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胶原蛋白知多少

发表时间: 2023-06-20 09:34:27

作者: 赵谋明

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作者简介


赵谋明,华南理工大学食品科学与工程学院教授,博士研究生导师,长江学者特聘教授,国务院政府特殊津贴专家,“863”项目首席专家,国家重点学科——食品科学学科带头人,兼任中国生产力促进中心协会特医食品及生物活性肽工委会专家委员会主任委员,中国粮油学会食品专业分会常务理事,中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会常务理事等。在生物活性肽制备及功效评价、蛋白质结构与改性、蛋白乳浊体系、酶解机理及其酶解产物功能特性、食品发酵工程技术等应用基础及关键技术创新领域取得显著成绩,主持国家级、省级等科研项目80余项,获得国家科技进步二等奖3项,省部级科技技术奖一等奖5 项,以第一作者或通讯作者发表的论文共400余篇。





中心思想中心思想

皮肤由表皮、真皮、皮下组织等结构组成

真皮中的胶原蛋白、弹性蛋白、透明质酸是维持皮肤结构的重要成分

胶原蛋白等结构物质的流失是皮肤衰老的重要原因

内源、外源因素都可能造成皮肤胶原蛋白流失

口服大分子胶原蛋白补充流失胶原作用甚微

胶原蛋白三肽是对抗皮肤衰老的良好选择



提起胶原蛋白,相信大家并不陌生,我们经常用“满满的胶原蛋白”来形容青少年年轻紧致的皮肤状态。胶原蛋白是是哺乳动物中最丰富的蛋白质,广泛分布于脊椎动物的结缔组织中,占人体总蛋白含量的1/3,占皮肤净重的3/4,是细胞外基质中最主要的成分。为了保持皮肤的年轻状态,消费者使用各种方式来补充胶原蛋白,比如吃猪蹄、涂护肤品、医学美容等。这些方法孰优孰劣难以一概而论,不过,对胶原蛋白的科学认知,仍然有利于帮助我们规避一些不利的影响因素,维护皮肤健康。

皮肤由表皮、真皮、皮下组织等结构组成

皮肤是人体最大的器官,由外而内分为三层:表皮、真皮、皮下组织。

表皮是最直观可以看到的皮肤层,发挥着重要的保护功能,为我们抵御化学制剂、有毒物质、过敏原和各种病原微生物的侵袭,对抗机械性的冲击与碰撞。表皮由内向外分布着不同的细胞层,最外层的角质与皮脂(如神经酰胺)一起形成犹如砖块混凝土一样的结构,形成坚实的保护屏障,表皮层的更新时间约为28天。

真皮位于表皮之下,赋予皮肤坚韧的抗拉强度,还使皮肤充满弹性。真皮含有皮肤附属器、血管、淋巴管、神经和肌肉等,全身各部位厚薄不一,其中眼睑部位最薄。

皮下组织将皮肤和深部组织连在一起,其厚度因年龄、性别和部位而较大差别,除了脂肪以外,还有丰富的血管、淋巴管和神经。皮下组织可以保持体温和缓冲机械压力。

 

图1 皮肤结构表皮真皮皮下组织


真皮中的胶原蛋白、弹性蛋白、透明质酸是维持皮肤结构的重要成分

真皮在组织学上属于不规则的致密结缔组织,真皮提供皮肤的抗拉强度和弹性,主要由纤维、基质、成纤维细胞组成,其中纤维含量最为丰富基质和成纤维细胞分布于纤维之间

胶原纤维由胶原蛋白构成,胶原蛋白皮肤的主要成分,约占皮肤干重70~80%,主要起支撑皮肤的作用。截止目前,已经被证实有28种不同类型的胶原蛋白,皮肤中最主要的胶原蛋白类型为I型胶原蛋白。

弹力纤维比胶原纤维细,由弹性蛋白构成,能够伸展到原长的两倍,有较好的弹性,可以使牵拉后的胶原纤维恢复原状。

真皮基质是一种无定形的、均匀的胶样物质,含有丰富的透明质酸,主要功能是保持组织内水分,为皮肤各种成分提供物质支持,对保持皮肤的物理性质及机能极为重要。

真皮中还分布着成纤维细胞,能产生胶原纤维、弹力纤维和透明质酸


 

图2 表皮与真皮的构成

 

胶原蛋白等结构物质的流失是皮肤衰老的重要原因

胶原蛋白是机体自然蛋白,对于抗衰老具有一定的积极作用。此外,由于胶原蛋白分子中含有大量氨基酸和亲水基团,所以其具有一定的保湿效果。因此,胶原蛋白被广泛应用在医药、化妆品等领域。胶原蛋白在我们的肌肤中起到支架的作用,如果胶原蛋白缺失,肌肤失去支撑就会出现衰老、松弛、下垂、毛孔粗大等现象。通过口服胶原蛋白类产品来补充皮肤胶原蛋白是行之有效的方式之一。


内源、外源因素都可能造成皮肤胶原蛋白流失

随着皮肤的老化,皮肤的三层组织会发生变化。影响皮肤老化的因素主要分为内源性和外源性因素:

内源性因素包括年龄的增长、内分泌失调。内源性皮肤老化是与基因有关的皮肤自然老化,会造成皮肤变薄、干燥,并出现细皱纹。年轻皮肤中的胶原纤维丰富、紧密排列随着年龄的增长,皮肤的胶原蛋白、弹性蛋白和基质都发生了变化。 25岁以后,胶原蛋白的合成开始减弱,每年以1.5%的速率悄然流失。45岁时,胶原蛋白流失量约为30%。在皮肤老化过程中,真皮层会发生显著变化。老化皮肤中胶原蛋白的生成减少,降解增加。

 

图3 不同年龄女性面部皮肤老化的差异

低龄组女性面部皮肤真皮层的纤维组织丰富,排列紧密;中龄组女性面部皮肤真皮层的纤维组织减少,排列稀疏,胶原纤维较粗,出现胶原断裂;高龄组女性面部皮肤真皮层纤维组织很少,明显出现了排列紊乱、卷曲、断裂等情况。

 

外源性皮肤老化是由外界环境因素引起的皮肤老化,包括日晒、环境污染、吸烟、糖分摄入过量等等。在这些环境因素中,研究最多且作用最显著的是由日光中紫外线(UV)照射引起的皮肤老化。UV分为UVAUVBUVC,其中UVA能深入真皮,产生活性氧,通过间接光敏反应破坏DNA,造成成纤维细胞损伤或凋亡UVB几乎全被表皮吸收,引起DNA分子重排,形成特定的光产物;UVC能被大气吸收而很少到达皮肤表面。人体暴露在外的皮肤产生光老化的机会不断增加,会造成皮肤的诸多改变,如胶原蛋白合成减少;胶原蛋白的破坏速度加快;胶原的合成和分解之间的失衡进一步导致胶原的耗尽使皮肤变硬,变厚,出现松弛,细纹和皱纹;表皮通透性增加,导致皮肤水分流失;真皮层血管减少,造成皮肤细胞营养不良,皮肤发黄;严重的光老化会导致日光性角化病、黑色素瘤等皮肤良恶性肿瘤的发生。

 

 

图4 日光光谱中有相当成分的紫外线及高能蓝光

 

所以想要维持较好的皮肤状态,应注意日常皮肤防晒,控制糖类物质的摄入,保持充足睡眠,通过改善生活方式、皮肤保养措施、饮食结构可以有效减缓皮肤老化。


口服大分子胶原蛋白补充流失胶原作用甚微

胶原蛋白(肽)已经成为抗皮肤老化的研究热点。

经口摄入的胶原蛋白,经过人体消化系统的分解、代谢后以氨基酸、二肽或三肽的形式被吸收入血进而被机体所利用。口服胶原蛋白等大分子物质的吸收利用率较低,想要通过多吃猪皮、猪蹄、鸡爪等动物性食物或者口服各种胶原蛋白产品来补充胶原蛋白可能收效甚微,可能还会增加脂肪的摄入导致体型变胖。目前大量研究表明口服小分子胶原蛋白肽,可以达到改善皮肤状态的效果(如提高皮肤水分含量)。

胶原蛋白肽是胶原蛋白经过一定工艺处理后形成介于蛋白质和氨基酸之间的较小片段的产物,可从简单二肽到大分子多肽,分子量一般在132~10000Da。其中由2~10个氨基酸组成的肽称为寡肽或低聚肽,分子量一般低于1000Da。目前市面上的胶原蛋白肽来源主要包括罗非鱼鱼皮和鱼鳞、鲑鱼皮、鸡胸骨软骨胶原蛋白肽、猪 I 型胶原蛋白肽、牛皮胶原蛋白肽、牡蛎胶原蛋白肽和鳕鱼皮胶原蛋白肽等,分子量一般小于3000Da。许多关于胶原蛋白肽的体外实验、细胞实验动物试验及临床试验结果都已表明,胶原蛋白肽在延缓皮肤自然衰老和抑制光老化方面具有良好的效果。

表 胶原蛋白与胶原蛋白肽的对比


胶原蛋白胶原蛋白肽
分子量分子量大(30Da以上)分子量小(几几千
空间结构三条α肽链以氢键和共价键形成的大分子蛋白质,完整的四级结构无复杂的三级及四级空间结构
理化性质不溶于水,稳定性较差,易受pH、温度和变性剂的影响可溶于水,吸湿性和保水性良好,消化吸收性好


 

图5 胶原蛋白与胶原蛋白肽、胶原三肽的对比

 

胶原蛋白三肽是对抗皮肤衰老的良好选择

胶原蛋白三肽是胶原蛋白肽的一种,胶原水解物通过不同程度的分离纯化可以得到富含胶原三肽的混合物或者某一单体三肽。所以胶原三肽不仅指某个单一的胶原三肽,也可以指三肽混合物。

胶原三肽因分子量小,不易被胃酸及胃肠道蛋白酶分解,可直接经小肠吸收进入血液并被输送到身体各个部位进行利用。人体肠道能特异性转运二肽和三肽,因此胶原三肽可直接被肠道吸收或者不经完全消化后再被人体吸收,相比大分子胶原蛋白(肽)在吸收利用上具有明显优势

胶原蛋白是由三条α肽链组装形成的长条纤维状蛋白,胶原蛋白α肽链具有(Gly-X-Y)n重复单位,其中XY常为脯氨酸和羟脯氨酸。胶原三肽中含有丰富的GPH(甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸),是三肽的核心指标成分。相较于普通的胶原蛋白肽,胶原三肽中所含的GPH的吸收率更高(5倍及以上),可在30分钟内快速被机体吸收。部分GPH在体内可以生成PH PH能够有效刺激真皮纤维母细胞增殖分裂,并激活透明质酸合成因子,有助于皮肤保湿并促进胶原蛋白的合成。

      

皮肤是人体的第一道屏障。胶原蛋白是皮肤的重要成分,是维持皮肤健康、年轻的物质基础。科学地理解胶原蛋白及其作用、正确地使用胶原蛋白相关产品是保持皮肤的年轻状态的安全、有效的手段。

 

图6 胶原蛋白三肽是对抗皮肤衰老的良好选择


 

参考文献

[1]Kisling A, Lust RM, Katwa LC.What is the role of peptide fragments of collagen I and IV in health and disease [J]. Life Sci, 2019, 228:30-34.

[2]Yang J, Song W, Li C, et al. Comparative study of collagen distribution in thedermis oftheembryonic carapaceof soft-andhard-shelled cryptodiran turtles [J]. J Morphol, 2021, 282(4):543-552.

[3]耶尔·阿德勒著, 刘立译. 皮肤的秘密 关于人体最大器官的一切. 北京:东方出版社. 2019.

[4]周子琪.不同年龄女性面部皮肤老化的差异性研究 [D]. 遵义医科大学, 2021.

[5]Huang A, Guo G, Yu Y, et al. The roles of collagen in chronic kidney disease and vascular calcification [J]. J Mol Med (Berl), 2021, 99(1):75-92.

[6]Mathew-Steiner SS, Roy S, Sen CK. Collagen in wound healing [J]. Bioengineering (Basel), 2021, 8(5):63.

[7]吴建清, 徐冶. 人体解剖学与组织胚胎学(第8版). 北京:人民卫生出版社. 2021.

[8]Reilly DM, Lozano J. Skin collagen through the lifestages: importance for skin health and beauty [J]. Plast Aesthet Res 2021, 8(1):2.

[9]https://m.baidu.com/bh/m/detail/ar_6634231815950870924

[10]毛瑞雪, 刘睿, 刘欣然等. 胶原蛋白肽生理功能的研究进展 [J]. 中国食物与营养, 2021, 27(7): 49-53.

[11]Leon-Lopez A, Morales-Penaloza A, Martinez-Juarez V M, et al. Hydrolyzed collagen-sources and applications [J]. Molecules, 2019, 24(22): 4031.


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