コラーゲンとは？構造・成分・働き・種類を徹底解説

サプリメント、化粧水、美容液、様々なものに美肌の素として使われているコラーゲン。
栄養素や美容情報に詳しくない方でも、コラーゲン＝美肌！というイメージは容易に思いつくのではないでしょうか。

でもこのコラーゲンは、実は美肌だけのものではないのです。皆さんが足を曲げたり伸ばしたりできるのも、今普通に生活が出来ていられるのも、実はこのコラーゲンのおかげなのです。

そんな、人体にとって大変重要な成分であるコラーゲンについて、その種類や成分、構造などを詳しくご紹介したいと思います。

◯コラーゲンとは、たんぱく質の一種
コラーゲンとは何かを一言でいうと、「繊維状の構造を持った高分子たんぱく質」です。人間のからだの約60％は水分です。脂質が15～20％、たんぱく質は20％、その他ミネラルなど数％で構成されており、このたんぱく質の中の約30％をコラーゲンが占めています。

水分を除くと、からだを構成する固形状の成分の約6％がコラーゲンであるといえますので、いかに体内のいろんなところに存在し、それぞれの場所で重要な役割をしているかがお分かり頂けるかと思います。

◯コラーゲンの役割
コラーゲンの最も大きな役割として言われるのが、「細胞や組織を結びつける役割」です。のりや接着剤のように貼りつけるというよりも、それぞれの細胞を結びつける糸のようなイメージです。

皮膚、筋肉、骨、内臓などあらゆる組織に存在し、細胞と細胞の間をコラーゲン繊維で繋ぐ役割や、細胞を支える足場としての役割、正しい位置から動かないように支える役割、しなやかさを与える役割、水分等の移動が起こらないように膜を作って仕切りを作るような役割も担っています。

◯コラーゲンが存在する体内の場所
コラーゲンはお肌だけに存在しているわけではないとお伝えしてきました。内臓、血管、骨、腱など様々な場所に存在しています。しかし、やはりコラーゲンが一番多く存在するのはお肌＝皮膚です。

体内のコラーゲンの約40％は皮膚に、約10～20％は骨や軟骨に存在しています。しかし、皮膚は体内に占める面積も広いので、コラーゲン分布の割合としては高いですが、ひとつひとつの組織として見ていくと、最もコラーゲンが多く存在している組織は腱です。アキレス腱などを代表とする関節部分を繋ぐ組織です。腱の約85％はコラーゲンでできています。皮膚は約75％がコラーゲン、また、意外かもしれませんが、骨の約25％はコラーゲンで出来ています。

コラーゲンは、たんぱく質を構成する最小分子であるアミノ酸がベースです。
たんぱく質は、ちいさな粒であるアミノ酸がいくつもいくつも結合したものだとイメージしてください。2つ結合したものをジペプチド、3つ結合したものをトリペプチド、4～10個くらいの場合はオリゴペプチド、10～100個と数多く結合した場合はポリペプチドと名称が変わります。

コラーゲンは、20種類のアミノ酸が50個以上結合したポリペプチドでできた3本の鎖（ポリペプチド鎖といいます）がらせん状に絡まり合った構造でできています。

このようにたくさんの分子が集まったたんぱくは、「高分子たんぱく質」と呼ばれており、コラーゲンは高分子たんぱく質に分類されます。（たんぱく質の中でも、使われているアミノ酸の数や種類が多いほうなんだな、と思ってくだされば大丈夫です。）

例えば、体内で一番多いコラーゲンであるⅠ型のコラーゲンを例に挙げてお話しすると、まず、アミノ酸の数が1000個程度つながって、1本のポリペプチド鎖ができています。その分子量は約9500です。

そしてその鎖が3本集まって3重のらせん構造をつくります。（3本の縄がぐるぐると絡んだロープを作り出しているようなイメージです。）すると、分子量約300,000、長さ約300nm、直径約2nmの細い棒状のたんぱく質ができあがります。これがⅠ型コラーゲンの1分子の構造です。

コラーゲンは、このらせん構造を作り出せることと、らせん構造になったコラーゲン同士がさらに寄り集まることで、強固な繊維状のたんぱく質を作り出すことができるのが最大の特徴です。寄り集る時に、ひとつひとつのコラーゲン分子が、様々な化合物で橋のようにつながって「コラーゲン繊維」を作り出します。

この橋のようなものを「架橋」と呼ぶのですが、この「架橋」で結合されているので、ひとつひとつの分子が簡単にはほどけないようになっているのがコラーゲン繊維を作りだすことが出来るためのポイントといえるでしょう。

これにより、より強固なコラーゲン繊維を作り出すことが出来るため、内臓を支えたり、腱をつくりだしたり、お肌の土台を作りしっかりと支えることが出来ます。

◯コラーゲンを作るアミノ酸
コラーゲンは20種類のアミノ酸でできているとお話ししましたが、そのうち「グリシン」が約30％、「プロリン」と「ヒドロキシプロリン」が約21％、「アラニン」が約11％と、この4種のアミノ酸で60％を占めているという、かなり偏った構成でできています。

これは、他の一般的なたんぱく質とは大きく異なる構造です。そしてこの4種のアミノ酸が繰り返し配列されて鎖が出来上がっているので、らせん状の形が出来上がるといわれています。このアミノ酸の偏りによって、コラーゲンの特徴である繊維状のたんぱく質が作られていると考えられています。

◯コラーゲンはからだの構成成分
コラーゲンは人間を作り出すために欠かせない成分ですので、元々体内にあるものです。骨や歯、皮膚、内臓、髪の毛などあらゆるところに存在しますし、コラーゲンが存在しなかったら、私たちの細胞はバラバラになってしまい、人としての形を作り出すことすら難しくなってしまいます。単に、美肌のための美容成分ではないのです。

◯体内でのコラーゲン代謝
コラーゲンは生まれた時からずっと変化しないものではありません。劣化した古いものはコラゲナーゼという酵素等によって分解され、新しいものが生成されています。このサイクルを円滑に回していくことが健康な生活や美しいお肌に繋がっていき、このサイクルをコラーゲン代謝と呼びます。

では、このコラーゲン代謝について少し詳しくご紹介していきましょう。

コラーゲンはとても安定した形で存在するたんぱく質です。そのため、他の一般的なたんぱく質より、代謝サイクルはかなり長いのが特徴です。

通常のたんぱく質の代謝サイクルは半分生まれ変わるのに約80日かかるのに対し、コラーゲンは約15年もかかるといわれています。

コラーゲンは、皮膚に存在する繊維芽細胞や、骨に存在する骨芽細胞、軟骨に存在する軟骨芽細胞などの間葉細胞で合成されます。それぞれの細胞で作られるのは、コラーゲンのもととなる状態である「プロコラーゲン」です。そのプロコラーゲンが、細胞の外に分泌され、酵素の力でN末端ペプチドの一部が切断された状態の「プロトコラーゲン」に変化し、酸素や鉄イオン、アスコルビン酸などの力を借りて合体していき、繊維状のコラーゲンが形成されます。

少し難しいお話をしましたが、ここに出てくるアスコルビン酸はビタミンCのことです。ビタミンCがコラーゲンの形成にかかわるといわれるのは、このような働きをしているからです。美肌を望むのであれば、コラーゲンだけを摂るのではなく、合わせてビタミンCを摂取すると効果的であるといえるでしょう。

古くなったコラーゲンは劣化し硬くなり、弾力を失ってきます。15年以上頑張ってきたのですから、無理もないですよね。この劣化したコラーゲンは、コラゲナーゼなどの酵素によって分解され、新しいコラーゲンへと作り変えられていきます。

一説によると、分解された際に出た古いコラーゲンの分子（ペプチドやアミノ酸）が、新たなコラーゲンの生成のサインになっているとも言われています。

全身の代謝が落ちるのと同じように、コラーゲンの生まれ変わりのサイクルもどんどんと衰えていきます。コラゲナーゼの分泌量の変化、コラーゲン繊維同士をつなぐ「架橋」の部分が劣化によってかなり固くなってしまい、なかなか分解が出来なくなる等、様々な理由によって古くなったコラーゲンがそのまま作り変えられずに存在することで、お肌の弾力が失われたり、骨がもろくなったり、関節にトラブルが発生すると考えられています。

近年サプリメントなどでコラーゲンを補給することが注目されているのは、体外からコラーゲンを一定量以上摂取し続けることで、コラーゲンの生成が促され、コラーゲン代謝が促進されると考えられるようになってきたからです。様々な実験結果から、この結果が導き出されており、今後さらなる研究と検証が続けられるといわれています。

ちなみに関節に対して効果を発揮させたいのであれば一日約10ｇ（10,000ｍｇ）以上、お肌に効果をもたらしたいのであれば一日約5ｇ（5,000ｍｇ）以上のコラーゲンの摂取を3か月以上継続することがおすすめです。

◯コラーゲンの種類は全部でなんと29種類
コラーゲンにはいくつか種類があります。現在発見されているのは全部で29種類です。
それぞれ少しずつ構造や分子量が異なった性質を持っています。一番有名な「Ⅰ型コラーゲン」は、最初に発見されたコラーゲンですが、この名称を見てもわかるように、コラーゲンは発見された順にⅠ型、Ⅱ型とローマ字を使って名前が付けられています。

また、すべてのコラーゲンが線維を形成するタイプではありません。線維を形成しない非線維性コラーゲンも存在します。この非線維性コラーゲンの中には、基底膜の主成分になるものや、細胞膜に結合し存在するものなど、その形は様々です。

◯コラーゲンの種類によって働きや効果が違う？
コラーゲンはその種類によって構造が違いますので、存在する場所や働きも当然異なります。29種類発見されているコラーゲンの中で、体内に最も多く存在するのがⅠ型コラーゲン、次いでⅡ型コラーゲンです。

ここでは代表的なコラーゲンとして、Ⅰ型コラーゲンとⅡ型コラーゲンについて詳しくご紹介します。

また、合わせてⅢ～Ⅴ型コラーゲンまでの働きも簡単にご紹介します。

良く耳にするⅠ型コラーゲンは、からだのなかに最も多く存在するコラーゲンです。
皮膚に主に存在し、皮膚に存在するコラーゲンのおよそ90％を占めているといわれています。Ⅰ型コラーゲンは弾力性があり、強く硬い繊維状のコラーゲンです。皮膚の真皮層に多く存在し、網目状に張りめぐらされています。コラーゲンでお肌の基礎を作りハリを保ちつつ、保水力に優れたヒアルロン酸や、コラーゲンと力を合わせて弾力を保ち続けるエラスチンと力を合わせて、お肌の潤いや弾力を保っています。

このように、お肌に多く存在することから、お化粧品やサプリメントに多く含まれているのは、このⅠ型コラーゲンです。

また、Ⅰ型コラーゲンは骨や腱にも多く存在しています。

まず骨です。骨は、主にカルシウムとリンでできていますが、それだけだとただ硬いだけの骨になってしまいます。硬いだけでは、衝撃が加わった時にボキッと折れてしまいやすくなり、大ケガに繋がってしまいます。そんなもろい骨にしなやかさをプラスするために必要なのがコラーゲンです。

Ⅰ型コラーゲンは、カルシウムやリンなどの骨の主要成分を繋ぎ合わせるだけでなく、骨に弾力を与える役割も果たしています。骨の生成にも、コラーゲンは欠かせない存在なのです。

さらに腱は、Ⅰ型コラーゲンが集まり、弾力のある繊維を作り出すことで筋肉と骨を繋いでいます。関節の曲げ伸ばしなどがスムーズにできるのも、コラーゲンが作り出す繊維のおかげなのです。

Ⅱ型コラーゲンは主に関節部分に存在する軟骨に存在しています。
軟骨の主成分は「グルコサミン」や「コンドロイチン」、「ヒアルロン酸」が有名ですが、その基礎となる部分を構成する主成分がⅡ型コラーゲンです。

軟骨は全体の60～80％が水分、20％がこのⅡ型コラーゲンで占められており、関節ケアとして有名な成分であるグルコサミンやコンドロイチンは約3～5％と、意外とその閉める範囲は大きくありません。

このことから、サプリメントなどでⅡ型のコラーゲンを摂取することで、加齢や過負荷による関節のすり減りを軽減できることが期待されています。

Ⅲ型コラーゲンは、細い繊維状のコラーゲンで、組織に柔軟性を与えることが出来ます。主に臓器などに多く含まれているコラーゲンです。また、真皮層や大動脈にも多く存在します。細網線維という目の細かい網目状の構造で、細胞が代謝を行うための足場を作っています。たとえばケガなどをした際に、初期の段階でこのⅢ型コラーゲンが増殖し、しばらくするとⅠ型コラーゲンに置き換わり、傷が治っていくと考えられています。

このコラーゲンは繊維状ではなく、皮膚の表皮層と真皮層をつなぎとめるために存在するコラーゲンです。主に基底膜に存在します。

Ⅴ型コラーゲンは、血管、胎盤、平滑筋等に含まれています。Ⅰ型、Ⅲ型コラーゲンと一緒に存在することが多く、ごく少量含まれている繊維性のコラーゲンです。

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妊娠中や授乳中でも摂取できる安全な商品です。
コラーゲンだけでなく、ビタミン・鉄分・カルシウムなど体に良い栄養素が詰まっているので、美容だけでなく健康のためにも役立ちます。

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今回は、構造など少し難しい内容もご紹介してきましたが、コラーゲンがいかに体内で大きな役割を果たしているかはお分かり頂きましたでしょうか。

ご紹介してまいりましたように、コラーゲンは単に美肌効果のみに特化した美容成分ではありません。コラーゲンは、人間のからだのいたるところで、組織を支え、守り、固め、結合させ…と人間が生きていくうえで必要な様々な働きをしています。

また、コラーゲンは1種類ではなく、その形状や性質が異なるものが数多く存在しています。（正直、ここまで種類が多いとは知らなかった方もたくさんいらっしゃると思います。）もしサプリメントなどで摂取する場合は、それぞれの働きや存在する場所などを知ったうえで、自分のお悩みに合った型のコラーゲンを摂取することでより高い結果が期待できると考えられますので、参考にしてみてください。

コラーゲンは食品からでも摂取できる成分ですし、様々な形状の健康食品も販売されており、比較的手軽に購入することが出来ます。継続的な摂取は必要ですので、無理なく続けられる形でご自身の健康管理に取り入れてみてはいかがでしょうか。