口服胶原蛋白对皮肤的作用综述

口服胶原蛋白对皮肤的作用综述摘要：口服胶原蛋白或胶原蛋白水解产物是否有助于提升皮肤中胶原蛋白的含量、进而改善皮肤的水分、弹性等一直颇受争议。本文综述了近年来国内外关于胶原蛋白（尤其是口服胶原蛋白）对皮肤的效果研究，结果表明口服胶原蛋白及其水解产物，可以部分为肽的方式被快速吸收，靶向性被皮肤利用，显著提升皮肤中胶原蛋白的含量、抑制皮肤胶原蛋白降解、减少皮肤损伤，并改善皮肤的含水量等指标，是一种有效的皮肤改善营养品。胶原蛋白广泛分布于人体骨骼、皮肤、血管、韧带、软骨等组织器官中，是结缔组织主要的结构蛋白，占动物总蛋白的25%~30%。迄今为止，共发现了20余种胶原蛋白，其中Ⅰ型胶原蛋白含量最高，约为90%。在皮肤中胶原蛋白分布于真皮层，含量约为70%，主要为I(85%)、III和Ⅴ型[1]。胶原蛋白被普遍认为真皮的支撑结构组成，其网状架构为皮肤提供了保护和弹性，在纤维之间则分布着大量的水分、细胞外基质和功能性细胞，是皮肤重要的生化反应场所，为表皮层提供水分和营养[2]。真皮层胶原蛋白可被多种因素破坏：基质金属蛋白酶(MMP)可使其降解，自由基可使之变性，日光中的紫外线能够让胶原蛋白变性[3]，美拉德反应则可以让糖类和胶原蛋白反应形成糖基化产物[4]，发黄，并且失去弹性。在衰老皮肤中的胶原蛋白纤维明显比年轻的皮肤中纤维，而且纹路紊乱（降解后失去正常纹理）。真皮中胶原蛋白的含量随着年龄下降，在40岁以上和更年期妇女腹部皮肤中显著下降[5]。真皮的胶原蛋白合成不足，或者被破坏过多，将会使皮肤弹性减弱，引发皱纹、缺水、光泽黯淡等多种衰老症状，因此保护和补充真皮中的胶原蛋白对于美容护肤有重要意义。补充维生素C等抗氧化剂、减少糖类食品的摄入、抑制MMP活性、避免紫外线，都有助于保护皮肤中的胶原蛋白免受损失，或者促进胶原蛋白的合成。在中国传统上有食用驴皮（阿胶）、猪蹄、鸡爪美容抗皱的说法，这些食物的主要成分是胶原蛋白。同时市场上近年来流行服用胶原蛋白水解产物（CH）为主要功效成分制成的美容口服液或胶原蛋白粉。销售者相信其有提升皮肤胶原蛋白含量，并提升皮肤弹性、使皮肤变得更年轻、紧致的功效。但这一说法受到一些营养学家的驳斥，认为虽然胶原蛋白对皮肤有非常重要的意义，但这种传统上“吃什么补什么”的说法属于无稽之谈，没有可靠的研究证据证明口服胶原蛋白及其水解产物具有改善皮肤的功效，即使服用者认为有效，也多半是心理作用而已。反对的主要原因主要有：口服的胶原蛋白并不一定能被人体吸收；即使被消化，胶原蛋白也是被先分解成游离氨基酸再吸收，这与摄取其它食物中的氨基酸并无区别，并不能说明胶原蛋白比起其它蛋白质来源有什么优点；即使胶原蛋白被消化后再吸收，也不能保证能够到达皮肤；即使到达皮肤，也不能保证一定参与皮肤中胶原蛋白的合成。本文综述了国内外近年来关于胶原蛋白的研究成果，就上述核心问题进行讨论。1.胶原蛋白的消化、吸收（吃了能被吸收吗？）胶原蛋白是一种易于吸收的胶原蛋白，而且相当一部分是以多肽形式直接吸收入血的。冷向军等(2005）,SteffenOesser(1999)等研究表明胶原蛋白吸收率超过95%，甚至可达100%，其中相当一部分蛋白质大分子可被肠直接吸收[6-8]，MariWatanabe-Kamiyama,MuneshigeShimizu,ShinKamiyama等(2010)通过14C标记，证明Winstar小鼠在摄入CH后3小时内，血浆中的胶原蛋白水解产物浓度就达到峰值[11]，这些都表明胶原蛋白水解产物可以被良好地消化和吸收。KojiIwai,TakanoriHasegaw(2005)等研究了来自猪皮、鸡爪和软骨的胶原蛋白多肽在人体的吸收。口服后1-2小时，就能够大量被吸收入血，而且证实其中有相当一部分（1/3或更多）是直接以肽的形式吸收的，而不是单纯的游离氨基酸（FAA）[9]。HirokiOhara,HitoshiMatsumoto（2007）用鱼鳞、鱼皮、猪皮胶原蛋白进行了吸收研究，证实了前面的成果，并发现进入血液中最多的肽是Pro-Hyp结构，MariWatanabe-Kamiyama等(2010)也发现小鼠摄取CH之后，其血浆中显著出现了胶原蛋白特征性的Gly-Pro-Hyp三肽序列[11]。基于前人的研究与自己的试验，SteffenOesser(1999)认为：蛋白质分子必须先水解成游离氨基酸才能吸收入血（Boullinetal.1973,MathewsandLaster1965)的说法可能需要修正，其后有许多实验已经证实蛋白质大分子可以被肠直接吸收，甚至保持其原有功能[8]。2.胶原蛋白吸收后的分布（能否到达皮肤？）试验证实：胶原蛋白及其水解产物被吸收后，可以到达皮肤并被皮肝利用。MariWatanabe-Kamiyama等利用放射性同位素14C示踪研究了来自鸡爪的I型胶原蛋白CH吸收后在小鼠身体的分布情况。口服后2~6小时，被标记的Gly-Pro-Hyp三肽分布至全身各主要器官。14天后，仅在皮肤中还保持着70%的放射水平。将小鼠皮肤进行水解并分析，证实其皮肤中的Gly-Pro-Hyp三肽就是来自鸡爪的三肽[11]。Oesser等人报道的大分子的胶原蛋白可以被直接吸收并且富集在肾、软骨[8]，MariWatanabe-Kamiyama等还发现，Gly-Pro-Hyp则特异性地沉淀在皮肤中。上述试验表明I型胶原蛋白水解产物在被吸收后虽然初开始分布于全身，但可以靶向性地分布于富含胶原蛋白的组织中（包括皮肤）并且被特异性地利用.3.口服胶原蛋白及CH对皮肤的作用3.1口服胶原蛋白促进真皮胶原蛋白纤维合成、成纤维细胞（FB）增殖Naoyamatsuda,Yoh-ichiKoyam等（2006）等研究了口服胶原蛋白对成纤维细胞和真皮细胞间质的作用。给猪喂食胶原蛋白多肽0.2g/kg共62天，试验表明口服胶原蛋白可以提升成纤维细胞密度，并以特异性蛋白方式促进真皮胶原蛋白纤维的形成[12]。Naoyamatsuda,Yoh-ichiKoyam等还曾报告了喂给胶原蛋白水解产物提升兔子跟腱中胶原蛋白纤维直径和密度的实验。实验均提示口服吸收的胶原蛋白可特异性地作用于胶原蛋白含量丰富的组织中的胶原蛋白纤维，例如跟腱、真皮[12]。3.2口服胶原蛋白对皮肤的作用Sumida（2004）等通过试验评估了日常摄取CH(10g)对皮肤的影响。试验组为20位健康的日本女性，对照组为19人，服用安慰剂。在试验的60天中，发现试验组女性的皮肤吸水能力逐渐上升，不过相对于对照组，统计学差异不够显著。值得强调的是两组都有服用400mg维生素C，因此胶原蛋白的合成效果可以考虑是维生素C带来的[13]，但这是一个双因子试验，而且服用的Vc剂量很大，也并未否定胶原蛋白对皮肤的改善作用。KoyamaYoichi等（2006）研究了日常摄食胶原蛋白多肽（CP）对人角质层含水能力的影响。试验组中健康的日本女性每人每天饮用含有10gCP的100ml饮料持续60天。试验组20位女性皮肤角质层吸水能力较对照组（服用安慰剂）高，未发现血检异常。提示口服CP可以提升角质层含水量而不会导致血液异常[14]。YasutakaShigemura(2009)等研究了来自胶原蛋白的Pro-Hyp寡肽对小鼠皮肤中成纤维细胞迁移和生长的作用。试验结果提示Pro-Hyp可能刺激皮肤中成纤维细胞生长，并且增加从皮肤中迁移出的成纤维细胞数量[15]。口服胶原蛋白可抑制UVB引起的皮肤损伤。ModoriTanaka等（2009）进行了为期6周的实验，试验组喂给小鼠喂食0.2g/kg/天的胶原蛋白多肽(CP)，发现：口服CP能显著提升角质层含水量，防止角质层因UVB照射而增厚，并增加小鼠真皮层中I型胶原蛋白含量(比对照组高出近2.5倍)。这可能是由于胶原蛋白多肽具有抗氧化作用，同时也可能是因为具有其它活性[16]。HirokiOhara等人(2010)以培养的人皮肤成纤维细胞为材料，研究了多种CP对皮肤细胞外基质成分和细胞增殖的影响，发现浓度为200nmol/mL的Pro-Hyp提升了成纤维细胞增殖(1.5倍)及透明质酸的合成(3.8倍)，作者认为CP可以刺激细胞有丝分裂和透明质酸合成[17]。VivianZague等（2011）研究了日常摄取的胶原蛋白水解物（CH）对于皮肤细胞外基质蛋白的影响。试验组小鼠皮肤中I型胶原蛋白增加了4倍(3.4±1.7)，投喂酪蛋白的对照组只有(0.8±0.5)。IV型胶原蛋白，试验组是(6.7±1.1)，为对照组的3倍(2.3±1.2)。作者认为CH在营养学上并不被高看(氨基酸不完全)，但能显著促进I型胶原蛋白的合成。但对于人的皮肤作用，还需要临床研究[18]。余宙,范青生等（2010）观察了鱼皮中提取的胶原蛋白对人体皮肤水分和一般安全性的影响，试验认为口服鱼胶原蛋白有显著提升皮肤水分的作用[19]。周双琳，王海燕等（2011）观察了小分子鱼胶原蛋白粉对改善女性面部肤质的有效性和安全性。用问卷调查、Visia、皮肤水份测试仪等分析皮肤。问卷调查结果显示：口服小分子鱼胶原蛋白粉有改善睡眠及增强体力的作用，受试组健康评分较口服前有明显改善（P＜0.05）。仪器测试显示：受试组面部皮肤的细纹、毛孔、纹理、紫质、水份、油脂改善明显（P＜0.05）(试服者的自我感受与仪器测试结果趋势一致)。受试前后志愿者无明显不良反应。结论认为口服小分子鱼胶原蛋白粉可一定程度地改善女性面部肤质，且无明显不良反应，具有较好的安全性和有效性[20]。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