Wozu dient Kollagen? Funktionen und Vorteile von Präparaten

Was ist Kollagen?

Kollagen ist das am häufigsten vorkommende Protein im menschlichen Körper.

Genauer gesagt handelt es sich um ein Strukturprotein, das besonders reichlich im Bindegewebe vorkommt.

Bindegewebe dient der Stützung und dem Schutz von Organen und Strukturen wie Haut, Muskeln und Knochen.

Wozu dient Kollagen?

Im menschlichen Körper

Die Gewebe, aus denen Organe bestehen, lassen sich als Ansammlungen ähnlicher Zellen betrachten, die in eine extrazelluläre Matrix (EZM) eingebettet sind.

Die extrazelluläre Matrix besteht aus einem vielfältigen Netzwerk aus Proteinen und Zuckerverbindungen ¹:

• Kollagen, Elastin, Fibronectine und Laminine sind die wichtigsten Proteine des Gerüsts der EZM;
• Proteoglykane füllen die Zwischenräume zwischen diesen Proteinfasern aus und bilden eine gelartige Substanz ².

Kollagen ist somit eines der zahlreichen Proteine, die in die EZM eingebaut sind.

Wie erwähnt, ist es das häufigste Protein in tierischen Geweben: Etwa 25 bis 30 % der gesamten Proteinmasse von Säugetieren bestehen aus Kollagen ³.

Funktionen von Kollagen

Im Bindegewebe sorgt Kollagen vor allem für Struktur und Festigkeit.

Der Begriff Kollagen leitet sich vom griechischen Wort kólla für „Leim“ ab und verweist auf seine Fähigkeit, Geweben Zusammenhalt und Kompaktheit zu verleihen ⁴.

Kollagen macht beispielsweise etwa 65 bis 80 % des Trockengewichts von Sehnen aus und hilft ihnen, hohen Stoßbelastungen und Scherkräften standzuhalten ⁴⁵.

Es spielt daher eine entscheidende Rolle für die Gesundheit der Sehnen und kann dazu beitragen, das potenzielle Risiko von Sportverletzungen zu verringern ⁴⁶.

Neben seiner strukturellen Funktion ist Kollagen an verschiedenen zellulären Prozessen beteiligt, darunter ^{5, 6, 7, 8}:

• Gewebereparatur;
• Immunantwort;
• Zellkommunikation;
• Zellmigration.

Funktionen des Bindegewebes

Kollagen besitzt eine hohe Zugfestigkeit und ist der Hauptbestandteil des Bindegewebes in verschiedenen Körperstrukturen wie Sehnen, Bändern, Haut und Muskeln.

Zusammengefasst übernimmt Bindegewebe Stütz-, Schutz-, Ernährungs- und Abwehrfunktionen:

• Es verbindet und stützt den gesamten Organismus, unter anderem über das Knochenskelett, und bildet das Gerüst, das die Organe umschließt, trägt und schützt;
• es ermöglicht den Austausch und Transport von Stoffen zwischen Zellen und Blut, indem es zwischen Blutgefäßen und umliegenden Geweben liegt;
• es ist an Abwehrprozessen beteiligt, insbesondere gegen Infektionen;
• es wirkt aufgrund seiner reparativen Funktion bei der Wundheilung mit;
• im Fettgewebe ermöglicht es die Speicherung von Energiereserven und trägt zur Wärmeisolierung bei.

Kollagentypen

Beim Menschen sind 28 verschiedene Kollagenproteintypen und noch mehr Gene bekannt, die an ihrer Synthese beteiligt sind ³.

Kollagen besteht hauptsächlich aus den Aminosäuren Glycin, Prolin und Hydroxyprolin. Diese Aminosäuren bilden drei Ketten, aus denen die charakteristische Tripelhelix-Struktur des Kollagens entsteht ⁵.

Jeder Kollagentyp besitzt ein eigenes Verhältnis von Glycin, Prolin, Hydroxyprolin und Hydroxylysin.

Einige Kollagentypen kommen im menschlichen Körper deutlich häufiger vor als andere.

Mehr als 80 % des Kollagens gehören beispielsweise zu Typ I, II oder III. Diese Typen finden sich hauptsächlich in Haut, Knochen, Sehnen, Knorpel, Lunge, Darm und Gefäßsystem ⁹.

Untersuchungen zeigen, dass Typ I und III gemeinsam in Organen und Haut vorkommen, während Typ II vor allem in Gelenken und Knorpel zu finden ist ^{10, 11}.

Auch Kollagen Typ IV ist weit verbreitet, da es einen wichtigen Bestandteil der von Hautzellen gebildeten EZM darstellt ¹².

Wozu dienen Kollagenpräparate?

Die als Fibroblasten bezeichneten Zellen des Bindegewebes produzieren und erhalten Kollagen.

Mit zunehmendem Alter bilden Fibroblasten weniger Kollagen. Zudem fragmentiert das im Gewebe vorhandene Kollagen und verliert einen Teil seiner Eigenschaften ^{5, 13}.

Diese Veränderungen führen zusammen mit dem Verlust eines weiteren wichtigen Strukturproteins, Elastin, zu Zeichen der Alterung wie Hauterschlaffung und Falten.

Auch die Integrität des Kollagens im Skelettsystem nimmt mit dem Alter ab, wodurch die Knochenfestigkeit sinkt ¹⁴.

Eine Kollagenergänzung könnte daher dazu beitragen:

• Feuchtigkeit, Dichte und Elastizität der Haut zu verbessern ^{15, 16, 17};
• Beschwerden bei Arthrose und die Gelenkgesundheit zu verbessern ^{18, 19, 20};
• Gesundheit und Aussehen der Haare und Nägel zu unterstützen ^{21, 22};
• Aminosäuren bereitzustellen, die für Muskelwachstum und die Vorbeugung von Sarkopenie im Alter wichtig sind ^{23, 24};
• die Wundheilung zu fördern ^{25, 26, 27, 28};
• eine mögliche antioxidative Wirkung zu entfalten ^{29, 30};
• mögliche Stoffwechselvorteile zu bieten, darunter eine bessere Blutzuckerkontrolle und eine Verringerung von Fettmasse und Cholesterin ^{31, 47};
• die Verdauungsgesundheit zu verbessern ⁴⁵;
• die Gesundheit des Zahnhalteapparats zu unterstützen ⁴⁶.

Mögliche Vorteile für die Haut

In der Werbung werden Kollagenpräparate als Mittel zur Verbesserung von Gesundheit und Aussehen der Haut dargestellt.

Die inzwischen umfangreiche Forschung deutet tatsächlich darauf hin, dass sie Eigenschaften wie Hautfeuchtigkeit, Elastizität und Faltensichtbarkeit verbessern können.

Sie könnten den Körper zur Bildung von mehr Kollagen anregen und die Produktion anderer Strukturproteine der Haut fördern, darunter Elastin und Fibrillin ²⁵.

Eine Übersichtsarbeit über 11 überwiegend an Frauen durchgeführte Studien ergab, dass die tägliche Einnahme von 3 bis 10 Gramm Kollagen über durchschnittlich 69 Tage zu Verbesserungen der Hautelastizität und -feuchtigkeit führte ²⁵.

Eine weitere Auswertung von 19 Studien mit 1.125 Teilnehmern, davon 95 % Frauen im Alter von 20 bis 70 Jahren, zeigte Verbesserungen von Feuchtigkeit, Elastizität und Falten durch hydrolysiertes Kollagen gegenüber Placebo ³².

In einer Studie mit 15 Frauen mit dünner werdendem Haar verbesserten 180 Tage Kollagenergänzung Haarvolumen, Abdeckung der Kopfhaut, Glanz und Haardicke. Auch Hautfeuchtigkeit und Hautglätte nahmen zu ³³.

Die in Studien wirksamen Kollagendosen variieren. In den meisten Untersuchungen wurden jedoch 2,5 bis 10 Gramm täglich über mindestens 8 Wochen eingesetzt ^{25, 34}.

Mögliche Vorteile für die Gelenke

Kollagen trägt zur Erhaltung des Knorpels bei, des elastischen Gewebes, das die Gelenke schützt.

Eine Studie mit 147 Sportlern mit Gelenkschmerzen zeigte, dass die Einnahme eines Kollagenhydrolysats über 24 Wochen die Schmerzen signifikant verringerte ²⁵.

Eine weitere Studie mit 52 Patienten mit Arthrose, einer durch Knorpelverschleiß gekennzeichneten Erkrankung, stellte nach 90 Tagen Ergänzung mit Typ-II-Kollagen aus Huhn eine Verbesserung fest.

Insbesondere gingen Symptome und Schmerzen zurück, während sich die Fähigkeit zur Bewältigung alltäglicher Tätigkeiten wie Treppensteigen verbesserte ³⁵.

Bei 60 Patienten mit schwerer rheumatoider Arthritis verringerte eine dreimonatige Einnahme derselben besonderen Kollagenform, nicht denaturiertes Typ-II-Hühnerkollagen, die Anzahl geschwollener und schmerzhafter Gelenke gegenüber Placebo. Bei vier Patienten der Kollagengruppe verschwanden alle Symptome und die Erkrankung schritt nicht weiter fort ³⁶.

In einer weiteren Studie mit 139 Sportlern mit Knieschmerzen reduzierten 5 Gramm Kollagenpeptide täglich über 12 Wochen aktivitätsbedingte Schmerzen ²⁰.

Auch in einer 13-wöchigen Studie mit 30 Personen mit Kniearthrose verbesserten sich die Symptome bei zweimal täglich 5 Gramm Rinderkollagen ³⁷.

Eine Übersichtsarbeit kam schließlich zu dem Ergebnis, dass orale Kollagenpräparate arthrosebedingte Beschwerden einschließlich Gelenksteifigkeit verringerten ¹⁸.

Mögliche Vorteile für die Knochen

Knochen bestehen zu einem großen Teil aus Kollagen, das ihnen Struktur und Festigkeit verleiht ³⁸.

Kollagenpräparate könnten daher helfen, den Knochenabbau zu hemmen, der zu Osteoporose führt ³⁹.

Eine Studie untersuchte die Wirkung von Kollagenpräparaten bei 102 Frauen nach der Menopause mit niedriger Knochenmineraldichte (BMD).

Frauen, die ein Jahr lang täglich 5 Gramm Kollagenpeptide einnahmen, zeigten gegenüber Placebo eine signifikante Zunahme der BMD an Wirbelsäule und Oberschenkelknochen ⁴⁰.

Eine Nachbeobachtung von 31 dieser Frauen ergab, dass die tägliche Einnahme von 5 Gramm Kollagen über insgesamt vier Jahre mit einer fortschreitenden Zunahme der BMD verbunden war.

Während der Nachbeobachtung stieg die BMD an der Wirbelsäule um 5,79 bis 8,16 % und am Oberschenkelknochen um 1,23 bis 4,21 % ⁴¹.

Weitere Anwendungen von Kollagen

Im Gesundheitswesen werden Kollagen und kollagenbasierte Materialien zur Behandlung von Wunden, Verbrennungen und diabetischen Geschwüren eingesetzt ⁴².

In einer Studie mit 89 Patienten mit Druckgeschwüren verbesserte die Einnahme eines Kollagenhydrolysats dreimal täglich über 8 Wochen die Wundheilung ⁴³.

In Kosmetika wie Feuchtigkeitscremes und Gesichtsseren dient Kollagen aufgrund seiner feuchtigkeitsbindenden Eigenschaften zur Verbesserung der Hautfeuchtigkeit ⁴⁴.