Was ist Kollagen und wofür wird es verwendet? Typen, Platz in Haut und Haar

Kollagen ist kein einzelnes Molekül, sondern eine Proteinfamilie, von der mindestens 28 Typen beschrieben wurden. Wenn du dir die Dermis wie ein Gewebe vorstellst, ist Kollagen die Fäden dieses Gewebes: Es sorgt dafür, dass die Haut Dehnung standhält und ihre Struktur behält. Das Kollagen auf dem Produktetikett und das Kollagen in der Haut erfüllen jedoch nicht dieselbe Aufgabe. Um den Unterschied zwischen beiden zu verstehen, muss man zuerst auf die Struktur schauen.

Dreifachhelix: Die Struktur, die Kollagen zu Kollagen macht

Drei Proteinketten winden sich wie ein Seil umeinander. In den Ketten wiederholt sich das Muster Glycin-X-Y. Da Glycin die kleinste Aminosäure ist, erlaubt es eine dichte Packung der Helix, an den Positionen X und Y befinden sich häufig Prolin und Hydroxyprolin. Hydroxyprolin sorgt dafür, dass die Helix bei Körpertemperatur nicht zerfällt. Das Enzym, das es bildet, braucht Vitamin C, und das ist auch der Grund, warum die Haut bei Skorbut brüchig wird.

In der Dermis wird Kollagen von Zellen namens Fibroblasten hergestellt. Die Zelle bildet zunächst das Vorläufermolekül Prokollagen und gibt es nach außen ab, dieses Molekül wird außerhalb der Zelle zugeschnitten und reift, dann verbinden sich die Moleküle zu Fasern und Faserbündeln. Schon ein einzelnes natürliches Kollagenmolekül hat eine Größe von etwa 300.000 Dalton, liegt also weit über dem, was die intakte Hautoberfläche durchdringen kann.

Welcher Kollagentyp kommt in der Haut wo vor?

In der Haut arbeiten mehrere Typen zusammen. Die Prozentangaben schwanken je nach Messverfahren und Alter und sollten deshalb als Bereiche gelesen werden.

Die Anteile ändern sich auch mit dem Alter: In fetaler Haut liegt Typ I bei etwa 70-75%, beim Erwachsenen steigt er auf 85-90%. Auch die Aufgabe der Typen mit kleinem Anteil ist nicht klein. Eine erbliche Störung beim Typ-VII-Kollagen führt zur Erkrankung dystrophe Epidermolysis bullosa, bei der die Epidermis nicht an der Dermis haftet und sich auf der Haut Blasen bilden. Das in Cremes erwähnte „Kollagen“ macht diese Unterscheidungen in der Regel nicht.

Gibt es Kollagen im Haar?

Das Haar selbst besteht größtenteils aus Keratin, Kollagen ist nicht der Baustein des Haares. Die Beziehung des Kollagens zum Haar liegt nicht im Haar, sondern um die Wurzel. Kollagen Typ XVII ist am Schutz der Stammzellen im Haarfollikel beteiligt. In einer Studie aus dem Jahr 2016 mit Maus- und Menschengewebe wurde gezeigt, dass der altersbedingte Abbau dieses Proteins zum Verlust von Stammzellen und zur Verkleinerung des Follikels führt. Das ist Grundlagenforschung, sie zeigt nicht, dass aufgetragenes oder getrunkenes Kollagen den Vorgang verändert.

Die Aufgabe von hydrolysiertem Kollagen in Shampoos und Spülungen ist eine andere. In Studien aus den Jahren 1977 und 1991 wurde beobachtet, dass besonders Bruchstücke von etwa 1.000-3.000 Dalton an aufgehelltem oder dauergewelltem Haar haften. Das ist eine oberflächenbezogene Pflegewirkung, sie zeigt nicht, dass es das Haar verlängert oder den Haarausfall verringert. Auch aktuelle und unabhängige Daten sind spärlich.

Warum nimmt es mit Alter und Sonne ab?

• Die Bildung verlangsamt sich. Das Hautkollagen erreicht in den Zwanzigern seinen Höhepunkt. Häufig wird genannt, dass die Produktion danach um etwa 1-1,5% pro Jahr abnimmt, aber diese Zahl stammt aus einer Übersichtsarbeit mit Verbindung zur Nahrungsergänzungsbranche und sollte nicht als genaues Maß gelten. In einem konkreteren Vergleich wurde in der Haut von Personen über 80 Jahren Typ-I-Prokollagen, ein Marker der Kollagenbildung, im Vergleich zur Altersgruppe 18-29 Jahre um etwa 68% niedriger gefunden.
• Die Zellen werden weniger gedehnt. Zwischen gerissenen und unregelmäßig gewordenen Fasern sank der Anteil der Fibroblastenoberfläche mit Kontakt zum Kollagen von 78% auf 58%. Eine nicht ausreichend gedehnte Zelle produziert weniger. Dieselbe Studie führt den Rückgang sowohl auf die Alterung der Zelle selbst als auch auf diesen mechanischen Effekt zurück.
• Die Menopause beschleunigt. In den ersten 15-18 Jahren nach der Menopause wurde eine durchschnittliche jährliche Abnahme von 2,1% des Hautkollagens berichtet. Bei Männern ist der Hormonrückgang langsamer, deshalb ist diese plötzliche Beschleunigung nicht zu sehen.
• Die Sonne verstärkt den Abbau. Innerhalb von 8 Stunden nach UV beginnen die Gene der Enzyme MMP-1, MMP-3 und MMP-9 zu arbeiten. Typ-I-Prokollagen fällt in der gleichen Zeit ab, nach 24 Stunden verschwindet es in der oberen Dermis fast.
• Zuckerbindungen machen steif. Fortgeschrittene Glykierungsendprodukte (AGE), die an Kollagenfasern binden, sammeln sich mit der Zeit an, machen die Faser steif und verringern ihre Funktion.

Ein Teil der Faktoren in dieser Liste lässt sich nicht verändern, die Sonne dagegen schon. Deshalb ist der am besten untersuchte Schritt zum Schutz des Kollagens die tägliche Sonnencreme. Ein Breitbandprodukt mit mindestens SPF 30 wird alle 2 Stunden und nach Schwitzen oder Schwimmen erneuert. Auf der Seite der Bildung wurden am häufigsten Retinoide und Vitamin C untersucht. In kleinen Studien erhöhte Retinol das Prokollagen in der Armhaut älterer Menschen, Vitamin C ist dagegen der unentbehrliche Helfer der kollagenbildenden Enzyme. Nichts davon bringt verlorenes Kollagen vollständig zurück.

Wie unterscheidet sich hydrolysiertes Kollagen von natürlichem Kollagen?

Kollagen wird in der Kosmetik in der Regel nicht in derselben Form verwendet wie in der Haut. Das Molekül wird durch Hydrolyse in kleine Bruchstücke zerlegt oder rekombinant hergestellt. Der Unterschied zwischen den dreien hilft, den Namen auf dem Etikett richtig zu lesen.

Tierisches Kollagen trägt artspezifische Bereiche und kann Unterschiede zwischen Chargen zeigen, rekombinante Herstellung soll diese Probleme verringern. Was zerlegtes Kollagen in einer Creme bewirkt, die Diskussion um die Finanzierung von Studien zu Nahrungsergänzungsmitteln und die Frage „Wirkt Kollagencreme?“ werden im Beitrag Kollagencremes ausführlich erklärt.

Mit Kollagen verwechselte Stoffe

• Elastin: Ein eigenes Protein, das dafür sorgt, dass die Haut nach dem Dehnen in ihre alte Form zurückkehrt. Kollagen verleiht Festigkeit, Elastin Elastizität.
• Gelatine: Kollagen, dessen Helix durch Hitze zerstört wurde. Stammt aus derselben Quelle, trägt aber nicht dieselbe Struktur.
• Peptid: Eine kurze Aminosäurekette. Namen auf dem Etikett, die mit „Palmitoyl“ beginnen, sind kein Kollagen, es wird vorgeschlagen, dass sie als Signal wirken könnten.
• Hyaluronsäure: Kein Protein, sondern eine Zuckerkette. Kommt im selben Gewebe wie Kollagen vor und bindet Wasser.

Stammt das hydrolysierte Kollagen aus tierischer Quelle, lässt sich das der Inhaltsstoffliste oder dem Hersteller entnehmen. Bei einer Allergie gegen Fisch oder ein anderes tierisches Produkt das Etikett lesen. Das neue Produkt zuerst in der Armbeuge oder Ellenbeuge zweimal täglich über 7-10 Tage testen.