膠原蛋白是皮膚和關節的重要成分,它的流失會影響我們身體的結構和功能。膠原蛋白可從食品工業的副產品中提取,再被廣泛用於食品、藥品和化妝品中。研究顯示,補充膠原蛋白可改善皮膚狀況,如減少皺紋、增加皮膚彈性和保濕度,並增加自身膠原蛋白的含量和密度。膠原蛋白補充劑亦可增強骨骼強度、密度和質量,改善關節的僵硬度和活動性,以及減少疼痛,這些都與衰老和劇烈運動引起的骨損失有關。
膠原蛋白在衰老過程中起著重要作用,這種蛋白質可與細胞進行互動,調節它們的增長、移動和分化。膠原蛋白不僅是氨基酸的來源,還可在細胞外基質中產生生物活性,因此它可作藥用和飲食補充劑。膠原蛋白也可從動物骨頭、軟骨、肌腱和皮膚中提取,並可能經過水解過程獲得生物活性肽。這些肽的組成會影響產品分子量、氨基酸組成及溶解性和功能性。膠原蛋白水解物的優點是消化率高,有助人體吸收和使用。
對於患有膠原蛋白降解並處於此類發展風險的人群,膠原蛋白可產生最大療效,包括由於衰老、劇烈運動、關節衝擊、過重、荷爾蒙變化、創傷、燒傷、侵襲性癌症治療,以及皮膚和牙齒植入物所導致的骨質和軟骨損失。膠原蛋白是一種低色胺酸蛋白,也是人體必需氨基酸,因此被認為是一種營養保健產品。除了提供氨基酸外,還可以促進生理健康,並對某些疾病提供保護。
在F.D.Choi等人的研究中,他們評估了11項隨機臨床試驗,結果顯示口服水解膠原蛋白補充劑可增加皮膚彈性、保濕度和膠原蛋白密度,並有助傷口癒合,同時保護皮膚免受衰老影響。De Miranda的研究也證實這些結果,他們分析顯示,經過60至90天的膠原蛋白攝取後,皮膚彈性和密度會增加,面部皺紋也會減少。但他們也發現,不同研究結果之間存在很大差異,尤其在使用的膠原蛋白類型、治療時間和劑量方面。
Dr. Rustad等人強調嚴格評價文獻的重要性,因為所有研究結果都與樣本量大小、劑量變化、消耗時間長短和產品類型(不同水解過程產生不同的肽)相關聯。此外,許多研究是由膠原蛋白生產行業資助,這可能會產生利益衝突。因此,我們應注意所有導致衰老的內在和外在因素,改變生活方式和環境,這些對於預防和治療皮膚變化也是非常重要。
膠原蛋白在骨關節組織中的流失,是一種與衰老、激素狀態、肥胖、炎症過程、久坐、機械過載、關節損傷等因素相關的生理現象。體育活動亦被認為是一種可以防止膠原蛋白流失和許多其他合併症的保護因素。然而,與體育運動相關的原因,如接觸、衝擊、重複性壓力和關節過載,則可能增加活躍個體關節受傷風險。
關節可能受到多種病理狀態影響,其中最常見的是骨關節炎,其表現為軟骨逐漸退化和關節間隙縮小。這狀況可能在幾十年內發展,主要症狀是疼痛和關節功能逐漸喪失。關節不適通常會降低活動能力和執行日常任務能力,尤其當它發生在髖部、膝部和下背部時,更會直接影響生活質量。目前,關節疾病治療主要集中在減少疼痛、炎症和關節僵硬。此外,攝入水解膠原蛋白對於減少肌肉損傷和炎症的生物標記物也有幫助。
人類和動物的研究發現,骨礦物質密度、骨質量和軟骨體積,以及軟骨細胞數量都有所增加,在生長階段攝入膠原蛋白可幫助骨骼形成,並增加肌肉質量、力量和運動控制。然而,水解膠原蛋白效果取決於濃度、實驗條件和水解物特性。在一些分析研究中,天然膠原蛋白被用作口服耐受性測試,旨在減少對膠原蛋白化合物的炎症反應。
天然膠原蛋白的劑量很小(0.01至0.0001克/天),但在功能和生物分子方面有效,產生積極結果。另也有研究使用較大劑量的膠原蛋白水解物(2至20克),目的是誘導骨關節組織的陽性反應。因陽性效應可抵消軟骨組織磨損,從而令細胞外基質降解減少,或能縮短促炎和疼痛刺激過程。而膠原蛋白肽的直接抗炎潛力,也可降低關節疼痛強度,因膠原蛋白肽補充劑抑制甘氨酸介導細胞因子釋放。
儘管攝入膠原蛋白有明顯好處,但研究中存在幾個重要差異值得進一步討論,如使用膠原蛋白類型、劑量和最佳攝入時間。這些實驗方案的變化(如目標人群、性別、劑量、治療持續時間、有無骨科變化),會導致對觀察結果不一致,因此對促進這些好處的生理機制仍需要積極探討。
考慮到膠原蛋白攝入對關節疾病和生理的積極影響,以及干預方案的不確定性,未來臨床研究應更好地解決關於最佳攝入劑量、膠原蛋白類型和干預持續時間的指導方針。因膠原蛋白的流失,可能受到內在因素(如遺傳)或外在因素(如營養、陽光曝曬、紅外線輻射、可見光、空氣污染和劇烈的身體活動)的影響。
骨關節組織和皮膚中膠原蛋白的流失,與衰老、激素狀態、肥胖、炎症過程、久坐、機械過載和關節損傷有關。文獻顯示,膠原蛋白補充劑可在治療皮膚變化方面有所幫助,減少皺紋、增加皮膚彈性、保濕、緊緻和亮度、減少毛孔和陽光彈性病變,並增加膠原蛋白合成密度和皮膚含量。
在治療骨科變化方面,使用膠原蛋白可增加骨強度、密度和礦物質質量、減少細胞外基質降解、抑制炎症性細胞因子、改善關節穩定性、功能能力和僵硬或活動性,以及肌肉恢復、減少疼痛,並減輕關節軟骨降解標記。這些結果顯示,這種從食品工業副產品中提取的產品之經濟效益和健康促進潛力。我們強調,未來研究應解決有關信號傳導途徑的剩餘問題,並從完整膠原蛋白中獲得生物活性肽以促進健康。
References:
1. A.M. Rustad, et al., Myths and media in oral collagen supplementation for the skin, nails, and hair: a review, J. Cosmet. Dermatol. 21 (2) (2022) 438–443.
2. F.D. Choi, et al., Oral collagen supplementation: a systematic review of dermatological applications, J. Drugs Dermatol. JDD 18 (1) (2019) 9–16.
3. R.B. De Miranda, P. Weimer, R.C. Rossi, Effects of hydrolyzed collagen supplementation on skin aging: a systematic review and meta-analysis, Int. J. Dermatol. 60 (12) (2021) 1449–1461.
文:羅佩詩博士(Dr. Queenie Law)
畢業於香港大學,獲英國註冊營養學家資格,現職香港都會大學護理及健康學院副教授。