Collageenproductie

Collageenproductie verwijst naar het proces waarbij collageen, het meest voorkomende eiwit in bindweefsel, wordt aangemaakt en gemodificeerd in cellen zoals fibroblasten, chondrocyten en osteoblasten. Collageen vormt de bouwsteen van structuren als huid, bot, kraakbeen en bloedvaten en bepaalt mede de treksterkte en veerkracht van deze weefsels.

Synthese en post-translationele modificaties verlopen grotendeels in het endoplasmatisch reticulum en in de extracellulaire ruimte. Preprocollageen wordt gesynthetiseerd met een signaalpeptide dat wordt afgesplitst tot procollageen. In het ER hydroxyleren proline- en lysine-residuen en glycosyleren deze residuen. Het molecuul vormt een stabiele driehelix en wordt buiten de cel uitgescheiden als procollageen. In de extracellulaire ruimte worden N- en C-eindpeptiden verwijderd door procollagenpeptidases, waardoor tropocollageen ontstaat. Tropocollageen assembleert vervolgens tot fibrillen die met kruisverbindingen worden vernet, meestal door lysyl-oxidase, wat de sterkte vergroot. De productie wordt gereguleerd door groeifactoren zoals TGF-β en door mechanische belasting; afbraak gebeurt door matrixmetalloproteïnasen (MMP’s) en wordt gereguleerd door TIMP.

Verschillende celtypen produceren collageen: fibroblasten in huid en verbindingen, chondrocyten in kraakbeen en osteoblasten in bot. De meest voorkomende typen in weefsels zijn type I (huid, bot, pezen), type II (kraakbeen) en type III (huid en bloedvaten). De verhoudingen en samenstelling variëren met leeftijd en gezondheid.

Veroudering en ziekten: Een tekort aan vitamine C hindert hydroxylatie en leidt tot zwak collageen met symptomen als bloedend tandvlees en vertraagde wondgenezing (scheurbuik). Erfelijke bindweefselstoornissen zoals het syndroom van Ehlers-Danlos en osteogenesis imperfecta hangen samen met mutaties in collageengerelateerde genen en de extracellulaire omzetting.

Toepassingen en bronnen: Collageen wordt veel gebruikt in biomaterialen en weefseltechniek, zoals gel- en scaffoldsystemen. Bronnen zijn onder meer runderen, varkens en vissen. Voedingssupplementen op basis van collageen bestaan, maar wetenschappelijke beweringen over hun effect op huid of gewrichten variëren en blijven onderwerp van onderzoek.