Kolagen jest powszechnie występującym białkiem należącym do białek włókienkowych. Stanowi 25% masy protein w organizmie człowieka. Inne ważne białka z tej grupy to keratyna (nie mylić z energetycznym związkiem i suplementem diety o nazwie kreatyna) oraz miozyna.
Miozyna jest białkiem umożliwiającym skurcz mięśni szkieletowych, a więc jest niezbędna wszystkim sportowcom, dowolnej dyscypliny. We wnętrzu włókna mięśniowego znajdują się liczne włókienka kurczliwe (zwane miofibrylami) o średnicy 1-3 um. Miofibryle zbudowane są przede wszystkim z dwu rodzajów białek: aktyny i miozyny. Siła kurczącego się mięśnia zależy od oddziaływania aktyny i miozyny. Miozyna jest określana, jako motor molekularny w mięśniach, ponieważ podczas skurczu, w połączeniu z hydrolizą trifosforanu adenozyny (ATP), białko zmienia konformację, pomiędzy słabymi i mocnymi wiązaniami strukturalnymi. Warto zauważyć, że siła jest generowana tylko wtedy, gdy ciężkie łańcuchy miozynowe (tzw. główki miozynowe) są w stanie silnego wiązania z aktyną.
Kolagen buduje np. elementy tkanki łącznej (więzadła, ścięgna), zapewnia elastyczność skórze (obok włókien keratynowych), podtrzymuje strukturę kości i zębów.
W ujęciu praktycznym (gdy rozpatrujemy kolagen, jako białko znajdujące się w pożywieniu), kolagen nie jest zbyt wartościowy dla sportowca, ponieważ zawiera mało BCAA i lizyny. Na dole zestawiłem profile białka serwatkowego oraz kolagenu.
Uwaga: poniższa tabela nie do końca jest zgodna z prawdą z przyczyn obiektywnych. J.E.EASTOE i wsp. wykazali, iż zawartość kolagenu w kościach, ścięgnach oraz w nerkach (retikulina) u człowieka jest różna. Dodatkowo uzyskane wyniki różnią się, w zależności od zastosowanych metod ekstrakcji! Dekompozycja niektórych aminokwasów w trakcie hydrolizy kości sprawia, iż dane musiały być poprawione względem oszacowanych strat (dotyczy to np. zawartości seryny i treoniny we wspomnianych kościach człowieka). Poza tym, w zależności od wieku badania i zastosowanych metod, wyniki będą inne. Tak samo mogą występować mniejsze lub większe różnice w składzie białek serwatkowych (WPC, WPH, WPI). Niemniej, nawet te orientacyjne dane pozwalają na wyciągnięcie ważnych wniosków odnośnie zastosowania poszczególnych protein u sportowców. Tabela celowo została ustawiona malejąco pod kątem profilu aminokwasowego kolagenu zawartego w produkcie GELITA AG (BODYBALANCE™).
Źródła danych: [3-5]
Legenda:
*-tworzą BCAA
bd = brak danych (w tym, konkretnym badaniu)
BCAA (leucyna, izoleucyna oraz walina) są jednym z najchętniej stosowanych suplementów diety. Ich popularność wiąże się z przypisywanymi aminokwasom właściwościami. Boom na aminokwasy rozgałęzione zaczął się po agresywnych kampaniach reklamowych, popartych stosownymi badaniami naukowymi.
Czy kolagen jest dobrym rozwiązaniem dla sportowców?
Wnioski: kolagen charakteryzuje wysoka zawartość glicyny, proliny, hydroksyproliny. Zgodnie z tym, co napisali Li P., Wu G. w badaniu „Roles of dietary glycine, proline, and hydroxyproline in collagen synthesis and animal growth”, wspomniane związki mogą stanowić nawet 57% aminokwasów w ustroju zwierząt. Dla porównania, w kościach człowieka mamy 26.2% glicyny, 10.1% proliny i 8.2% hydroksyproliny (razem 44.5%), z kolei w ścięgnach: 26.4% glicyny, 10.3% proliny i 7.5% hydroksyproliny (razem 44.2%). Z kolei w białku serwatkowym jest tylko 1.5% glicyny i 4.8% proliny, brakuje danych o hydroksyprolinie. Kolagen jest kiepskim źródłem aminokwasów rozgałęzionych, białko serwatkowe ma 3-4-krotnie więcej leucyny, ponad 3-krotnie więcej izoleucyny, zawartość waliny również jest znacząco większa, w porównaniu do białka kolagenowego.
Aminokwasy niezbędne to: arginina (częściowo niezbędna), histydyna, izoleucyna*, leucyna*, lizyna, metionina, fenyloalanina, treonina, tryptofan, walina* (* = BCAA).
Kolagen przewyższa białko serwatkowe właściwie tylko pod względem ilości argininy. Pod względem zawartości pozostałych aminokwasów niezbędnych już nie jest tak ciekawie. Z kolei białko serwatkowe (WPC, WPH, WPI) zawiera więcej leucyny, izoleucyny, niż mięśnie człowieka. Zawartość waliny natomiast, jest większa w mięśniach szkieletowych człowieka, niż w białku serwatkowym.
- leucyna: mięśnie (6.3%) < białko serwatkowe (8.6%)
- izoleucyna: mięśnie (3.4%) < białko serwatkowe (3.8%)
- walina: mięśnie (4.3%) > białko serwatkowe (3.5%)
Co najciekawsze, kazeina jest uznana za „zło” przez wielu „szamanów” z Youtube oraz autorów „oświeconych” książek (np. Bożena Przyjemska uważa mleko za przyczynę wszelkich chorób i klęsk zdrowotnych u człowieka). Tymczasem kazeina wcale nie wypada słabo.
Oto dane dotyczące kazeiny:
- leucyna: mięśnie (6.3%) < kazeina (7.8%) (wg innych danych [6] nawet 9.7%)
- izoleucyna: mięśnie (3.4%) > kazeina (3.0%) (wg innych danych [6] nawet 5.5%)
- walina: mięśnie (4.3%) > kazeina (3.8%) (wg innych danych [6] nawet 6.7%)
Ostatnio na Facebooku swoją wiedzę zaprezentował pewien absolwent AWF. Twierdził on, że białko serwatkowe jest produktem chemicznym. Metody ultrafiltracji, mikrofiltracji (i podobnych) ciężko uznać za ingerencję chemiczną, podobnie jak procesy suszenia i zagęszczania. Proces wymiany jonowej (produkcja izolatu, WPI) może budzić „większy strach”, niemniej ciężko uznać białko serwatkowe za niezdrowy produkt.
Czy kolagen jest bardziej anaboliczny od WPC?
Tak, być może, jeśli jesteś schorowaną, starszą kobietą, nieaktywną fizycznie, dostarczającą połowę z puli białka z suplementu, przy ogólnej podaży 0.8 g protein na kg m.c. Hays NP i wsp. [7] nie mogli wymyślić bardziej oderwanego od rzeczywistości badania! Ma się ono nijak do młodych, zdrowych, aktywnych fizycznie ludzi. Największym problemem tego eksperymentu jest brak zróżnicowana źródeł protein, co się normalnie nie zdarza (poza pewnym obecnie niepełnosprawnym kulturystą, który kiedyś opisywał, iż używa głównie białka serwatkowego, bo brakuje mu apetytu. Zapewne sięgał po środki mające wpływ na łaknienie, niekoniecznie występujące w oficjalnym obrocie). Poza tym, jak się ma podaż 0.8 g protein na kg m.c. do aktywnych sportowców, niejednokrotnie dostarczających 2-3 g protein na kg masy ciała?! Także to badanie włożę między bajki.
Kolagen a kreatyna
Kreatyna jest związkiem zbudowanym z fragmentów 3 aminokwasów. Występuje naturalnie w organizmie, w mięśniach szybkokurczliwych. Można ją też podawać w postaci suplementów diety (np. kreatyna w kapsułkach, w proszku itd.). W ciągu doby z moczem tracimy ok. 2 g kreatyny. Zasoby kreatyny odtwarzane są dwiema drogami. Mniej więcej połowę kreatyny utraconej w ciągu doby, odzyskujemy dzięki spożyciu zawierających ją pokarmów (np. w 1 kg surowego mięsa wołowego lub łososia znajduje się około 4,4 g kreatyny). W normalnych warunkach brakującą ilość kreatyny organizm syntetyzuje z 3 aminokwasów: glicyny, argininy i metioniny.
Białko, jakim jest kolagen, charakteryzuje wysoka zawartość glicyny (22-26%), argininy (7.8-15%) oraz znikoma metioniny (0.4-0.9%). Dla porównania WPC ma 1.5-1.7% glicyny, 1.7% argininy oraz ~1.8% metioniny. Z tego względu może mieć on znaczenie dla resyntezy kreatyny.
Podsumowanie
Kolagen jest ciekawym białkiem o nietypowym profilu aminokwasowym. Nie mogę polecić go, jako zasadniczego produktu dostarczającego protein, ze względu na uboższy skład aminokwasów, w porównaniu do białka serwatkowego (WPC, WPI, WPH), kazeiny czy nawet białka jaja. Ponadto jest to bardzo drogie rozwiązanie. Kolagen może mieć inne zalety. Mówi się o nim w kontekście regeneracji skóry (wpływ na starzenie się), wpływu na aparat ruchu itd. Z pewnością domieszka kolagenu nie zaszkodzi sportowcom.
Referencje:
Granner Daryl K, Murray Robert K., Rodwell Victor W. “Biochemia Harpera ilustrowana” Wydanie 6, PZWL
“Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego” Podręcznik dla studentów akademii wychowania fizycznego i akademii medycznych pod redakcją prof. dr. hab. n. med. Jana Górskiego
Denise Zdzieblik, Steffen Oesser, Manfred W. Baumstark,3 Albert Gollhofer,1 and Daniel König “Collagen peptide supplementation in combination with resistance training improves body composition and increases muscle strength in elderly sarcopenic men: a randomised controlled trial” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4594048/
J.E.EASTOE “The Amino Acid Composition of Mammalian Collagen and Gelatin” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1215839/pdf/biochemj00862-0065.pdf
Stefan H. M. Gorissen,1 Julie J. R. Crombag,1 Joan M. G. Senden,1 W. A. Huub Waterval,2 Jörgen Bierau,2 Lex B. Verdijk,1 and Luc J. C. van Loon “Protein content and amino acid composition of commercially available plant-based protein isolates” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6245118/
Justyna Żulewska “SERWATKA – Przekleństwo czy Błogosławieństwo?”
Hays NP1, Kim H, Wells AM, Kajkenova O, Evans WJ. “Effects of whey and fortified collagen hydrolysate protein supplements on nitrogen balance and body composition in older women” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19465192
