Postępujący przyrost średniej długości życia człowieka koreluje proporcjonalnym do niego wzrostem liczby diagnozowanych chorób tkanek miękkich związanych z wiekiem. Taki stan jest powodem narastającego zapotrzebowania na produkty i małoinwazyjne procedury do rekonstrukcji tkanek miękkich sprzyjające zachowaniu młodego wyglądu oraz fizycznej samowystarczalności. Stąd też w przestrzeni medycyny i kosmetologii pojawiły się nurty Longevity, czyli długowieczności, bioregeneracji, biostymulacji, biomodulacji, czy też ostatnio SLOW Medicine. Wszystkie te nurty przez wszystkie przypadki odmieniają jedno słowo: kolagen.
lek. Krzysztof Gemza
Co znajdziesz w artykule?
Proces degradacji kolagenu w organizmie
Nasze ciało ma kilka enzymów degradujących kolagen, w tym metaloproteinazy macierzy oraz katepsyny i elastazę neutrofilową, które rozszczepiają cząsteczki kolagenu, a te następnie przechodzą proces proteolizy, którego tempo zależy od stabilności potrójnej helisy, sekwencji aminokwasowej białka czy też usieciowania. Fragmenty kolagenu powstałe w wyniku działania kolagenaz są dalej degradowane przez żelatynazy i niespecyficzne proteazy. Temu procesowi mają przeciwstawiać się właśnie kolageny różnego typu i o różnej drodze podania oraz procedury łączone, gdzie do kolagenu dodawane są protokoły synergistyczne z użyciem urządzeń, produktów pielęgnacyjnych i suplementacji doustnej.
Małoinwazyjne zabiegi – nowy standard w estetyce
Techniki małoinwazyjne zyskały akceptację zarówno przez specjalistów jak i przez pacjentów. Z punktu widzenia pacjentów, którzy nie chcą poddawać się zabiegowi chirurgicznemu, szybka i z reguły minimalnie bolesna procedura jest bardziej akceptowana. Tego typu zabiegi oferują pacjentowi mniej dyskomfortu i krótszy czas rekonwalescencji, co daje natychmiastowy powrót do codziennych zajęć. Terapie małoinwazyjne są obecnie również skierowane do pacjentów w zaawansowanym wieku aby zapewnić im lepszą jakość życia i są tak skonstruowane, aby nie zostały odrzucone również w tej części populacji.
Z punktu widzenia specjalisty, zaletą procedur małoinwazyjnych jest możliwość wprowadzenia ich w warunkach ambulatoryjnych z uniknięciem zaangażowania dużej ilości personelu, w tym anestezjologów oraz potrzeby posiadania sali operacyjnej oraz dużej ilości czasu na ich przeprowadzenie. Ze względu na swoją prostszą formę przysparzają też większej ilości pacjentów w jednostce czasu.
Typy kolagenu i ich znaczenie w nowoczesnych terapiach estetycznych
W zależności od publikowanych danych obecnie identyfikuje się dwadzieścia osiem lub dwadzieścia dziewięć (I – XXVIII/XXIX) typów kolagenu. Kolagen jest głównym składnikiem białkowym tkanek łącznych, stanowi prawie 25 – 30% całkowitego białka w organizmie człowieka oraz 75 – 80% suchej masy skóry człowieka. Jest w 80% jest budulcem substancji organicznych w ludzkich kościach oraz w ponad 90% składnikiem ścięgien i rogówki człowieka.
Podstawową, najmniejszą podjednostką kolagenu jest tropokolagen zbudowany z powtarzalnych jednostek glukozy i galaktozy w połączeniu z czterema aminokwasami: hydroksyproliną, glicyną, proliną i lizyną. Kolagen składa się z trimerów, jego skład może obejmować trzy identyczne łańcuchy pro-alfa, dwa identyczne łańcuchy z innym łańcuchem peptydowym C- końcowym o odpowiedniej długości i układzie, a nawet trzy różne łańcuchy. Wiele typów kolagenów, takich jak typy II, III lub VII, istnieje jedynie jako homotrimery . Jednakże, w obrębie poszczególnych typów kolagenu występują izoformy . Na przykład, większość kolagenu typu I istnieje jako heterotrimer dwóch łańcuchów α1 i jednego łańcucha α2, a kolagen typu IV ma sześć różnych łańcuchów α, które mogą się łączyć, tworząc znaczną liczbę izomerów tworzących tkankowo specyficzne błony podstawne.
Funkcje biologiczne kolagenu w różnych tkankach
Większość typów kolagenów wydaje się być silnie ze sobą powiązana, ale ich występowanie ogranicza się do określonych miejsc w tkankach, gdzie spełniają różne funkcje biologiczne. Wszystkie obecnie znane homologiczne lub heterotrimeryczne cząsteczki kolagenów są ujęte w cztery nadrzędne grupy (1. – 4.). Grupa 1. obejmuje kolagen typu I, typu II, typu III, typu V, typu XI, typu XXIV i typu XXVII. Grupa 2. to kolageny IV, VII i XXVIII. Grupa 3. to kolageny VI, VIII, X. Grupa 4. to kolageny IX, XII – XVII, od XIX do XXIII, XXV.
W klasyfikacji można wyróżnić kolageny fibrylotwórcze (I, II, III, V), błony podstawnej (IV), mikrofibrylarne (VI), kolageny związane z fibrylami z przerwaną potrójną helisą [FACIT] (IX, XII), transbłonowe (XVII), multipleksyny (XVIII) i inne. Kolagen I i XII występuje w skórze właściwej, kościach, ścięgnach i więzadłach, kolagen II w płucach, rogówce, włóknach siateczkowatych, chrząstkach, ścianach naczyń, kolagen III w skórze właściwej, aorcie, macicy, jelitach. Kolejno kolagen IV spotykamy w błonach podstawnych, kolagen V i VI w łożysku, kościach, skórze właściwej i rogówce, VI, IX i XII w chrząstkach, IX w ciele szklistym oka, XVII w połączeniu nabłonka i śródbłonka skóry a XVIII w płucach, wątrobie i nerkach.
Naturalny kolagen vs. rekombinowany – który wybrać?
Naturalny kolagen jest głównie ekstrahowany ze skóry, chrząstek i ścięgien zwierząt takich jak świnie, bydło, ryby, drób (nogi kaczki), gryzoni (ścięgna ogona szczura), ścięgien konia, kości i skóry aligatora, skór owiec i skór żab. Typy I i II pochodzą ze skóry, chrząstki i zginaczy koni. Typy I, II, III i V pochodzą z szyi kurczaka. Typ IX znajduje się w zarodkach chrząstki mostka kurczaka , a w skórach i tkance mięśniowej świń lub bydła typ I, III i IV.
Do celów medycznych kolagen jest pozyskiwany drogą ekstrakcji i hydrolizy. Najogólniej, do ekstrakcji żelatyny stosuje się ekstrakcję wspomaganą gorącą wodą i wysokim ciśnieniem, natomiast do ekstrakcji kolagenu znajduje zastosowanie technologia oparta na niskiej temperaturze i ekstrakcji enzymatycznej.
Na rynku dostępnych jest ponad 60 rodzajów produktów iniekcyjnych na bazie kolagenu o różnym zastosowaniu. Najczęstszymi źródłami do produkcji iniekcyjnych formulacji na bazie kolagenu są kolagen wołowy, wieprzowy, koński i ludzki. Kolagen ekstrahowany z tkanki zwierzęcej to głównie kolagen włóknisty typu I, w którym łańcuch polipeptydowy składa się z dwóch łańcuchów α1 i jednego łańcucha α2. Trzy łańcuchy peptydowe α są splecione ze sobą wiązaniami wodorowymi, kowalencyjnymi oraz siłami Van der Waalsa, tworząc strukturę prawoskrętnej helisy. Trójłańcuchowa struktura helisy kolagenu jest niezbędna do utrzymania jego biologicznej aktywności i wywierania właściwości funkcjonalnych. Struktura ta ułatwia adhezję i migrację komórek na materiałach na bazie kolagenu, aktywuje różnicowanie komórkowe i utrzymuje stabilność tkanek.
Alternatywnym źródłem dla pozyskania kolagenu iniekcyjnego jest technologia oparta na inżynierii genetycznej, dzięki której otrzymywany jest kolagen rekombinowany poprzez przeniesienie sekwencji DNA kolagenu ludzkiego do różnych komórek gospodarza i uzyskanie rekombinowanego kolagenu ludzkiego (RHC) poprzez fermentację, separację i oczyszczanie. To podejście wykorzystuje naturalne zdolności owadów, takich jak jedwabnik, do produkcji białek poprzez wstawienie pożądanego genu do genomu owada w celu wytworzenia i ekspresji pożądanej cząsteczki, w tym wypadku rekombinowanego polipeptydu łańcucha α1 kolagenu.
Najlepsze kolageny do zabiegów estetycznych – przegląd typów
Dostępne komercyjne produkty na bazie kolagenu były wykorzystane w medycynie estetycznej do tej pory głównie do modelowania twarzy a mianowicie bruzd nosowo-wargowych, czerwieni wargowych, kącików ust, konturu czerwieni wargowych i bruzd marionetki, bruzd utrwalonych gładzizny, w niechirurgicznej rhinoplastyce i w bliznach potrądzikowych. Obecnie – w celu regeneracji, stymulacji i modulacji tkanek – ich zastosowanie rozszerza się na stomatologię, laryngologię, leczenie nadmiernego napięcia mięśni poprzecznie prążkowanych, leczenie ran i odleżyn przewlekłych, terapię blizn przerosłych i keloidów, rozstępów, nagromadzenia lokalnej tkanki tłuszczowej oraz terapię bólów przewlekłych.
Tropokolagen typu I pochodzenia wieprzowego zaczyna dominować w terapiach regeneracyjno – naprawczych. Posiada wysoki poziom bezpieczeństwa w oparciu o niską immunogenność. Sekwencje glikoproteinowe łańcucha α1 mają homologię 97%, a łańcucha α2 94%. Wykazuje on wielokierunkowe działanie na tkanki poprzez mechanizmy bioregulacyjne, wpływając na procesy regeneracyjne, homeostazę macierzy zewnątrzkomórkowej oraz modulację czynników wzrostu i enzymów degradacyjnych. Tropokolagen typu I reguluje aktywność MMPs, zmniejszając ich destrukcyjny wpływ na macierz zewnątrzkomórkową, przywraca równowagę między degradacją a syntezą kolagenu, co sprzyja odbudowie uszkodzonych struktur oraz zmniejsza przewlekłe procesy zapalne, które często prowadzą do nadprodukcji MMPs w stanach chorobowych, takich jak zwyrodnienie stawów czy przewlekłe uszkodzenia skóry. Działa równolegle jako sygnał do aktywacji czynników wzrostu, które są kluczowe w procesach regeneracyjnych. Wpływa on na: TGF-β (Transforming Growth factor β, Transformujący Czynnik Wzrostu Beta), FGF (Fibroblast Growth Factor, Czynnik Wzrostu Fibroblastów), EGF (Epidermal Growth Factor, Epidermalny Czynnik Wzrostu), IGF-1 (Insulin-like Growth Factor 1, Insulinopodobny Czynnik Wzrostu). Tropokolagen wpływa też na matrykiny. Matrikiny pełnią funkcję biologicznych sygnałów naprawczych w regeneracji tkanek. Tropokolagen typu I indukuje powstawanie matrikin, które pobudzają fibroblasty do syntezy nowego kolagenu.
Kolagen wołowy, będący również źródłem kolagenu typu I, w przeciwieństwie do kolagenu wieprzowego jest narażony na zoonozy (np. pryszczycę i grupę gąbczastych encefalopatii bydła, spośród których najniebezpieczniejszą dla ludzi jest gąbczasta encefalopatia przenoszona drogą płciową) i wywołuje alergie (około 2–4% populacji). Jego zastosowanie w formie iniekcyjnej wymaga bardziej zaawansowanego protokołu zabiegowego.
Kolagen koński jest trzecim najczęściej stosowanym kolagenem. Jest wolny od ryzyka wywołania reakcji immunologicznej i transmisji zoonozy. Lecz ten rodzaj kolagenu jest rzadziej używany niż kolagen pochodzący od świń i bydła do produkcji preparatów do wstrzykiwań.
Podsumowując, preparaty na bazie kolagenu są historycznie uważane za „złoty standard” i od 1981 roku torują drogę rozwojowi nowej generacji produktów iniekcyjnych w terapiach ant-aging. Coraz większa liczba produktów do iniekcji na bazie kolagenu zostaje zatwierdzana do użytku klinicznego na całym świecie i jest rutynowo wprowadzana do wielu placówek klinicznych, zarówno w chirurgii estetycznej, jak i regeneracyjnej.
Lek. Krzysztof Gemza – współwłaściciel i główny lekarz w gabinecie Sensual Beauty. Ukończył studia medyczne na Wydziale Lekarskim Śląskiej Akademii Medycznej w Katowicach w 1987 r.; a medycyną estetyczną zajmuje się od 2012 r. Członek Polskiego Towarzystwa Medycyny Estetycznej i Anti-Aging Polskiego Towarzystwa Lekarskiego. Wykładowca akademicki na kierunku Medycyna Estetyczna dla Lekarzy, autor wielu publikacji naukowych i procedur zabiegowych.
