細胞の集まるところにコラーゲンが登場

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さて、細胞の集まるところにはコラーゲンが主役として登場します。

とりわけ結合組織がたくさん集まっている皮膚、骨、軟骨、腱、血管の壁、歯などには、コラーゲンがたくさんあります。

皮膚は、いちばん外側から表皮、真皮、皮下組織(皮下脂肪)の三つの層からなっています。

いつも目にする皮膚といえば表皮の部分ですが、表皮は薄いものです。

本当の皮膚と言ってよいのは、その下の真皮の部分です。

真皮の成分の7割はコラーゲンです。

次に、骨をみてみましよう。骨は骨格・骨組みという言葉があるように、私たちの体の構造をつくる大切な働きをしています。

弱い骨は体の構造をいびつにして、痛みを生じたり、行動の障害をもたらすことになります。

一般に骨を丈夫にするには、カルシウムとリンが大切ですが、骨は強さだけを求められているのではありません。

本当に丈夫な骨というのは、硬いだけでなく、柔軟性も持っていなければなりません。

丈夫でしなやかな骨をつくるためには、カルシウムやリンとともに、コラーゲンの新陳代謝を活発にして、柔軟で若々しくしなやかなコラーゲンが必要となります。

そのためには、コラーゲンの補給が欠かせません。

骨と骨とが接する関節は、柔らかい軟骨という骨で覆われています。関節は、ひざ、ひじ、肩、股関節など、私たちの体の動きに欠かせない働きをする要の場所にあります。

軟骨はこれらの関節で、骨と骨とが直接ぶつかる衝撃を和らげるクッション役を果たしています。

軟骨の約5割はコラーゲンで構成されています。

骨と筋肉を結びつける腱には、コラーゲンがたくさん含まれています。アキレス腱はコラーゲンそのものです。

管理人

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コラーゲンがゼラチンになる謎が解けた

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さて、コラーゲンを温めるとゼラチンになります。その謎は、コラーゲンの分子を知ることで解けます。

コラーゲンたっぷりの魚の骨や皮を煮た汁を冷やすと「煮こごり」ができます。これは、溶けてゼラチンとなった魚の骨や皮が「螺旋」を復元させて固まるからなのです。

それでは、電子顕微鏡を覗くのはひとまず、おくとしましょう。

ところで、さきほど3本の縄が左巻きの螺旋をつくっていると述べました。こんなかたちのタンパク質は、ほかには見当たりません。

その謎は、縄をつくるアミノ酸にあるのです。

タンパク質をつくるアミノ酸には20種類があり、アミノ酸の並び方の違いで、いろいろな異なるタンパク質になります。

アミノ酸が並ぶときの結びつき方をペプチド結合と呼んでいます。たくさんのペプチド結合が集まったものが、ポリペプチド鎖(タンパク質をつくるとき、アミノ酸がくっつき並んで鎖状になったもの)になります。

3本の縄のひとつ一つがポリペプチド鎖です。

コラーゲンの謎を解くためには、このポリペプチド鎖の謎を解かなければなりません。

謎を解く研究の結果わかったことは、コラーゲンのポリペプチド鎖には、グリシンというアミノ酸がとても多く、全体の3分の1を占めていることでした。

そして、プロリンというアミノ酸も多いことがわかりました。

これらの特徴があることがコラーゲンの証拠ともなるのです。たとえば、ヒドロキシプロリンは、コラーゲンの目印として活用されています。

このアミノ酸は、コラーゲンに約10%の割合で存在します。体の中のある部分のコラーゲンの量を知るために、ヒドロキシプロリンの量を測定して、それを10倍する方法がとられています。

私たちの体で、コラーゲンは線維状をしている特徴を最大限に発揮します。固さとしなやかさ(柔軟性)が必要とされる場所で、かけがえのない特徴を最大限に発揮するために線維のかたちをしている、というわけです。

管理人

コラーゲンは3本の糸でつくられたコヨリ

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さて、引き続き電子顕微鏡で、さきほどの細線維を拡大してコラーゲンの分子を見てみることにしましょう。

棒のように細長いかたちが見えます。

この細長い棒をさらに拡大してよく見てみましょう。

すると、1本に見えた棒は、3本の縄が、左巻きの螺旋状により合わさってできていることがわかります。

3本の糸でつくられたコヨリを思い浮かべてもらうと、わかりやすいでしょう。

そして、その両方の端、頭と尻尾にあたる部分を見ますと、どうでしよう。より合わされずに3本の鎖が、ほどけたかたちで見えますね。

この3本の縄は、4分の1ずつずれながら、規則正しく、こんどは右巻きの螺旋状に巻かれて細線維をつくるのです。

前回述べた縞模様は、細線維の4分の1ずつのずれがつくったものなのです。

管理人

コラーゲンは線維のかたちをしている

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ここで、ちょっと知っておくと物知りになるコラーゲンの豆知識をご紹介しましょう。

コラーゲンには、現在19種類のものが知られています。でも、1969年までは1種類(I型コラーゲンといわれています)しかないものと思われていました。

その後、研究が進むとともに、たくさんの種類があることがわかってきました。

コラーゲンの種類の中で圧倒的に多いのは、一番最初に発兄されたI型コラーゲンです。

コラーゲン全体の80~90%を占めています。

そこで、コラーゲンの中の第一人者とも言えるI型コラーゲンに代表させて、コラーゲンの説明をすることが多いのです。

さて、ここでちょっと、電子顕微鏡を覗いてみることにしましょう。いまはやりのバーチャルリアリテイ(仮想現実空間)風にご案内することにしましょう。

あなたの前に、電子顕微鏡があります。レンズを通して、見てください。

線維のかたちをしたコラーゲンが見えますね。もっと倍率を上げてみましよう。なにやらヒモのような線維が見えます。

じつは、これがコラーゲンをかたちづくる細線維(フイブリルという名前がついています)と呼ばれるものです。

コラーゲンの細線維は縞模様を持っています。この縞模様さえあればコラーゲンだ、と言われるくらい特徴的なものです。

この世に存在する物質を、それ以上は分解できないものにした最小単位は原子と呼ばれます。

ところで、テニスが好きな一人ひとりが集まると、「テニス好き」というグループ名がつけられます。

原子が集まると、このようにある特徴を持った最小単位の分子というものになります。

専門的には、その化学的な性質を失わない最小の物質です。ある特定の性格を持った原子の集まり、と理解しておきましよう。

管理人

結合組織にはコラーゲンとヒアルロン酸がいっぱい

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コラーゲンのかたちをみてみましよう。

非コラーゲンタンパク質は、細胞の中でいろいろなかたちをしています。その中の酵素タンパク質は、丸い球状をしていて、多くは水に溶けたかたちで存在しています。

ところが、コラーゲンは線維状で、水に溶けたかたちでは、ほとんど存在しません。

私たちの体の中でコラーゲンやヒアルロン酸がたくさんある場所は、結合組織と呼ばれる部分です。この組織は結合という文字どおりに、細胞と細胞を結びつける役目をする細胞のあいだを埋めている組織です。

結合組織は、体のありとあらゆるところに存在しています。なかでも皮膚(真皮の部分)や骨、軟骨、腱などに多く、目の網膜、血管の壁、歯と歯ぐきなどにも多く含まれています。

コラーゲンやヒアルロン酸が衰えると、これらの細胞マトリックスがもろくなり、健康を損ねたり老化の引き金となります。

管理人