Qu’est-ce que le collagène ?
Le collagène est la protéine la plus abondante du corps humain, constituant environ 30 % de l’ensemble des protéines totales. Essentiel à la structure des tissus conjonctifs, il assure la cohésion, l’élasticité et la régénération des structures comme : la peaues, les os, les tendons et les ligaments, les cartilages et enfin les vaisseaux sanguins.
Le collagène, une protéine structurelle essentielle dans l'organisme, représente environ un tiers de l'ensemble des protéines corporelles. Il se trouve principalement dans les tissus mous tels que la peau, ainsi que dans les tissus solides comme les os et les tissus élastiques comme le cartilage. Au niveau cellulaire, le collagène est situé dans la matrice extracellulaire, c'est-à-dire l'espace entre les cellules.
Structure moléculaire du collagène
Le collagène est composé de trois chaînes polypeptidiques formant une triple hélice, structure qui lui confère une exceptionnelle résistance mécanique. Les principaux acides aminés qui le constituent sont :
Glycine : Acide aminé le plus abondant, essentiel à la stabilisation de la triple hélice.
Proline et hydroxyproline : Cruciaux pour la solidité et l’élasticité.
Lysine et hydroxylysine : Impliqués dans les liaisons croisées pour former les fibres de collagène.
Structure du collagène en triple hélice
Types et structure du collagène marin
On distingue plus de vingt types de collagène dans l'organisme, mais les types I et II sont les plus connus. Le collagène de type I se trouve dans la peau, les tendons, les ligaments, les cartilages fibreux, le cerveau, et les composants organiques des os. Le type II, quant à lui, est présent dans les cartilages fibreux et élastiques, ainsi que dans les zones cartilagineuses des tendons.
Parmi les 28 types de collagène identifiés, les principaux sont : ·
· Type I : Constitue 90 % du collagène du corps. On le trouve dans la peau, les tendons, les os et les ligaments.
· Type II : Présent dans le cartilage, il est essentiel à la santé articulaire.
· Type III : Impliqué dans les muscles, les parois vasculaires et certains organes.
· Type IV : Forme les membranes basales.
· Type V : Participe aux structures fibrillaires du derme.
Structuralement, le collagène est composé d'acides aminés formant des chaînes alpha. Ces chaînes sont caractérisées par la répétition d'un motif de tripeptides débutant par la glycine : glycine - X - Y. Parmi ces séquences, on trouve principalement la Gly-Pro-Hyp (Glycine-Proline-Hydroxyproline). Les types I et II de collagène sont des collagènes fibrillaires, formant la majorité du collagène dans l'organisme. Ils se retrouvent dans la peau, les os, et le cartilage. Les fibres de collagène sont organisées en fibrilles, elles-mêmes composées de molécules triples hélices.
Compréhension des formes et étapes clés dans la biosynthèse du collagène : Procollagène, Protocollagène et Tropocollagène
Le procollagène, le protocollagène et le tropocollagène sont des termes qui désignent différentes formes de collagène lors de sa biosynthèse et de sa maturation. Ces formes représentent différentes étapes dans la formation du collagène mature, qui est un composant crucial de nombreux tissus conjonctifs dans le corps humain. Voici une explication détaillée de chacune de ces formes :
1. Procollagène :
Définition : Le procollagène est la forme préliminaire du collagène, synthétisée par les fibroblastes (et d'autres cellules) dans le corps. Il est généré à l'intérieur du réticulum endoplasmique rugueux des cellules.
Structure : Cette forme de collagène se caractérise par la présence de séquences peptidiques supplémentaires aux extrémités de la molécule, appelées peptides de procollagène.
Rôle : Le procollagène est important dans la régulation de la formation correcte des fibres de collagène et dans leur transport vers l'espace extracellulaire.
2. Protocollagène
Définition et Formation : Le terme "protocollagène" n'est pas communément utilisé dans la littérature scientifique moderne. Il peut parfois être utilisé de manière interchangeable avec le procollagène, mais ce n'est pas une norme établie. Il est important de consulter des sources scientifiques spécifiques pour une définition précise dans un contexte donné.
Rôle potentiel : Si mentionné, le protocollagène pourrait théoriquement faire référence à une étape intermédiaire dans la biosynthèse du collagène, mais ce n'est pas un terme largement reconnu ou défini dans la recherche sur le collagène.
3. Tropocollagène
Définition et Formation : Le tropocollagène est la forme de collagène qui se forme après que les peptides de procollagène sont clivés des extrémités du procollagène. Ce processus se produit une fois que le procollagène est sécrété dans l'espace extracellulaire.
Structure : Le tropocollagène est constitué de trois chaînes polypeptidiques qui s’enroulent en une structure en triple hélice. Cette structure est essentielle pour la force et la stabilité des fibres de collagène.
Rôle : Les molécules de tropocollagène s'assemblent pour former des fibrilles de collagène, qui sont ensuite organisées en fibres. Ces fibres confèrent force et élasticité aux tissus conjonctifs comme la peau, les tendons, les ligaments et les os.
Matrice et structure du tropocollagène
Rôle du collagène dans l'organisme
Peau : Le collagène de type I, principal composant du derme, assure la fermeté et l'élasticité de la peau.
Articulations : Le collagène de type I est crucial pour la souplesse et l'intégrité des cartilages articulaires.
Muscles : Les muscles contiennent du collagène de types I et III, qui leur confèrent élasticité et protection
Autres composants de la matrice extracellulaire
Les glycosaminoglycanes comme l'acide hyaluronique et la chondroïtine sulfate sont également présents dans la matrice extracellulaire, jouant un rôle crucial dans l'hydratation et le soutien structurel des tissus
Dégradation et supplémentation du collagène
Avec l'âge, la production de collagène diminue, entraînant une dégradation de la structure de la peau, des tissus articulaires, et des muscles. Pour compenser cette perte, les hydrolysats de collagène, obtenus par hydrolyse enzymatique du collagène natif, sont utilisés comme suppléments. Ces peptides de collagène, de faible poids moléculaire, sont plus facilement absorbés par l'organisme.
Le collagène est synthétisé par des cellules spécifiques :
Fibroblastes : Dans la peau.
Chondrocytes : Dans les cartilages.
Ostéoblastes : Dans les os.
Processus de synthèse
1. Production du précollagène : Synthétisé au sein des cellules.
2. Hydroxylation des acides aminés : Transformation des prolines et lysines en hydroxyproline et hydroxylysine. Ce processus dépend de la vitamine C.
3. Assemblage : Les chaînes polypeptidiques s’organisent en une triple hélice.
4. Excrétion et maturation extracellulaire : Les fibres de collagène se réticulent pour former un réseau résistant.
Origine du collagène marin
Le collagène marin est extrait principalement de sources aquatiques telles que la peau, les os et les écailles de poissons. Ces sources sont souvent des sous-produits de l'industrie de la pêche, ce qui contribue à la durabilité du processus. Le collagène marin est principalement de type I, semblable au collagène trouvé dans la peau humaine, ce qui le rend particulièrement utile pour les applications cosmétiques et dermatologiques.
Procédé de fabrication du collagène marin
1) Collecte du collagène marin : La première étape implique la collecte de peaux, d'os et d'écailles de poissons provenant des industries de traitement des fruits de mer.
2) Nettoyage et Préparation du collagène marin : Les matières premières sont nettoyées pour éliminer les impuretés.
3) Hydrolyse Enzymatique : Les protéines de collagène marin sont ensuite hydrolysées à l'aide d'enzymes spécifiques. Ce processus décompose le collagène en peptides plus petits, augmentant ainsi sa biodisponibilité.
4) Filtration et Purification : Le mélange est filtré pour éliminer les grosses particules et purifié pour obtenir une concentration élevée de peptides de collagène marin.
5) Séchage : La solution purifiée est ensuite séchée, souvent par atomisation, pour produire une poudre fine de collagène marin.
Caractéristiques du collagène marin
Biodisponibilité Élevée : Les peptides de collagène marin sont connus pour leur haute biodisponibilité en raison de leur petite taille moléculaire.
Compatibilité avec la Peau Humaine : En raison de sa similitude structurelle avec le collagène humain, le collagène marin est bien toléré et facilement assimilable par le corps.
Riche en Glycine et Proline : Ces acides aminés sont essentiels à la formation de collagène dans le corps humain.
Qu’est-ce que le collagène hydrolysé ?
Le collagène hydrolysé, ou peptides de collagène, est une forme enzymatiquement digérée de collagène. Ce processus réduit les protéines en segments de faible poids moléculaire (1 à 5 kDa), garantissant une meilleure absorption par le tractus intestinal.
Le collagène hydrolysé, également connu sous le nom d’hydrolysat de collagène, est une forme prédigérée de collagène obtenue grâce à un processus enzymatique. Ce procédé décompose les longues chaînes de protéines en peptides plus courts, rendant cette forme de collagène plus facile à digérer et à assimiler par l’organisme. Cette biodisponibilité accrue est l’un des principaux avantages du collagène hydrolysé par rapport au collagène natif.
Structure et Composition
Le collagène est constitué d'acides aminés spécifiques tels que la glycine, la proline et la hydroxyproline. Cette dernière joue un rôle clé dans la stabilité et la structure de la molécule de collagène. Dans sa forme hydrolysée, ces acides aminés sont conservés mais présentés sous une forme plus accessible. La hydroxyproline, en particulier, est impliquée dans la stimulation des fibroblastes, les cellules responsables de la production de collagène dans le corps, favorisant ainsi la régénération des tissus. Grâce à l’hydrolysat de collagène, ces bienfaits sont amplifiés par une absorption plus rapide et plus efficace.
Avantages du Processus d’Hydrolyse
L’ajout du terme "hydrolysé" n’est pas anodin. Il reflète un processus technologique avancé qui confère au collagène hydrolysé des caractéristiques uniques :
- Absorption améliorée : Les peptides issus de l’hydrolysat de collagène sont de petite taille, facilitant leur passage à travers la barrière intestinale pour une assimilation rapide.
- Action ciblée : Grâce à sa haute biodisponibilité, le collagène hydrolysé peut atteindre les tissus spécifiques où il est nécessaire, comme la peau, les articulations et les os.
- Stimulus à la production endogène : La présence de peptides spécifiques et de hydroxyproline dans l’hydrolysat stimule naturellement la production de nouveau collagène par le corps, renforçant ainsi les structures tissulaires.
Diminution du collagène avec l’âge
À partir de 25 ans, la production commence à diminuer. À 40 ans, la perte s’accélère (environ 1 % par an).
À 80 ans, les réserves peuvent avoir chuté de 75 %, entraînant :
Rides et perte d’élasticité cutanée, raideur articulaire, perte de densité osseuse.
Facteurs aggravants : Vieillissement naturel, exposition aux rayons UV, pollution et radicaux libres, tabac, alcool, alimentation déséquilibrée, stress mécanique dû à une activité physique intense.
Efficacité clinique des hydrolysats de collagène marin
Plusieurs études cliniques ont démontré l'efficacité des hydrolysats de collagène sur la santé de la peau et des articulations. Par exemple, une étude de Nicholas P. Hays et al. a montré que les suppléments de protéines à base de collagène hydrolysé peuvent maintenir l'équilibre azoté et préserver la masse corporelle maigre lors de la consommation d'un régime relativement pauvre en protéines chez les femmes âgées【1†source】.
Une autre étude menée par Mihaela-Adi Lupu et al. a révélé que l'ingestion de collagène hydrolysé détecté dans la circulation sanguine possède des propriétés chimiotactiques pour les fibroblastes cutanés, aidant ainsi au processus de restauration de la peau【2†source】.
Enfin, l'étude de Malkanthi Evans et al. a conclu que la supplémentation en collagène hydrolysé marin peut réduire significativement le score des rides et améliorer l'élasticité de la peau chez les femmes entre 45 et 60 ans【3†source】.
Illustration de l'hydrolyse en peptides de collagène
Conclusion
Le collagène est essentiel pour le maintien de la structure et de la fonction de divers tissus. Sa supplémentation, particulièrement sous forme hydrolysée, peut aider à pallier sa diminution naturelle et soutenir la santé de la peau et des articulations.
Références
1. Hays NP, 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." JADA, 2009.
2. Lupu MA, Gradisteanu Pircalabioru G, Chifiriuc MC, Albulescu R, Tanase C. "Beneficial effects of food supplements based on hydrolyzed collagen for skin care." Experimental and Therapeutic Medicine, 2019.
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