Construir colágeno desde los cimientos

El colágeno es la proteína estructural más abundante del organismo, constituyendo más del 25% de las proteínas totales del cuerpo. Su función principal es brindar fuerza, estructura y soporte a todos los tejidos y órganos en los que está presente. Para que nos hagamos una idea de su importancia, constituye aproximadamente el 80% de los tendones, 74% de la piel, 64% de la córnea, 50% del cartílago, 23% del hueso cortical, 12-24% de las arterias, 10% del pulmón y 4% del hígado.¹

El colágeno es sintetizado por las células del tejido conectivo (fibroblastos) y es expulsado al espacio extracelular. Con el paso del tiempo la producción endógena de colágeno disminuye tanto en cantidad como en calidad, dando lugar a una red de colágeno más inestable y quebradiza, los huesos se debilitan, aparece dolor en las articulaciones debido a la pérdida de cartílago, la piel pierde firmeza y elasticidad provocando la aparición de arrugas, etc. Se estima que a partir de los 45 años la pérdida de colágeno se acelera, llegando a alcanzar pérdidas del 35% a partir de los 60 años.

Por todo ello, asegurar una correcta síntesis de colágeno es fundamental para mejorar el funcionamiento de todos los órganos donde está presente ya sea para reparar el tejido, prevenir la enfermedad o mejorar el estado de salud en general. Entre los tratamientos más convencionales nos encontramos preparados a base de colágeno puro extraído por ejemplo del cartílago de tiburón. Debido a la estructura compleja del colágeno nuestro sistema digestivo no es muy eficaz hidrolizando esta proteína. Los estudios nos indican que la absorción del colágeno sin hidrolizar no supera el 5% por lo que los beneficios que nos pueden reportar para la salud son mínimos. Por otro lado, existen complementos de colágeno hidrolizado donde una parte del colágeno se encuentra fragmentado en pequeños péptidos, mucho más biodisponibles. Estas pequeñas piezas proteicas pueden a su vez descomponerse y metabolizarse en el interior del organismo dando lugar a sus componentes esenciales, los aminoácidos. El problema es que la mayoría de colágenos hidrolizados que nos encontramos en el mercado no especifican exactamente el porcentaje de hidrólisis que presentan, pudiendo ser desde un 5% hasta un 90%.

Si lo que buscamos es optimizar al máximo nuestra síntesis de colágeno hay que ir al origen y buscar complementos que aporten los aminoácidos y los nutrientes más importantes que intervienen en la síntesis de colágeno. De esta manera conseguiremos una máxima biodisponibilidad y eficacia.

Aminoácidos como precursores del colágeno

La molécula de colágeno presenta una composición característica e inusual. Casi un tercio de su composición es glicina y un 13% es prolina. De los aminoácidos derivados presenta un 9% de 4-hidroxiprolina y un 0,6% de 5-hidroxilisina.² Además contiene glutamato, arginina, alanina y otros aminoácidos de menor relevancia estructural.

Como hemos indicado la glicina resulta limitante en la formación de colágeno. Los residuos de glicina aparecen repetidamente cada tres aminoácidos y gracias a su pequeño tamaño le permite adoptar la estructura de hélice alfa. Además también resulta necesaria para la conformación en triple hélice.

La glicina se considera un aminoácido no esencial ya que se sintetiza endógenamente a partir de serina, pero en muchas ocasiones la cantidad de serina que disponemos no es suficiente para sintetizar de forma efectiva toda la glicina que necesitamos y es que el requerimiento de glicina es muy elevado debido a que interviene en muchas funciones metabólicas importantes. Un aporte extra de serina mediante la suplementación podría aumentar la cantidad disponible de glicina para formar colágeno.

La glicina, además de participar en la síntesis de colágeno interviene en multitud de procesos como la síntesis de hemoglobina, creatina, glutatión, nucleótidos, sales biliares, etc. por lo que la carencia de este aminoácido puede condicionar a que estos procesos no funcionen debidamente y tenga repercusiones nocivas en la salud. El principal proceso afectado por la carencia de glicina es la síntesis de colágeno ya que en él se gasta más del 90% de la glicina disponible. Un aporte deficiente de glicina hace que no se sintetice suficiente colágeno y esto puede causar debilidad en el sistema mecánico del cuerpo (debilidad en las articulaciones, artrosis, roturas de huesos, esguinces, etc.) pero también puede ser la causar de la aparición de anemia, distrofias musculares, exceso de colesterol, y muchas otras patologías, las cuales podrían resolverse aumentando la ingesta diaria de glicina.³

Se estima que las necesidades metabólicas de glicina superan los 15 gramos diarios, sin embargo se ha visto que entre la síntesis endógena y lo que se incorpora a través de la dieta solo adquirimos unos 6 gramos de este nutriente por lo que aproximadamente tenemos un déficit diario de al menos 10 gramos al día. Es por este motivo que la glicina debería considerarse un aminoácido esencial que deberíamos aportar mediante la dieta o los suplementos.⁴

Otro aminoácido muy importante en el mantenimiento estructural del colágeno es la prolina.⁵ Los anillos de pirrolidina de los residuos de prolina se repelen entre sí por impedimento espacial de forma que fuerza a la cadena polipeptídica a formar una hélice levógira muy estirada y delgada. Como la super hélice de colágeno es dextrógira y las tres hélices α que lo conforman son levógiras esto impide el desenrollamiento de las tres cadenas. Además, en su forma hidroxilada, tanto la 4-hidroxiprolina como la 5-hidroxilisina confieren estabilidad a la triple hélice de colágeno, ya que los grupos -OH de los residuos forman puentes de hidrógeno entre las distintas cadenas.⁶ Es importante destacar que estos hidroxiaminoácidos no se incorporan al colágeno durante la síntesis proteica sino que una vez que la lisina y la prolina son incorporadas sufren una hidroxilación por la acción de dos enzimas: la lisil hidroxilasa y la prolil hidroxilasa.⁷ Estas enzimas necesitan la presencia de α-cetoglutarato, hierro, oxígeno y ácido ascórbico (vitamina C) para realizar su función. Estos cofactores son imprescindibles para la maduración de la matriz colagénica. Por ejemplo, cuando hay una deficiencia de hierro o vitamina C, se inhibe la hidroxilación de estos aminoácidos y la formación de la triple hélice de colágeno resulta impedida.   Por otro lado, cabe resaltar que algunos residuos de hidroxilisina poseen carbohidratos (disacáridos de glucosa y galactosa) unidos covalentemente.  Aunque la función de estos sacáridos es desconocida se piensa que puedan actuar dirigiendo la ordenación de las fibrillas.³

La arginina, aunque su porcentaje en la composición del colágeno es menor que otros, podría considerarse el cuarto aminoácido más importante en la síntesis de esta proteína. Se engloba dentro de los aminoácidos no ensenciales ya que nuestro organismo produce grandes cantidades de arginina en el ciclo de la urea. Realmente toda la arginina es consumida en el mismo ciclo como consecuencia de una mejora en el rendimiento cinético de esta ruta, por lo que matemáticamente podemos considerarla como aminoácido esencial y su ingesta resulta necesaria.⁸ A su vez,  un consumo de citrulina y ornitina también aumentaría la disponibilidad de este aminoácido para formar colágeno ya que actuan a su vez como precursores y derivados de la arginina. La citrulina suplementada por vía oral llega a los riñones donde se puede convertir directamente en arginina. Además ciertos estudios sugieren que la L-citrulina puede actuar como inhibidor alostérico de la enzima arginasa por lo que también puede desempeñar un papel en la regulación positiva de la biodisponibilidad de arginina.⁹

Por otro lado, no hay que olvidarse de la importancia del magnesio en la síntesis de proteínas. El silicio también es vital para dar estabilidad a la triple hélice de colágeno ya que forma enlaces con los grupos hidroxilo de las cadenas, haciendo que las fibras de colágeno sean más resistentes.¹⁰

En este punto es importante destacar que el colágeno constituye aproximadamente el 40% de la matriz cartilaginosa y junto al ácido hialurónico (HA) es un elemento muy importante para el mantenimiento del cartílago hialino. Un aporte óptimo de ambos nutrientes podría frenar el avance de enfermedades relacionadas con la degradación del cartílago articular, como es el caso de la osteoartritis. El cartílago hialino es un tejido resistente y elástico formado por condrocitos, que son las células encargadas de producir la matriz extracelular (MEC), compuesta mayoritariamente por colágeno tipo II y proteoglucanos (PGs). Las fibras de colágeno se encargan de dar integridad al tejido mientras que los PGs al ser viscosas e hidrófobos generan gran resistencia a la compresión. Para formar la matriz, los PGs se unen al HA formando un complejo agrecano-HA. Por otro lado, el colágeno se une a las cadenas laterales de los glucosaminoglucanos (GAGs), siendo el condroitin sulfato el más abundante. Estas uniones es lo que confiere firmeza y elasticidad a la MEC. Por su parte, el HA debido a su elevada viscosidad retiene el agua y actúa como lubricante de las articulaciones, disminuyendo al mínimo las fricciones y por ende la inflamación y el dolor. En cuanto al mecanismo de acción se cree que el HA actúa uniéndose al receptor intestinal TLR-4 aumentando la producción de citoquinas antinflamatorias como la IL-10 y disminuyendo la expresión de pleiotrofina, reduciendo de esta manera el dolor y la inflamación.¹¹ En los suplementos orales se suele emplear un HA de bajo peso molecular ya que al ser los fragmentos más pequeños se facilita su absorción y llegada al intestino.

Otro nutriente protector con propiedades interesantes es la SAMe (S-adenosil-L-metionina). Se trata de un metabolito intracelular de aminoácidos, formado por adenosina trifosfato (ATP) y metionina. Presenta capacidad analgésica y antiinflamatoria y además estimula la síntesis de PGs y fosfatidilcolina. En un estudio doble ciego, controlado y aleatorizado se comparó la eficacia de la SAMe (1200 mg) y el celecoxib (Celebrex® 200 mg), antiinflamatorio tipo AINE, en la reducción del dolor asociado con la artrosis de rodilla. Si bien el tratamiento con SAMe presenta un inicio de acción más lento, los resultados obtenidos después de 16 semanas con ambos tratamientos fueron comparables en cuanto al alivio del dolor, siendo la SAMe el que menor efectos secundarios produjo.¹² En cuanto al mecanismo de acción todo parece apuntar que la SAMe actúa reduciendo los niveles de TNFα y modula la expresión de la enzima óxido nítrico sintasa (NOS). Además restablece los niveles de glutatión disminuyendo el estrés oxidativo y la inflamación.

En resumen y a modo de conclusión, si buscamos un aporte extra de nutrientes que potencie la síntesis de colágeno endógeno y nos ayude a mantener la piel, los huesos y las articulaciones sanas durante más tiempo debemos buscar aquellos complementos que nos aporten los nutrientes esenciales que participan en la construcción de colágeno (aminoácidos) y que además contengan lubricantes y antinflamatorios de origen natural.

Referencias bibliográficas

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