Kollagen ist das im menschlichen Körper am häufigsten vorkommende Protein. Insgesamt macht Kollagen etwa 30 % der im Körper vorhandenen Proteine aus. Kollagen ist ein Protein mit hoher Zugfestigkeit und ein wichtiger Bestandteil verschiedener Bindegewebsarten. Bindegewebe gibt dem Körper Halt und Stabilität, unter anderem in Form von Knochengewebe, Knorpel, Muskelgewebe und Fettgewebe. Relativ gesehen besteht Bindegewebe aus wenigen Zellen mit viel (gefülltem) Zwischenraum, der extrazellulären Matrix. Die extrazelluläre Matrix besteht aus Proteinen (Kollagen, Elastin und/oder Retikulin) und Grundsubstanz und sorgt für Festigkeit und Elastizität. Die Grundsubstanz ist eine gelartige Masse, die aus Proteoglykanen*, Glykoproteinen mit daran gebundenem Wasser, besteht.
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Kollagenfasern verleihen dem Bindegewebe Struktur, Festigkeit, Zusammenhalt und Elastizität. Im Tierreich gibt es nicht weniger als 28 verschiedene Kollagentypen. Über 90 % des Kollagens im Körper ist Typ-I-Kollagen. Dieser Typ ist unter anderem in Sehnen, Bändern (Ligamenten), Gelenkkapseln, Blutgefäßen und Knochengewebe vorhanden. Knorpel enthält hauptsächlich Kollagen des Typs II und auch eine kleine Menge an Kollagen der Typen IX, X und XI. Alle Kollagentypen sind ähnlich aufgebaut. Kollagenfasern bestehen aus Bündeln von Kollagenfibrillen, die wiederum aus Kollagenmolekülen bzw. drei spiralförmig umeinander gewickelten Polypeptidketten zusammengesetzt sind. Eine normale Kollagenbildung ist für die Bildung, den Aufbau und die Funktion von Knorpel von Bedeutung.
Kollagen ist ein körpereigenes Protein, das von den Zellen des Bindegewebes synthetisiert wird. Die natürliche Fähigkeit der Kollagenbildung nimmt mit zunehmendem Alter ab. Die Kollagensynthese kann zum Teil durch eine ausreichende Zufuhr der Aminosäuren Glycin und Prolin, wichtigen Bausteinen des Kollagens, stimuliert werden. Außerdem ist Vitamin C ein wichtiger Kofaktor für die Kollagensynthese, und auch Mineralstoffe wie Kupfer und Silizium sind daran beteiligt. Ebenfalls wichtig ist ausreichende Bewegung.
Eine Brühe aus Knochen und Knochenmark enthält große Mengen an Kollagen, steht aber heute nicht mehr oft auf dem Speiseplan. Es ist daher gut, dass es Nahrungsergänzungsmittel mit Kollagenformen gibt, die leicht absorbiert werden können. Eine sehr gute Quelle für Typ-I-Kollagen ist das dünne Häutchen auf der Innenseite einer Eierschale, die Eierschalenmembran. Neben Kollagen Typ I enthält es auch geringe Mengen an Kollagen der Typen V und X sowie andere Bestandteile wie Elastin und Glykosaminoglykane*. Typ-II-Kollagen wird aus Hühnerknorpel gewonnen. Dabei ist wichtig, dass es sich um die undenaturierte* Form von Typ-II-Kollagen (UC-II) handelt, also um Kollagen Typ II in seiner natürlichen räumlichen Struktur. Die Supplementierung mit undenaturiertem Kollagen Typ II hat gegenüber denaturiertem* Kollagen nämlich Vorteile. Im Gegensatz zu denaturiertem Kollagen, bei dem die räumliche Struktur verloren gegangen ist und 10 Gramm pro Tag erforderlich sind, wird bei undenaturiertem Kollagen eine viel geringere Dosis von nur 40 mg pro Tag benötigt.
Denaturiertes Typ-II-Kollagen liefert Bausteine wie Glycin und Prolin für den Knorpelaufbau, während UC-II einem völlig anderen Mechanismus folgt.(1) Es wird vermutet, dass UC-II über die Beeinflussung des Immunsystems in der Darmwand wirkt und so letztlich zum Schutz und zur Reparatur des Gelenkknorpels führt.
* Siehe Erläuterung der Begriffe
In Humanstudien hat UC-II eine positive Wirkung bei Arthrose (Osteoarthritis) und rheumatoider Arthritis gezeigt. Beide Gelenkerkrankungen sind durch eine chronische Gelenkentzündung gekennzeichnet und gehen mit Schmerzen, Schwellungen, Steifheit und dem Verlust von Knorpel (darunter Typ-II-Kollagen) in einem oder mehreren Gelenken einher. Die rheumatoide Arthritis ist eine Autoimmunerkrankung, bei der rheumaspezifische Autoantikörper eine Rolle spielen, die sich gegen den eigenen Knorpel richten. Arthrose (Osteoarthritis) ist eine der häufigsten rheumatischen Erkrankungen. Ursprünglich dachte man, dass Abnutzung die Ursache einer Arthrose sei. Die Forschung deutet jedoch darauf hin, dass – wie bei der rheumatoiden Arthritis – Entzündungen eine Rolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten der Krankheit spielen. Bei Menschen mit Arthrose scheint der Gehalt an entzündungsfördernden Proteinen im Blut und in der Gelenkflüssigkeit erhöht zu sein, wenn auch in geringerem Maße als bei der rheumatoiden Arthritis.(2) Außerdem befinden sich Entzündungszellen in den betroffenen Gelenken.
Es wird vermutet, dass das Komplementsystem*, eine wichtige Komponente des angeborenen Immunsystems, bei der Pathogenese der Arthrose eine Rolle spielt.(3) Die Aktivierung des Komplementsystems löst eine Kaskade aus, die Immunzellen mit dem Ziel aktiviert, einen Krankheitserreger abzutöten und zu beseitigen. Das Komplementsystem scheint jedoch nicht nur auf eingedrungene Krankheitserreger zu reagieren, sondern auch auf Zell- und Gewebeschäden. Bei Arthrose wird das Komplementsystem vermutlich durch Abbauprodukte der extrazellulären Matrix des Knorpels, darunter Fragmente von Typ-II-Kollagen, die auf eine minimale Gewebeschädigung zurückzuführen sind, aktiviert. Auch rheumaspezifische Antikörper sind in der Lage, das Komplementsystem zu aktivieren.(4) Eine Störung der Regulation der Komplementaktivierung kann zu einem Teufelskreis führen, bei dem Gewebeschäden eine Entzündungsreaktion auslösen, die dann weitere Schäden zur Folge hat.
Wenn bestimmte Immunzellen, eine spezielle Art von T-Lymphozyten, im Gelenk vorhanden sind, führt dies zu Entzündungen, die eine wichtige Rolle bei Schmerzen, Schwellungen, Steifheit und weiterem Knorpelabbau spielen.(5) Gleichzeitig wird die Aktivität einer anderen Art von T-Lymphozyten, der regulatorischen T-Lymphozyten, gehemmt. Regulatorische T-Lymphozyten haben eine entzündungshemmende Wirkung und verhindern, dass eine Immunantwort außer Kontrolle gerät, indem sie andere Zellen des Immunsystems regulieren. Daher sind diese Zellen sehr wichtig, um eine Immunreaktion einzudämmen, und sie spielen auch eine wichtige Rolle bei der Unterscheidung zwischen ‘eigenem’ und ‘fremdem’ Gewebe, damit das eigene Gewebe nicht angegriffen wird.(6)
* Siehe Erläuterung der Begriffe
Nach der oralen Zufuhr wird UC-II im Verdauungstrakt nicht aufgespalten und absorbiert, sondern kommt im letzten Teil des Dünndarms mit dem lokalen Abwehrsystem in der Darmwand, den Peyer-Plaques, in Kontakt. Dieses darmspezifische Immunsystem, das Teil der Darmschleimhaut ist, besteht aus lymphatischem Gewebe (Lymphgefäßen, Lymphknoten und Lymphozyten) und screent alles, was hereinkommt.(7) Es dient als Schalter, um die Immunantwort auf fremde Stoffe ein- oder auszuschalten. Wissenschaftler glauben, dass die tägliche Einnahme einer geringen Dosis UC-II die von T-Lymphozyten ausgelöste Immunreaktion gegen Typ-II-Kollagen im Gelenkknorpel ausschaltet.(1) Die Aktivierung von regulatorischen T-Lymphozyten spielt dabei eine zentrale Rolle. Aktivierte regulatorische T-Lymphozyten wandern zu entzündeten und geschädigten Gelenken, wo sie entzündungshemmende Proteine produzieren, die Knorpelzellen zur Synthese von Typ-II-Kollagen und anderen Komponenten der extrazellulären Matrix anregen. Das kann dazu führen, dass Knorpel repariert wird.(1,5,8-10) Dieser Mechanismus wird als orale Toleranz bezeichnet. Die Wirkung ist wahrscheinlich nur vorübergehend, so dass eine langfristige Supplementierung erforderlich ist.
Eine Supplementierung mit UC-II hemmt signifikant die Gelenkentzündung bei Arthrose, verbessert den Zustand der Gelenke, reduziert Schmerzen, Schwellungen und Steifheit und erhöht die Mobilität.(10-14) Dabei ist UC-II wirksamer als Glucosamin* und Chondroitin*, Nahrungsergänzungsmittel, die häufig (in Kombination) bei Gelenkbeschwerden eingesetzt werden. Durch die kombinierte Einnahme von UC-II mit Chondroitin und Glucosamin kann eine additive Wirkung erzielt werden. Bei rheumatoider Arthritis können mit UC-II ebenfalls positive Wirkungen erzielt werden. Probanden in klinischen Studien berichteten über eine Verringerung von Schmerzen und (Morgen-)Steifigkeit, weniger schmerzhafte, geschwollene Gelenke und eine Verbesserung der Lebensqualität.(15,16) Auch Menschen, die aufgrund einer starken physischen Beanspruchung Symptome entwickeln, aber keine signifikante Gelenkentzündung haben, können von einer Supplementierung mit UC-II profitieren, indem sie weniger Schmerzen bei Bewegung, eine schnellere Erholung nach der Anstrengung und geschmeidigere Kniegelenke verspüren.(9)
* Siehe Erläuterung der Begriffe
Eine Supplementierung mit intaktem (undenaturiertem) Typ-I-Kollagen trägt zur Verbesserung des Zustands der Bindegewebsstrukturen in den Gelenken bei, so z. B. der Gelenkbänder und der Synovialmembran, die das Gelenkinnere auskleidet, indem zum einen die Bausteine für die Kollagensynthese geliefert und zum anderen Entzündungen gehemmt werden. Ein Nahrungsergänzungsmittel mit Eierschalenmembran kann arthrosebedingte Gelenkbeschwerden deutlich lindern.(17) Die tägliche Einnahme kann bei Menschen mit Arthrose bereits nach einer Woche eine Linderung der Gelenkschmerzen und eine Verbesserung der Gelenkbeweglichkeit bewirken.(18) Auch Gelenkbeschwerden (Schmerzen, Steifheit und Funktionseinschränkungen), die durch intensive sportliche Betätigung oder – im Gegenteil – durch zu wenig Bewegung bei Menschen mit sitzender Lebensweise verursacht werden, können sich durch die Supplementierung mit Eierschalenmembran verbessern.(19,20) Bei diesen Beschwerden ist Eierschalenmembran eine gute Alternative zu herkömmlichen Schmerzmitteln. Außerdem scheint sich Eierschalenmembran positiv auf den Zustand der Achillessehne auszuwirken.(20) Diese sehr starke Sehne, die zu einem erheblichen Anteil aus Typ-I-Kollagen besteht, ist wichtig für die Stabilität und die korrekte Bewegung des Sprunggelenks.
UC-II ist in einer niedrigen Tagesdosis von 40 mg wirksam, wovon 10 mg undenaturiertes Typ-II-Kollagen sind. Mit 300 mg Eierschalenmembran pro Tag, davon 100 mg undenaturiertes Kollagen der Typen I, V und X, wurden in klinischen Studien positive Ergebnisse erzielt. UC-II ist gegen Magensäure und Verdauungsenzyme im Magen beständig. Die Einnahme von UC-II und Eierschalenmembran ist sehr sicher und verursacht keine Nebenwirkungen. Nahrungsergänzungsmittel mit Eierschalenmembran sind allerdings für Menschen mit einer Allergie gegen (Hühner-)Ei nicht geeignet. Soweit bekannt, gibt es keine Wechselwirkungen zwischen Präparaten aus undenaturiertem Kollagen und regulären Medikamenten.
Chondroitin: wichtiger Baustein der Glykosaminoglykane.
Komplementsystem: besteht aus über 30 löslichen Proteinen (Komplementfaktoren). Nach der Aktivierung des ersten Faktors durch einen Krankheitserreger oder einen Antikörper-Antigen-Komplex kommt es zu einer Kettenreaktion, bei der sich die Komplementfaktoren gegenseitig aktivieren, um eingedrungene Mikroorganismen abzutöten und zu beseitigen.
Denaturiertes Kollagen: Kollagen, das in Peptide (kurze Ketten aus Aminosäuren) zerlegt wurde und keine Ähnlichkeiten mehr mit der räumlichen Struktur des körpereigenen Kollagens aufweist.
Glucosamin: wichtiger Baustein der Glykosaminoglykane.
Glycoprotein: ein Protein, an das eine oder mehrere Zuckerketten gebunden sind.
Glykosaminoglykane: unverzweigte Zuckerketten, die ein Hauptbestandteil von kollagenreichen Geweben wie Knorpel sind.
Undenaturiertes Kollagen: Kollagen in der räumlichen Struktur, wie sie im Körper vorkommt.
Proteoglykane: Moleküle, die aus einer zentralen Proteinkette mit mehreren daran gebundenen Zuckerketten (Glykosaminoglykanen) bestehen. Die wichtigste Funktion der Proteoglykane in der extrazellulären Matrix besteht darin, viel Wasser zu binden und eine viskose Masse zu bilden.
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