Síntese de Colagénio

O que é

O colagénio é a proteína mais abundante do organismo humano. Basta pensar que, por si só, representa 25-35% da massa proteica total ¹.

O colagénio é uma proteína particular, que assume uma estrutura tridimensional com a qual forma fibras fortes e resistentes ao alongamento.

De facto, o colagénio é um componente fundamental dos tecidos conjuntivos.

Os tecidos conjuntivos têm sobretudo funções de preenchimento, sustentação, elasticidade e proteção. Exemplos incluem tendões, ligamentos, pele, cartilagem, tecido adiposo e ossos.

Nestes tecidos, as fibras de colagénio são utilizadas como suporte ou ligação.

O colagénio forma também fibras muito finas e ramificadas, chamadas fibras reticulares, que constituem umaestrutura semelhante a uma rede.

Graças à sua rigidez e resistência à tração, esta matriz é perfeita para construir oarcabouço estrutural dos órgãos, pele, tendões, ossos e ligamentos.

O colagénio pode ser dividido em vários tipos consoante a sua conformação estrutural. Foram identificados 28 diferentes tipos de colagénio, mas, de longe, os mais comuns são os tipos I a IV (sendo que o tipo 1 representa mais de 90% do colagénio no corpo humano) ². Para saber mais, leia: tipos de colagénio »

Estrutura

Os aminoácidos são os blocos de construção das proteínas; por conseguinte, o colagénio também é composto pela ligação sucessiva de aminoácidos individuais.

A unidade estrutural do colagénio é o tropocolagénio.

O tropocolagénio é constituído por 3 cadeias de péptidos (grupos de aminoácidos), que se encontram enroladas em conjunto para formar uma tripla hélice dextrógira. Estas cadeias são conhecidas como cadeias alfa (cadeias α) ^{3, 4}.

As 3 cadeias peptídicas do tropocolagénio são ricas em glicina. Em particular, caracterizam-se por uma região denominada região colagénica, constituída por uma sequência de 3 aminoácidos.

O primeiro aminoácido é a glicina; os dois seguintes podem ser quaisquer aminoácidos, mas os mais abundantes são prolina, hidroxilisina e hidroxiprolina ⁵.

A sequência repetida de aminoácidos é responsável pela estrutura da hélice do tropocolagénio ⁶. De facto, cada tipo de colagénio tem proporções específicas de glicina, prolina, hidroxiprolina e hidroxilisina.

A síntese de colagénio ocorre principalmente nos fibroblastos, que são as células do tecido conjuntivo especializadas na síntese de colagénio e de outros componentes da matriz extracelular.

A síntese de colagénio no organismo é um processo complexo.

Em resumo, esta síntese começa com a ativação de genes associados à formação das cadeias alfa que irão constituir o tropocolagénio.

No interior dos ribossomas, o mRNA é traduzido, produzindo “cadeias brutas”, conhecidas como pré-pró-polipéptidos.

Estas cadeias são depois progressivamente aperfeiçoadas através de uma série de modificações pós-traducionais, que, em última análise, lhes permitem enrolar-se umas nas outras para formar a tripla hélice característica do tropocolagénio ⁷.

Entre as várias modificações, é necessário que os aminoácidos prolina e lisina do pré-pró-colagénio sejam hidroxilados.

A hidroxilação da prolina e da lisina é realizada por enzimas específicas que são dependentes da vitamina C. Por este motivo, uma grave deficiência de vitamina C (escorbuto) compromete a síntese de colagénio e provoca fraqueza dos tecidos conjuntivos.

Além de hidroxilar e estabilizar a molécula de colagénio, demonstrou-se que a vitamina C pode estimular os fibroblastos a aumentar a síntese desta proteína ^{7a, 7b}.

Os doentes com escorbuto podem apresentar cansaço geral, fraqueza, má cicatrização de feridas, anemia e doenças gengivais.

O cobre é também necessário nas fases finais da síntese das fibrilhas de colagénio.

Para aprofundar os detalhes bioquímicos da síntese de colagénio, recomendamos os artigos especializados em língua inglesa da Wikipédia e StatPearls.

Aumentar a Síntese de Colagénio

Alimentação

Comer alimentos ricos em colagénio ou alimentos que aumentem a produção de colagénio pode apoiar a síntese desta importante proteína.

As maiores concentrações de colagénio encontram-se nos tecidos conjuntivos, como a pele, os ossos, os tendões e as cartilagens.

Por conseguinte, os alimentos ricos em colagénio são exclusivamente de origem animal e incluem:

ossos e caldo de ossos;
carnes ricas em tecido conjuntivo (embora pouco digeríveis);
pele de porco (também pouco digerível);
pele de peixe;
ostras;
espinhas e caldo de peixe;
ovos, sobretudo a gema e as membranas que separam a casca da clara;
gelatina de peixe – gelatina e alimentos que a contêm (doces, carne em aspic, etc.);
carne de animais jovens (por exemplo, costeletas de vitela), uma vez que o colagénio dos animais jovens é mais digerível do que o dos animais idosos.

Como vimos, para uma síntese ótima de colagénio são necessárias concentrações adequadas de vitamina C e cobre.

Os alimentos ricos em vitamina C incluem fruta e hortícolas, enquanto as fontes animais desta vitamina se limitam às vísceras (fígado, rins, etc.) e aos moluscos crus (ostras, mexilhões, amêijoas).

A deficiência de vitamina C é rara, mas parece ainda afetar 5-15% dos adultos nos Estados Unidos ^{8, 9}. Observam-se taxas mais elevadas (30%) nos idosos ¹⁰.

A deficiência de cobre é, por sua vez, rara.

Suplementos de Colagénio

Segundo um estudo, é pouco provável que o caldo de ossos forneça concentrações fiáveis de precursores do colagénio, quando comparado com suplementos desta proteína ¹¹.

De forma mais geral, o corpo humano parece absorver o colagénio hidrolisado de forma mais eficiente do que a gelatina e o colagénio nativo ^{12, 13}.

Após a ingestão, o colagénio é digerido em aminoácidos e pequenos péptidos, que são depois absorvidos e utilizados pelo organismo para reconstruir colagénio ou outras proteínas ¹⁴.

A toma de suplementos de colagénio hidrolisado demonstrou estimular a síntese de colagénio e proporcionar benefícios específicos para a pele e as articulações ¹⁵.

No organismo, os produtos da digestão do colagénio exercem uma dupla ação ^{16, 17, 18}:

os aminoácidos livres fornecem os blocos necessários para a síntese de fibras de colagénio e elastina;
os oligopéptidos atuam como ligandos, ativando os recetores presentes na membrana dos fibroblastos e estimulando assim a produção de colagénio, elastina e ácido hialurónico.

Vários estudos clínicos mostram que os suplementos de colagénio podem ajudar a abrandar o envelhecimento da pele, reduzindo as rugas e a secura cutânea, e melhorando a sua elasticidade ^{19, 20, 21, 22}.

Os suplementos de colagénio podem ajudar a aliviar a dor articular associada ao exercício físico, à artrose e à artrite reumatoide, embora seja necessária mais investigação ^{50, 51, 52}.

Cosméticos

O colagénio hidrolisado é utilizado tanto em cosméticos como em suplementos.

Nos cosméticos, a sua ação é essencialmente hidratante e antioxidante, uma vez que as suas grandes dimensões moleculares não permitem uma absorção significativa pela pele.

Por conseguinte, os cosméticos à base de colagénio marinho ou bovino (inclusivamente na forma hidrolisada) não são eficazes para aumentar a síntese de colagénio.

Para estimular a síntese desta importante proteína, podem ser utilizadas outras estratégias cosméticas, como:

tratamentos esfoliantes com meios físicos, esfregando na pele substâncias abrasivas (como sal ou pó de caroços), ou aplicando peelings químicos (por exemplo, alfa-hidroxiácidos, beta-hidroxiácidos, poli-hidroxiácidos) ²³;
retinoides tópicos (vitamina A – retinol e derivados) ^{24, 25, 26};
vitamina C pura ²⁷;
péptidos bioativos, como palmitoil pentapéptido-4 (Matrixyl) e GHK-Cu ^{28, 29};
extratos vegetais tópicos (centelha-asiática, fitoestrogénios, lúpulo, boswellia, resveratrol) ^{30, 31, 32, 33}^{, 34, 35, 36};
fração insaponificável de alguns óleos vegetais, como os de abacate, soja, coco e azeite ^{37, 38, 39}.

Medicina Estética

Vários tratamentos médico-estéticos, como microdermoabrasão, radiofrequência, microagulhamento, ultrassons e resurfacing a laser, ajudam a estimular a síntese de colagénio e elastina.

A eficácia destes tratamentos baseia-se, paradoxalmente, na criação de danos nas camadas profundas da pele.

Estes danos estimulam a ativação dos fibroblastos para reparar a lesão, aumentando consequentemente a síntese de colagénio e de outras moléculas importantes para a beleza e a estrutura da pele.

Por exemplo, através do microagulhamento são criadas numerosas microlesões que estimulam a libertação de vários fatores de crescimento, úteis para aumentar a síntese e a deposição de colagénio e elastina na derme ⁴⁰.

Os tratamentos com laser ou ultrassons provocam, por sua vez, danos térmicos (pelo calor) ao nível da derme. Estes danos induzem a contração quase imediata do colagénio, com consequente aumento da firmeza da pele ^{41, 42}.

Além disso, nas semanas seguintes, os danos biológicos na derme estimulam a produção e renovação do colagénio, melhorando a textura e reduzindo a flacidez cutânea.

Bioestimulação

A bioestimulação baseia-se na microinjeção cutânea de substâncias ativas capazes de promover e estimular a atividade dos fibroblastos, com o objetivo de obter uma melhoria estética e funcional da pele.

Estes preparados biorrevitalizantes podem conter vitaminas (A, C, E, nicotinamida), ácido hialurónico de baixo peso molecular, aminoácidos, minerais, enzimas, antioxidantes e péptidos biomiméticos.

Dada a falta de padronização dos protocolos de bioestimulação, é difícil pronunciar-se sobre a eficácia geral destes tratamentos. Os estudos publicados apresentam também resultados contraditórios, uma vez que, em muitos casos, não foram observados benefícios estéticos ou funcionais significativos ^{43, 44, 45, 46, 47, 48, 49}.

Desporto

Um estudo com 56 mulheres japonesas sedentárias de meia-idade avaliou os efeitos de 16 semanas de atividade física, tanto aeróbica como de resistência ⁵⁰.

O treino aeróbico foi realizado duas vezes por semana e consistiu em 30 minutos de ciclismo a 65%-75% da frequência cardíaca máxima.
O treino de resistência foi realizado duas vezes por semana e consistiu em 3 séries de 10 repetições dos seguintes exercícios: flexão de pernas, extensão de pernas, curl de braços, remada, prensa de ombros e prensa de peito.
As participantes treinaram a 50% da carga máxima nas sessões 1-2, a 60% nas sessões 3-6, a 70% nas sessões 7-10 e a 75%-80% nas sessões 11-32.

A elasticidade da pele e a estrutura da derme superior melhoraram em ambos os grupos, mas apenas o treino de resistência conduziu a um aumento, embora não estatisticamente significativo, da espessura da derme.

Em ambos os grupos, a atividade física reduziu também os níveis de citocinas inflamatórias e aumentou a expressão de genes envolvidos na síntese de colagénio, ácido hialurónico e proteoglicanos.

Em ratos obesos, 8 semanas de exercício físico melhoraram a densidade do colagénio dérmico e reduziram a quantidade de tecido adiposo subcutâneo e o tamanho dos adipócitos ⁵¹.

Foi também demonstrado que o exercício aeróbico de intensidade moderada promove a cicatrização de feridas cutâneas tanto em seres humanos como em ratos ^{52, 53}.