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4.讨论和展望
4.1 口服胶原蛋白及CH能够特异性使皮肤中胶原蛋白含量提升的机理
如前所述,现有试验证实口服胶原蛋白及CH/CP,有使皮肤中胶原蛋白含量提升,进而改善皮肤含水量、减少皮肤因UVB导致的损伤等多种好处。其机理可能是:为皮肤提供足够多的合成胶原蛋白所需的氨基酸作为原料,并且有相当一部分是以活性小肽的方式被直接、高效地吸收和利用,同时胶原蛋白肽能够抗氧化和抑制MMP2活性,从而保护皮肤中的胶原蛋白免于消耗、分解。
4.1.1 口服胶原蛋白及CH能够高效补充皮肤合成胶原蛋白所需要的氨基酸
胶原蛋白的氨基酸组成比例非常特殊,其中的甘氨酸、脯氨酸-羟脯氨酸含量达50%左右,一般的蛋白质食物中能够提供的这三种氨基酸数量远远不够。假设成人每天合成10g胶原蛋白,需要脯氨酸/羟脯氨酸约2.5g,假定食物的吸收率为100%,以鸡蛋提供的氨基酸为原料,则获得足够的脯氨酸/羟脯氨酸(脯氨酸在鸡蛋中的含量为3.07%[34]),共需要943g,大约19个鸡蛋。但若以胶原蛋白或CH供应这些氨基酸,只需10g就足够了。这说明口服胶原蛋白是高效的。
的确,甘氨酸、脯氨酸在传统上并不是人体必需氨基酸,可以通过其它氨基酸合成,但这引出两个问题:
1)酪氨酸、半胱氨酸、与谷氨酰胺、精氨酸,可有还有甘氨酸、脯氨酸一起被称为条件必需氨基酸,因为在特定的生理、病理条件下,它们的合成速度不能满足细胞需要[21]。在人体衰老时,由于自由基、内源性衰老因素、糖基化、光老化、MMP活跃等诸多因素,合成减慢而损失增多,合成胶原蛋白所需要的条件必需氨基酸很可能供应不足,因而需要特别补充。
2)即使必需氨酸摄入充分,可以转化成这些氨基酸,也必须获得其它氮源,这是一个耗能过程。试验证实,仅依靠必需氨基酸或高比例的必需氨基酸并不能使试验动物生长良好。1965年,FAO和WHO的专家组提出:“膳食中非必需氨基酸的比例,因而还有膳食中全部必需氨基酸与总氮的克数比,对必需氨基酸的需要有明显影响。”[21]
对机体来说,利用现有能够直接利用的氨基酸、多肽是耗能最低、速度最快的途径,这很可能是口服胶原蛋白对皮肤和其它富含胶原蛋白的结缔组织有高效作用的重要机制之一。
4.1.2 口服胶原蛋白及CH有高效的吸收途径与方式——多肽直接吸收
通常认为,蛋白质必须在小肠中被水解为游离氨基酸(FAA)才能够被吸收并被机体利用。这是有人认为口服摄入胶原蛋白与其它种类的蛋白质没有什么区别的根本原因。
然而事实并非如此。前述文献已经提到,来自于口服胶原蛋白和CH的肽结构在口服摄入2小时之后即在血浆中出现峰值,运输到达皮肤时仍然保持着原有的序列结构。
张伟、廖益平指出:因囿于Dogman的蛋白质必须被消化成FAA才能被吸收的观点,肽的研究一直处于停滞状态。Bachwell(1995)发现在肠刷状缘上有甘氨酰脯氨酸的寡肽转运系统。 Grimble等(1986)研究表明,人体水解肽的能力很大,大量的小肽可穿过肠屏障,以小肽形式进入血液循环,对动物的研究得出,小肽被完整吸收后可以二肽、三肽的形式进入血液循环。肽的吸收不仅比游离FAA迅速,而且还有吸收率高的优势。In-fante(1992)和Boza(1995)证实,以寡肽形式为氮源时,整体蛋白质沉积高于相应AA日粮或完整蛋白质日粮。肽不仅是蛋白质代谢的底物,而且也是重要的生理活性调节物,它可以直接作为神经递质、间接刺激肠道受体激素或酶的分泌而发挥生理作用[22]。
在畜禽氨基酸需要量的研究工作中也发现,基础日粮选用的饲料来源不同,得到的氨基酸需要量结果有很大差异,原因是不同饲料中氨基酸利用率之间有差异(计成等,1984)。至于不同来源饲料的氨基酸利用率为什么存在差异,研究人员一直把它作为一个黑箱理论进行回避[23]。
研究已经证实,肽可以被直接吸收,有独立的转运机制,比FAA的吸收效率更高,应该能够解释这个黑箱理论,在口服胶原蛋白吸收上也是如此。
4.2.3 胶原蛋白肽可以被皮肤组织更高效地直接利用
传统上认为蛋白质的合成是从tRNA转运FAA至mRNA组装开始的。在mRNA上,FAA按照遗传密码依次排列组装形成肽链,之后再形成高级结构[36]。
Backwell(1994) 用同位素技术证实,组织本身有直接利用肽合成乳蛋白的能力。乐国伟等通过动物试验也发现,肽可以被组织直接利用,比起FAA,效率更高[22]。
已知在经典蛋白质合成过程中,每组装一个AA形成肽键,共需要消耗4个高能磷酸键[36]。但如果能够直接利用多肽,即是一个节能并且更快速的过程。不同的蛋白质来源可以水解出不同的肽[22],可以猜测口服胶原蛋白和CH可以提供更适合机体高效、节能地合成自身胶原蛋白的肽,从而比其它蛋白质来源、或FAA更有优势(即:具有蛋白特异性[12])。
4.4.4 CP提升皮肤胶原蛋白的其它作用机制(趋化性、信号传导、抗氧化,以及对MMP的抑制)
研究发现口服胶原蛋白和CH/CP后可特异性作用于胶原蛋白丰富的组织中,而且不同氨基酸序列的肽富集的部位不同:Gly-Pro-Hyp序列主要被皮肤利用[8,11]。这可能与成纤维细胞和胶原蛋白肽之间的趋化性有关。
体外细胞培养试验发现Pro-Hyp对成纤维细胞、外周血液嗜中性细胞、单核细胞具有趋化性[24,25]。Yasutaka Shigemura(2009)等的研究则重复证实了这一现象:Pro-Hyp可以显著加速成纤维细胞从皮肤中迁移至培养板[15]。
Yasutaka Shigemura等认为,Pro-Hyp可能是一个在正常和病理情况下都很重要的生理学角色。它可能在Pro-Hyp信号通路中担任信号肽角色,甚至被直接转运入成纤维细胞成为直接信号[15]。
口服胶原蛋白及CH对于皮肤组织中的胶原蛋白正面作用,还可能来自于其抗氧化作用、抑制MMPs的作用,使体内胶原蛋白避免被分解、破坏。
刘高梅(2012)的研究表明小分子胶原多肽具有显著的抗氧化作用[26]。
王洁昀(2009)发现高剂量骨胶原肽能显著提高模型小鼠血液及皮肤中总抗氧化能力及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化物酶活力(CAT)活力(P<0.05),显著降低体内总自由基(ROS)水平及丙二醛(MDA)含量,效果略优于0.1%硫辛酸(LA)[27]。
MMPs活跃是导致胶原蛋白损失的主要原因之一。Vivian Zague的试验显示摄取CH显著降低了MMP2及其酶原的活性(P<0.05),该MMP主要负责分解的I正是真皮的主要胶原蛋白——I型胶原蛋白。[18]。
4.2未来展望
口服胶原蛋白和CH有良好的效果和安全性。这是它作为皮肤保养品最重要的基础之一。
临床研究显示CH具有良好的耐受性[28-30]。在小鼠经口服或皮肤急性毒性试验中未观察到副作用或毒性反应[12,31]。研究其对不同菌株的沙门氏菌、埃希氏大肠杆菌(E. coli)、骨髓细胞的作用,未显示出任何突变增加或者致癌性[32]。所有现有数据清晰显示短期和长期口服CH都是安全的。
作为一种食品,FDA将CH列入GRAS(gernerally recognized as safe,普遍认为安全),属最高安全级别[33]。德国联邦药物和医学器械研究所、消费者事务部(Ministry for Consumer Affaires)、WHO也确认CH是安全的,大量或者食用一般数量均没有安全风险。
余宙, 范青生(2010)对口服鱼皮胶原蛋白对人体的一般安全性影响进行了观察,显示鱼胶原蛋白对人体健康无明显损害,心电图、腹部B超、胸检查等结果均在正常范围内[19]。
胶原蛋白及CH的作用机制还未完全明了,对人的临床研究还不普遍,在这方面显然还有大量的工作需要开展。但现有研究已经清晰指明了方向和趋势。
========由于最多只能发一万字,故在其它内容可参见下面链接:
1、胶原蛋白若干问题答疑:http://kan.weibo.com/con/3517673422971673
2、为什么说胶原蛋白能美容的证据链是较为完整的:http://kan.weibo.com/con/3536931326511217
3、胶原蛋白无用论的主要观点之讨论:http://kan.weibo.com/con/3536159825616129
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