Kolagen – główne białko tkanki łącznej. Posiada ono bardzo wysoką odporność na rozciąganie i stanowi główny składnik ścięgien. Jest odpowiedzialny za elastyczność skóry. Ubytek kolagenu ze skóry powoduje powstawanie zmarszczek, w trakcie jej starzenia. Kolagen wypełnia także rogówkę oka, gdzie występuje w formie krystalicznej. Kolagen jest powszechnie stosowany w kosmetykach, zwłaszcza w kremach i maściach przeciwzmarszczkowych. Stosuje się go też jako wypełniacz w chirurgii kosmetycznej – np. do wypełniania ust.

Kolagen stanowi powszechny składnik organizmów kręgowców.

Własności i budowa kolagenu

Kolagen ma nietypowy skład aminokwasów. Zawiera duże ilości glicyny i proliny oraz dwa aminokwasy nie pochodzące bezpośrednio z translacji w rybosomach – hydroksyprolinę i hydroksylizynę, z czego tę pierwszą w dość dużych ilościach. Aminokwasy te są formowane z proliny i lizyny już w gotowym produkcie translacji w procesie enzymatycznym, która wymaga obecności witaminy C. Szczegóły tego procesu wciąż nie są dobrze poznane. To właśnie ten proces wymaga konieczności występowania stałego stężenia witaminy C w organizmie, gdyż zablokowanie syntezy kolagenu skutkuje chorobą zwaną szkorbutem, polegającą na uszkodzeniach skóry, błon śluzowych i wypadaniu zębów.

Inną rzadką cechą kolagenu jest regularność rozmieszczenia aminokwasów, w każdym z jego α-łańcuchów. Łańcuchy te składają się z regularnych triad aminokwasów: Gly-X-Y, gdzie Gly – to glicyna a X i Y to inne aminokwasy. Na ogół X to prolina, zaś Y to hydroksyprolina. Niewiele innych białek wykazuje taką regularność. Regularność ta powoduje, że łańcuchy α mają tendencję do przyjmowania ściśle określonej konformacji, na skutek oddziaływań między sobą. Trzy cząsteczki kolagenu skręcają się spontanicznie w podjednostki zwane tropokolagenem. Tropokolagen ma strukturę potrójnej, ściśle upakowanej helisy, o skoku tylko 0,3 nm (nanometra) w porównaniu ze skokiem 0,36 nm, typowym dla innych białek. Wiązania kowalencyjne i wodorowe tworzone przez hydroksylizynę i hydroksyprolinę odgrywają kluczową rolę w stabilizowaniu helisy kolagenu, a także mają silny wpływ na ostateczny kształt włókien zbudowanych z kolagenu.

Rodzaje kolagenu

Kolagen występuje w wielu tkankach organizmu zwierząt a jego budowa jest zróżnicowana w zależności od funkcji i miejsca występowania. Generalnie rodzaje kolagenu dzieli się na 8 typów:

• typ I – jest to najbardziej powszechnie występujący rodzaj kolagenu w ludzkim organizmie. Jest on obecny w tkance tworzącej blizny, w ścięgnach i tkance łącznej kości. Występuje on także w skórze, tkance podskórnej,
• typ II – występuje w chrząstkach stawowych,
• typ III – występuje w tkance tworzącej się z fibroblastów, w trakcie zabliźniania ran, zanim zostanie wytworzony kolagen typu I, tworzy włókna tkanki łącznej właściwej siateczkowej, włókna te wybarwiają się solami metali ciężkich np. srebrem (argentos),
• typ IV – występuje w błonie podstawnej – mikrowłóknach międzytkankowych, tworzących cienkie membrany między różnymi tkankami organizmu,
• typ V – śródmiąższowy – występuje na granicy tkanki tworzącej blizny i tkanek na krawędzi blizn – występuje zawsze jako dopełnienie kolagenu typu I,
• typ VI – odmiana typu V – spełniająca tę samą funkcję,
• typ VII – występuje w tkance nabłonkowej, m.in. w skórze i na powierzchni tętnic,
• VIII – występuje w śródbłonku – tkankach tworzących błony śluzowe i wnętrze żył i tętnic,
• IX, X, XI – występują w chrząstkach – razem z typem II,
• XII – występuje razem z typami I i III w wielu tkankach.

Oprócz tego istnieje jeszcze 8 niesklasyfikowanych dotąd rodzajów kolagenu, których funkcja w organizmie nie jest wciąż wyjaśniona.

Zastosowanie kolagenu

Kolagen ma wiele zastosowań, od żywności do medycyny. Na przykład, jest on stosowany w chirurgii plastycznej i chirurgii oparzeń. Hydrolizowany kolagen może odgrywać ważną rolę w kontroli wagi. Jest on powszechnie stosowany w postaci osłonki kolagenowej do kiełbas oraz procesie tworzenia żelatyny, która jest wykorzystywana w wielu produktach spożywczych. Poza żywnością, żelatyna została wykorzystana w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym oraz w fotografii. Z żywieniowego punktu widzenia, kolagen jest niskiej jakości źródłem białka, ponieważ nie zawiera wszystkich niezbędnych aminokwasów. Producenci suplementów na bazie kolagenu twierdzą, że ich produkty mogą poprawić jakość skóry i paznokci, a także zdrowie stawów. Niemniej niedobór białka jest tylko jedną z przyczyn złego stanu zdrowia tych organów.

Kolagen jest powszechnie stosowany w chirurgii plastycznej, jako środek przyśpieszający regeneracje skóry po oparzeniach i rekonstrukcji kości. Stosowany jest również do różnorodnych celów dentystycznych, ortopedycznych i chirurgicznych (np. jest stosowany jako nośnik leków → spongostan). Stosowany jest jako wypełniacz skóry przy zwalczaniu zmarszczek i starzeniu się skóry. Jego główną zaletą jest absolutna hipoalergiczność. Jest składnikiem wielu kosmetyków, a również jest sprzedawany w swojej naturalnej formie jako krem oraz pigułki.^{potrzebne źródło}

Kolagen jest szeroko stosowany w budowie substytutów skóry, jest wykorzystywany przez organizm na każdym etapie gojenia się ran. Generalnie jest jednym z kluczowych zasobów naturalnych tkanki skórnej.

Przypisy