Colágeno: definición, estructura, Clases y obtención

El colágeno es una proteína fibrosa que forma el tejido conjuntivo en todos los animales. En mamíferos, por ejemplo, constituye un cuarto de las proteínas corporales. Es el elemento fibroso mayoritario de la piel, huesos, tendones y cartílagos.

El nombre de esta proteína viene de la raíz griega kolla, que significa pegamento. Desde la antigüedad se cocinaba la cola y otras partes de los animales hasta obtener una pasta dura, transparente y pegajosa, usada como pegamento para madera. Otra curiosidad de esta proteína, es que su desnaturalización es la que permite curtir las pieles para convertirlas en cuero.

Estructura del colágeno

El colágeno está formado por tres cadenas idénticas de aminoácidos. Cada cadena tiene las siguientes características (figura 1):

  • En cada una de estas cadenas, un tercio de los residuos son glicina y un cuarto prolina o hidroxiprolina. El resto está constituido por pequeñas cantidades, de la mayoría de los otros aminoácidos.
  • La secuencia de aminoácidos es un poco repetitiva.  La glicina se encuentra en casi cada tercera posición y los segmentos glicina-x-prolina, glicina-x-hidroxiprolina y glicina-prolina-hidroxiprolina, son muy comunes.
  • Cada cadena de aminoácidos tiene forma helicoidal.

Además, las tres cadenas se unen formando una triple hélice que se estabiliza mediante puentes de hidrógeno y algún enlace covalente entre las cadenas. Finalmente, las moléculas de colágeno se empaquetan formando las fibras del tejido conjuntivo, dando rigidez a la estructura.

Colágeno
Figura 1. Representación de la estructura del colágeno.

Síntesis del colágeno

La información para la síntesis de esta proteína, como la de las demás, está almacenada en el ADN. Esta información es copiada por el ARN mensajero y llevada a los ribosomas del citoplasma. Allí se construyen las cadenas de aminoácidos. Después de eso, estas cadenas pasan al retículo endoplasmático, donde se unen formando la triple hélice. Este proceso es mediado por enzimas que requieren la presencia de hierro y vitamina C, como cofactores. La triple hélice sale de la célula y, entonces, es empaquetada para formar las fibras del tejido conjuntivo. Este proceso también es regulado por enzimas.

Clases de colágeno

Existen varias clases de colágeno (más de 12) que se diferencian por características estructurales. El tipo IV, por ejemplo, tiene un 14% de carbohidrato asociado.

El colágeno tipo 1, es el más abundante y está presente en todos los tejidos conjuntivos. El tipo II, se encuentra en el humor vítreo, El III, en tejidos fetales. El tipo IV y VII están en las membranas basales. Estos, por ejemplo, mantienen la piel unida a los tejidos subcutáneos. Del mismo modo, otros tipos son propios del cartílago, la vejiga, los vasos sanguíneos, el hígado o los tendones.

Deficiencia

Existen afecciones relacionadas con la deficiencia de colágeno. Estas pueden ser adquiridas o heredadas. Entre las primeras está el escorbuto. Como anotó antes, la vitamina C, es necesaria para la hidroxilación de la lisina, en la síntesis de esta proteína. En consecuencia, la falta de esta vitamina lleva a la formación de un colágeno débil e inestable que provoca el sangrado anormal de las encías. Entre las afecciones heredadas está el síndrome de Ehlers-Danlos.

Obtención

El colágeno puede extraerse, para uso en la terapia medicinal, de cultivos de células cartilaginosas. Posteriormente, es implantado en pacientes que han sufrido lesiones articulares, por ejemplo.

De otro lado, es posible extraerlo de tejidos animales como huesos, cartílagos pieles, tendones, etc. Se hace por cocción de estas partes, en medio ácido o alcalino, a temperaturas controladas. Después de esto, puede ocurrir una de dos cosas: si este producto se deshidrata y se mezcla con colorantes, saborizantes y azúcar, se llama gelatina. Pero, si además se trata con enzimas para romper más las cadenas de aminoácidos, se llama colágeno hidrolizado. Se supone que este último estimula la síntesis del colágeno natural en los tejidos. Sin embargo, para algunos nutricionistas, ninguno de estos es una buena fuente de proteínas.

Recomendación final

En el caso del colágeno relacionado con la piel, la mejor recomendación sigue siendo una dieta balanceada, rica en vitaminas y minerales. Recuerde que vitaminas y minerales se obtienen más fácilmente de frutas y verduras frescas. Además, se requiere consumir proteínas de origen animal y vegetal. De otro lado, la hidratación y la protección contra la radiación solar ayuda a mantener una piel saludable.

Taller de lectura

  1. ¿Qué es el colágeno?
  2. Escriba las tres características de las cadenas de aminoácidos en el colágeno.
  3. ¿A qué se le llama triple hélice?
  4. Describa en detalle el proceso de síntesis del colágeno.
  5. ¿En qué se diferencian las clases de colágeno? Dé un ejemplo.
  6. Escriba tres ejemplos de tipos de colágeno y su ubicación en el organismo.
  7. ¿En qué consiste el escorbuto?
  8. ¿Cómo se puede extraer el colágeno?
  9. ¿Qué diferencia hay entre gelatina y colágeno hidrolizado?
  10. ¿Cuál sigue siendo la mejor recomendación para mantener el colágeno corporal?

Referencias:

  • Ganong William. (1978) manual de fisiología médica. 6ª ed. México D.F. editorial Manual moderno S. A.
  • Bohinski Rober. (1978) Bioquímica. U.S.A. Fondo educativo interamericano.