Коллагеновые пептиды (гидролизованный коллаген), справочник по исследованиям

Коллагеновые пептиды, известные также как гидролизованный коллаген или гидролизат коллагена, представляют собой короткие аминокислотные последовательности, получаемые путём ферментативного гидролиза полноразмерных белков коллагена. В отличие от нативного коллагена, который плохо всасывается в желудочно-кишечном тракте, коллагеновые пептиды расщепляются до дипептидов и трипептидов, которые всасываются в неизменённом виде и обнаруживаются в плазме крови и тканях-мишенях. Коллаген является наиболее распространённым структурным белком организма человека, составляя приблизительно 30% общей белковой массы, и формирует основной каркас кожи, костей, хрящей, сухожилий, связок и тканей кишечника. В многочисленных рандомизированных контролируемых испытаниях изучалось применение пероральных добавок коллагеновых пептидов для повышения эластичности кожи, укрепления суставов, увеличения минеральной плотности костей, восстановления мышц и поддержания барьерной функции кишечника.

Краткий справочник

Что такое коллагеновые пептиды?

Коллаген представляет собой семейство структурных белков, характеризующихся тройной спиральной укладкой трёх полипептидных цепей, богатых глицином, пролином и гидроксипролином. Организм человека содержит не менее 28 различных типов коллагена, из которых типы I, II и III составляют подавляющую часть общей коллагеновой массы. Коллаген I типа является преобладающей формой в коже, костях, сухожилиях, связках и роговице. Коллаген II типа, основной коллаген гиалинового хряща. Коллаген III типа присутствует вместе с коллагеном I типа в коже и стенках кровеносных сосудов и тесно связан с заживлением ран и восстановлением тканей.

Коллагеновые пептиды получают путём контролируемого ферментативного гидролиза нативного коллагена, как правило, из шкур крупного рогатого скота, кожи и чешуи рыб или сырья свиного происхождения. Гидролиз разрывает нативную тройную спираль в определённых пептидных связях, образуя фрагменты со средней молекулярной массой от 2 000 до 5 000 дальтон, тогда как молекулярная масса полноразмерного коллагена I типа составляет около 300 000 дальтон. Это уменьшение размера имеет существенное фармакокинетическое значение: нативные молекулы коллагена слишком велики для значимого кишечного всасывания, тогда как фрагменты коллагеновых пептидов, в особенности дипептид Pro-Hyp и трипептид Gly-Pro-Hyp, всасываются через кишечный эпителий в неизменённом виде и обнаруживаются в плазме крови в течение 1-2 часов после перорального приёма.

Важно разграничивать коллагеновые пептиды и желатин: желатин представляет собой частично денатурированный коллаген, получаемый термической обработкой, которая нарушает тройную спираль, но не приводит к полному гидролизу пептидных связей. Желатин образует гели и нерастворим в воде при комнатной температуре. Коллагеновые пептиды полностью гидролизованы, растворимы в воде при комнатной температуре и обладают характерным профилем низкомолекулярных фрагментов, обеспечивающим пероральную биодоступность в исследовательских моделях.

Механизм действия

Кишечное всасывание и биодоступность

После перорального приёма коллагеновые пептиды расщепляются желудочно-кишечными протеазами до мелких фрагментов. В отличие от большинства пищевых белков, которые полностью гидролизуются до свободных аминокислот, часть коллагеновых пептидов устойчива к полному гидролизу из-за необычно высокого содержания иминокислоты пролина, который плохо распознаётся многими распространёнными пептидазами. В результате дипептид Pro-Hyp и трипептид Gly-Pro-Hyp достигают кишечного эпителия в неизменённом виде и всасываются через транспортные пути ди- и трипептидов, прежде всего через PepT1. Фармакокинетические исследования плазмы крови подтвердили, что пиковые концентрации Pro-Hyp достигаются в течение 1 часа после приёма коллагеновых пептидов внутрь, после чего происходит их распределение в кожу, хрящевую ткань и периартикулярные структуры.

Стимуляция фибробластов и синтез коллагена

В исследованиях установлено, что биоактивные коллагеновые пептиды, в особенности Pro-Hyp и Gly-Pro-Hyp, действуют как сигнальные фрагменты, стимулирующие фибробласты и хондроциты к выработке эндогенного коллагена. Эксперименты in vitro показали, что Pro-Hyp усиливает пролиферацию, миграцию фибробластов и синтез коллагена. Предполагаемый механизм заключается в связывании со специфическими рецепторами на поверхности клеток или внутриклеточными сенсорами, которые интерпретируют присутствие фрагментов коллагеновых последовательностей как сигнал к усилению синтеза матрикса, по аналогии с петлёй гомеостатической обратной связи, реагирующей на продукты деградации коллагена. Этот механизм отличается от сигнализации на уровне экспрессии генов, характерной для медьсодержащих пептидов, таких как GHK-Cu и AHK-Cu, которые действуют через рецептор-опосредованную транскрипционную активацию.

Поддержка хондроцитов и матрикса хрящевой ткани

В исследованиях суставного хряща коллагеновые пептиды изучались с точки зрения их способности стимулировать синтез хондроцитами как коллагена II типа, так и аггрекана, основного протеогликана внеклеточного матрикса хряща. Хондроциты в культуре, подвергнутые воздействию фрагментов Pro-Hyp и Gly-Pro-Hyp, демонстрируют in vitro повышенный синтез коллагена II типа и гликозаминогликанов. Предполагается, что это поддерживает целостность внеклеточного матрикса хряща и может объяснять улучшение показателей боли в суставах и функциональных характеристик, наблюдаемое в рандомизированных испытаниях. Фармакокинетические исследования на людях подтвердили, что фрагменты коллагеновых пептидов накапливаются в суставном хряще после перорального приёма добавок.

Активность остеобластов и минерализация кости

В ряде исследований изучалось влияние специфических биоактивных коллагеновых пептидов на активность остеобластов в костной ткани. Данные экспериментов in vitro свидетельствуют о том, что фрагменты коллагена стимулируют дифференцировку остеобластов и синтез матрикса, одновременно снижая маркеры активности остеокластов. В клинических испытаниях с участием женщин в постменопаузе после приёма специфических биоактивных коллагеновых пептидов отмечалось повышение маркеров костеобразования, включая костно-специфическую щелочную фосфатазу и P1NP (N-концевой пропептид проколлагена 1 типа), что соответствует усилению продукции костного матрикса, а не просто антирезорбтивным эффектам.

Обеспечение субстратом аминокислот

Помимо сигнальных механизмов, коллагеновые пептиды поставляют концентрированные глицин, пролин и гидроксипролин, аминокислоты, лимитирующие биосинтез коллагена. Только глицин составляет примерно одну треть всех аминокислот коллагена по позиции. Биосинтетический путь гидроксилирования пролина до гидроксипролина требует кислорода и аскорбиновой кислоты (витамина C) в качестве кофакторов пролилгидроксилазы, именно поэтому совместный приём витамина C неизменно включается в протоколы исследований коллагеновых пептидов: при недостаточном уровне аскорбата этап гидроксилирования, необходимый для стабильности тройной спирали, нарушается, и вновь синтезированный проколлаген деградирует ещё до секреции.

Доказательная база

Эластичность, увлажнённость кожи и уменьшение морщин

Кожа является одной из наиболее тщательно изученных мишеней для приёма добавок с коллагеновыми пептидами: опубликованы многочисленные рандомизированные контролируемые испытания и систематические обзоры. Систематический обзор с метаанализом 2019 года, опубликованный в журнале Journal of Drugs in Dermatology, охватил 11 плацебо-контролируемых исследований и показал, что пероральный приём коллагеновых пептидов статистически значимо улучшает эластичность и увлажнённость кожи, а также уменьшает видимость морщин по сравнению с плацебо. В исследованиях применялись различные методы оценки: кутометрия для измерения эластичности кожи, корнеометрия для определения увлажнённости и стандартизированная фотосъёмка для количественной оценки морщин. Эффективные дозы в рамках испытаний составляли от 2,5 g до 10 g в сутки, при этом наиболее распространённой продолжительностью протоколов был период от 8 до 12 недель. В ряде испытаний плотность дермального коллагена оценивалась гистологически, и по итогам приёма добавок сообщалось об увеличении плотности коллагеновых фибрилл в сосочковом слое дермы.

Здоровье суставов и остеоартрит

Коллагеновые пептиды изучались в контексте состояния суставов как в клинических, так и в доклинических моделях. Рандомизированное контролируемое испытание, опубликованное в журнале Current Medical Research and Opinion, показало, что приём специфического гидролизата коллагена значительно снижал боль в суставах у спортсменов с дискомфортом, связанным с физической нагрузкой, по сравнению с плацебо на протяжении 24 недель. В нескольких рандомизированных испытаниях у пациентов с остеоартритом для оценки результатов использовалась шкала WOMAC (Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index), и в ряде из них сообщалось об улучшении показателей боли и функциональных подшкал. Метаанализ 2021 года, посвящённый исследованиям приёма коллагена при остеоартрите, зафиксировал статистически значимое улучшение показателей боли в объединённой выборке испытаний. Хрящеспецифический механизм действия, включающий накопление Pro-Hyp и Gly-Pro-Hyp в периартикулярной ткани и стимуляцию синтеза матрикса хондроцитами, обеспечивает биологическое обоснование этих наблюдений.

Минеральная плотность костной ткани у женщин в постменопаузе

Исследования минеральной плотности костной ткани специально изучали специфические биоактивные коллагеновые пептиды (FORTIBONE, фирменный препарат компании GELITA) у женщин в постменопаузе. Рандомизированное контролируемое испытание, опубликованное в журнале Nutrients в 2018 году, исследовало 12-месячный курс приёма добавок и зафиксировало значительное увеличение минеральной плотности костной ткани в поясничном отделе позвоночника и шейке бедра по сравнению с плацебо. Та же группа исследователей опубликовала последующие данные, свидетельствующие об увеличении маркеров костеобразования наряду со снижением маркеров резорбции костной ткани, что указывает на то, что эффект был обусловлен чистым положительным балансом ремоделирования кости, а не только подавлением резорбции. Это исследование непосредственно актуально для проблемы ускоренной потери костной массы, сопровождающей снижение уровня эстрогена в постменопаузе.

Восстановление сухожилий и соединительной ткани

Исследование Shaw et al., опубликованное в American Journal of Clinical Nutrition, изучало влияние приёма коллагеновых пептидов, обогащённых витамином C, на маркеры синтеза коллагена в условиях имитируемой физической нагрузки. Рандомизированный перекрёстный дизайн показал, что приём 15 g желатина с 48 mg витамина C за один час до протокола со скакалкой значительно повышал циркулирующие маркеры синтеза коллагена по сравнению с плацебо. Это свидетельствовало о том, что приём коллагеновых пептидов, приуроченный к моменту перед тренировкой, способен усиливать синтез соединительной ткани в период восстановления после нагрузки. Последующие исследования распространили эти результаты непосредственно на гидролизат коллагена, при этом в протоколах, как правило, рекомендуется приём от 5 g до 10 g коллагеновых пептидов в сочетании с 50 mg витамина C за 30-60 минут до тренировки.

Барьерная функция кишечника и кишечное здоровье

Коллагеновые пептиды исследовались на предмет их потенциальной роли в поддержании целостности кишечной слизистой. Кишечный эпителий сам по себе является богатой коллагеном структурой, а собственная пластинка под эпителием содержит обилие коллагена I и III типов. Исследования изучали, способен ли приём коллагеновых пептидов поддерживать барьерную функцию кишечника, обеспечивая субстрат для синтеза слизистого коллагена и за счёт прямого воздействия глицина на иммунные клетки кишечника. Было показано, что глицин снижает продукцию провоспалительных цитокинов в макрофагах и иммунных клетках, ассоциированных со слизистой кишечника, посредством воздействия на глицин-активируемые хлоридные каналы. Данные клинических испытаний в этой области более ограничены по сравнению с результатами, полученными для кожи и суставов, однако применение коллагеновых пептидов для поддержки кишечника имеет механистическое обоснование.

Восстановление мышц и состав тела

Исследования изучали коллагеновые пептиды в контексте восстановления после физических нагрузок и состава тела, главным образом у пожилых людей и клинических групп населения. Рандомизированное испытание у пожилых мужчин с саркопенией показало, что приём коллагеновых пептидов в сочетании с силовыми тренировками привёл к значительно более выраженному увеличению безжировой массы тела и мышечной силы по сравнению с группой, выполнявшей упражнения с приёмом плацебо. Предполагаемый механизм заключается не в прямой стимуляции синтеза мышечных белков (коллаген не является полноценным белком и не содержит триптофана), а в поддержке соединительнотканного каркаса, окружающего скелетные мышцы и передающего от них усилие, включая сухожилия, фасции и надкостницу. Протоколы синтеза коллагена после тренировки всё чаще упоминаются в исследованиях спортивного питания как самостоятельное направление, отличное от стратегий синтеза мышечных белков на основе сывороточного протеина или белков, богатых лейцином.

Типы коллагена: исследовательский контекст

Большинство коммерческих и исследовательских препаратов коллагеновых пептидов получают из источников коллагена I и III типов, прежде всего из шкуры КРС или морского (рыбного) коллагена. Биоактивные дипептиды и трипептиды, образующиеся при гидролизе коллагена I и III типов, Pro-Hyp и Gly-Pro-Hyp, одинаковы вне зависимости от источника сырья, поэтому пептиды бычьего и морского коллагена демонстрируют схожие фармакокинетические профили с точки зрения биодоступных фрагментов. Морские коллагеновые пептиды имеют более низкую среднюю молекулярную массу, чем пептиды КРС, и ряд исследователей полагает, что это повышает их всасывание в кишечнике, однако данные прямых сравнительных испытаний пока ограничены.

Описанные протоколы

Приведённая ниже информация о протоколах основана на опубликованных дизайнах клинических испытаний и анекдотических исследовательских отчётах. Она носит исключительно образовательный характер. Коллагеновые пептиды являются пероральными добавками, а не фармацевтическими препаратами, и в большинстве юрисдикций не требуют рецепта.

Протокол для повышения эластичности кожи

Доза: от 2,5 g до 10 g коллагеновых пептидов в сутки в сочетании с 50 до 100 mg витамина C. Продолжительность: не менее 8 недель; в большинстве исследований используется период от 8 до 12 недель для выявления изменений параметров кожи. Режим приёма: один раз в сутки, как правило, во время еды. Тип источника: в исследованиях кожи чаще всего применяются коллагеновые пептиды I типа бычьего или морского происхождения. В большинстве опубликованных испытаний указывается молекулярная масса используемого пептидного препарата от 2 000 до 3 000 Da.

Протокол для здоровья суставов

Доза: от 5 g до 10 g коллагеновых пептидов в сутки в сочетании с 50 mg витамина C. Продолжительность: от 12 до 24 недель для оценки состояния суставов и хрящей. Режим приёма: один раз в сутки. Тип источника: в клинических испытаниях, посвящённых здоровью суставов, использовались как пептиды бычьего коллагена I типа, так и специализированные брендированные препараты гидролизата коллагена. Ряд протоколов суставных исследований предусматривает применение куриного коллагена II типа в нативном (неденатурированном) виде (UC-II) в меньших дозах (40 mg), действие которого основано на другом предполагаемом механизме, а именно на пероральной толерантности, в отличие от субстратно-сигнального механизма гидролизованных коллагеновых пептидов.

Протокол для повышения минеральной плотности костей

Доза: 5 g специфических биоактивных коллагеновых пептидов в сутки. Продолжительность: не менее 12 месяцев в клинических испытаниях, изучающих минеральную плотность костной ткани. Целевая популяция в опубликованных исследованиях: женщины в постменопаузе. Измеряемые показатели: минеральная плотность костной ткани поясничного отдела позвоночника и шейки бедра по данным двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA), а также маркеры костеобразования (P1NP, костная ЩФ) и костной резорбции (CTX).

Протокол для соединительной ткани и физических нагрузок

Доза: от 5 g до 15 g гидролизованного коллагена или желатина в сочетании с 50 mg витамина C. Время приёма: за 30-60 минут до физической нагрузки или специфической нагрузки на соединительную ткань. Обоснование: исследования показали, что уровень аминокислот в плазме крови, включая пролин и гидроксипролин, достигает пика примерно через 60 минут после приёма коллагеновых пептидов, совпадая с вызванным физической нагрузкой усилением ремоделирования соединительной ткани. Таким образом, приём препарата перед тренировкой может поддерживать синтез коллагена в период восстановления после нагрузки.

Коллагеновые пептиды против GHK-Cu / AHK-Cu

Безопасность и переносимость

Регуляторный статус

В США коллагеновые пептиды классифицируются как диетические добавки в соответствии с Законом о диетических добавках, здоровье и образовании (DSHEA), а в Европейском союзе, как пищевые добавки согласно Регламенту ЕС № 178/2002. Они не подпадают под фармацевтическую процедуру одобрения лекарственных препаратов ни в одной крупной юрисдикции, что означает отсутствие требования доказывать клиническую эффективность и безопасность по стандартам, предъявляемым к зарегистрированным лекарственным средствам, до выхода на рынок.

Эта регуляторная классификация имеет практическое значение для исследователей. Продукты с коллагеновыми пептидами существенно различаются по качеству, распределению молекулярной массы, исходному виду сырья и степени гидролиза. Конкретные пептидные препараты, изученные в рандомизированных клинических исследованиях, не являются взаимозаменяемыми с дженериковыми порошками коллагеновых пептидов с неизвестной характеристикой. Выводы исследований, проведённых с использованием конкретных брендированных препаратов, могут не распространяться на все продукты с коллагеновыми пептидами. Кроме того, ни один продукт с коллагеновыми пептидами не может продвигаться с заявлениями о лечении заболеваний в большинстве юрисдикций; допустимы лишь заявления о структуре и функции организма (например, «поддерживает здоровье суставов»), но не терапевтические заявления.

Статус GRAS (общепризнанно безопасный) был присвоен препаратам коллагеновых пептидов Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для использования в качестве пищевых ингредиентов, что отражает их устоявшийся профиль безопасности как соединений пищевого происхождения. Ни один коллагеновый пептид не одобрен как лекарственный препарат для лечения какого-либо заболевания. Это принципиально отличает его от статуса исследовательских соединений GHK-Cu и AHK-Cu, которые не имеют классификации диетической добавки и более широкой регуляторной базы, применимой к пептидным препаратам пищевого происхождения.

Связанные страницы

Связанные пептиды: GHK-Cu (Медный трипептид-1) · AHK-Cu (Медный трипептид-3) · BPC-157

Цели: Кожа, волосы & косметология · Восстановление & заживление · Рост мышц & состав тела · Воспаление & противовоспалительные исследования · Здоровье кишечника & поддержка ЖКТ · Менопауза & перименопауза