kollagenproduktion

Kollagen ist das wichtigste Strukturprotein des Bindegewebes. Es bildet Fasern, die Haut, Knorpel, Knochen, Sehnen und Blutgefäße Festigkeit und Form verleihen. Die Synthese erfolgt vor allem in Fibroblasten des Bindegewebes, aber auch in anderen Zellen wie Osteoblasten und Chondrozyten. Die Produktion beginnt im endoplasmatischen Retikulum, wo die Kollagen-Alpha-Ketten gebildet und zu Prokollagen zusammengesetzt werden.

Kollagen besteht aus verschiedenen Typen; die häufigsten sind Typ I, II und III. Die Alpha-Ketten werden zu Tripelhelices zusammengesetzt, modifiziert, als Prokollagen sezerniert und außerhalb der Zelle durch Peptidasen in reife Kollagenfibrillen umgewandelt. Wichtige posttranslationale Modifikationen umfassen Hydroxylierung von Prolin- und Lysinresten durch Prolyl- bzw. Lysylhydroxylase, ein Prozess, der Vitamin C als Cofaktor benötigt.

Die Fibrillen verleihen Geweben Zugfestigkeit und Elastizität. Kollagen spielt eine zentrale Rolle in Haut, Knochen, Knorpel, Sehnen, Bändern, Gefäßen und der Hornhaut. Es beteiligt sich auch an der Wundheilung und Gewebedynamik.

Die Produktion wird durch Genexpression der Kollagen-Gene (z. B. COL1A1, COL1A2, COL2A1) und durch Umweltfaktoren reguliert. Alterung, Mangelernährung, Hormone, UV-Licht und Entzündungen beeinflussen die Synthese. Mangel an Vitamin C führt zu Skorbut, da Prolin- und Lysin-Hydroxylierung gestört ist. Mutationen in Kollagen-Genen oder deren Bearbeitungsenzymen können Krankheiten verursachen, wie Osteogenesis imperfecta oder das Ehlers-Danlos-Syndrom.

In der Medizin werden Kollagenextrakte und -matrices als Biomaterialien genutzt; kosmetisch kommt Kollagen in Fillern und Hautpflegeprodukten vor.