fonksiyonlara sahip olduğunu göstermiştir.
Yapılan klinik çalışmalarla, kolajen hidrolizatının eklemleri hasarlardan koruduğu ve güçlendirdiği, osteoartirit, romatizma gibi eklem rahatsızlıklarda oluşan ağrıları azalttığı ve kemik yoğunluğunu önemli düzeyde arttırdığı gösterilmiştir. Bahsedilen etkilerin altında yatan ana sebep; hidrolize kolajenin zengin aminoasit içeriğe sahip olmasından kaynaklanmaktadır.
Son yıllarda oral kolajen takviyesi, tüketicilere yaşlanma karşıtı bir ürün olarak giderek daha fazla pazarlandığı için popüler hale gelmiştir, çünkü hidrolize kollajenin oral takviyesi cildin daha derin katmanlarında etki göstermektedir. Kolajen hidrolizatı kozmetik endüstrisinde özellikle yaşlanma karşıtı kremlerde oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ancak zamanla daha popüler hale gelmesinin ardından ne kadar iyi çalıştığı ve güvenilirliği ile ilgili kaygılar da ortaya çıkmaya başlamıştır. Tek başına bir protein kaynağı olarak, kolajen kalori başına diğer proteinlerden daha az sodyum ve şeker içerirken diğer proteinlere göre daha fazla aminoasit içeren bir bileşiktir. Kolajen vücutta kolajenaz enzimi tarafından aminoasitlere parçalanmaktadır. Bu durum, kolajenin cilt ve bağ doku üzerinde olumlu etkilerinin ortaya çıkmasını engellemektedir. Antioksidanlar (özellikle C vitamini) kolajenaz enzimini inhibe ederek bu dezavantajı ortadan kaldırmaktadır. Osteoblast ve osteositlerdeki kolajen sentezi için C vitamini gereklidir. Kolajen hidrolizatı antioksidanlarca zengin ürün grupları ile zenginleştirildiğinde etkinliği artmaktadır. C vitamininin antioksidan etkisi dışında yara iyileşmesi ve vücudun çoğu dokusuna sağlamlığını veren kolajen oluşumu açısından yaşamsal olduğu ve ayrıca gıdalardan demir absorbsiyonunu arttırdığı bilinmektedir.
Bilimsel çalışmalara göre kolajen hidrolizatının emilimi sonrası vurgulanmış olan ilk etkisinin antioksidan oluşu, ikinci etkisinin ise biyolojik aktiviteleri olduğu belirtilmiştir. Oral takviye ürünler genellikle A, C, E ve çinko içeren karışımlardan oluşmuştur. Yapılan klinik çalışmalara göre kolajen hidrolizatın olumlu etkilerinden faydalanmak için düzenli ve günlük önerilen kullanım dozunda tüketmek gerekmektedir. Günlük doz 10 gram olarak belirtilmiştir. Belirlenen bu miktarda kolajen hidrolizat alımının eklem, kemik ve cilt sağlığı üzerinde yararlı etkilerini gerçekleştirebildiği, kanda hidroksipirolin konsantrasyonunun artması sonucunda kolajen sentezinin de arttığı deneysel olarak tespit edilmiştir. Kolajen hidrolizatının ağız yoluyla tüketilmesi sonucunda biyoyararlılık değerlerinin oldukça yüksek olduğu yapılan çalışmalarla desteklenmiştir.
12 hafta boyunca oral hidrolize kolajen desteği ile 40 ila 60 yaş arasındaki kadınlarda gerçekleştirilen çalışmalar; cilt hidrasyonu, kırışıklık ve elastikiyetinde belirgin bir iyileşme ile sonuçlanmıştır. Yaşları 35 ile 65 arasında değişen kadınlarda oral besin takviyesi olarak hidrolize kolajen; 3 aylık bir uygulamadan sonra dermal kalınlık ve cilt sıkılığını artırmak gibi cilt dokusunun ve elastikiyetinin iyileşmesiyle sonuçlanmıştır. Ek olarak, eklem sağlığı üzerinde koruyucu etkiye de rastlanmıştır. 40 ila 59 yaşları arasındaki kadınlarda oral hidrolize kolajen takviyesinin, dermis seviyesinde nemlendirme ve kolajen yoğunluğunda önemli bir artış olduğu ve cilt gözeneklerini azalttığı ortaya koyulmuştur.
Kolajen hidrolizatı, tüm dünyada gıda güvenliği ile ilgili yetkin bir otorite olarak kabul edilen FDA tarafından genel olarak güvenilir kabul edilmiştir ve alerjenite riski taşımamaktadır. Türk Gıda Kodeksi takviye edici gıdalar tebliğine göre kolajen hidrolizatının gıdalarda kullanımı uygundur.
Ecz. Dyt. Neda TANER
Kaynaklar:
Choi, S. Y., Ko, E. J., Lee, Y. H., Kim, B. G., Shin, H. J., Seo, D. B., … Kim, M. N. (2014). Effects of collagen tripeptide supplement on skin properties: A prospective, randomized, controlled study. Journal of Cosmetic and Laser Therapy, 16(3), 132–137.
Gu, L., Shan, T., Ma, Y. xuan, Tay, F. R., & Niu, L. (2019). Novel Biomedical Applications of Crosslinked Collagen. Trends in Biotechnology, 37(5), 464–491.
Hong, H., Fan, H., Chalamaiah, M., & Wu, J. (2019). Preparation of low-molecular-weight, collagen hydrolysates (peptides): Current progress, challenges, and future perspectives. Food Chemistry, 301, 125222.
Le, A., Morales-peñaloza, A., & Mart, M. (n.d.). Hydrolyzed Collagen—Sources and Applications, 1–16.
Szumała, P., Jungnickel, C., Kozłowska-Tylingo, K., Jacyna, B., & Cal, K. (2019). Transdermal transport of collagen and hyaluronic acid using water in oil microemulsion. International Journal of Pharmaceutics, 118738.
