Коллаген - вчера, сегодня, завтра.

Добрый день, уважаемые друзья и коллеги. Сегодня давайте поговорим о коллагене, препаратах и биологически активных добавках его содержащих.

В данной статье мы обратим внимание на:

1. Общую информацию по коллагену (функции, применение, свойства).
2. Типы коллагена.
3. Синтез коллагена в организме.
4. Усвоение и биодоступность.
5. Факторы влияющие на синтез и усвоение;
6. Доказательную базу по применению коллагена в медицинской практике.
7. Роль глицина в синтезе и структуре коллагена.
8. Препараты, Бады и коллаген содержащую косметику.

Коллаген — это не только самый распространенный белок в организме человека, но и настоящий ключ к здоровью и красоте кожи, волос и ногтей. Давайте разберемся, зачем он нужен, каковы причины его дефицита и как восполнить его недостаток.

Фактически, этот фибриллярный белок составляет основу соединительной ткани организма (сухожилия, кость, хрящ, фасции и т.п.), обеспечивает прочность и эластичность.

У млекопитающих, коллаген составляет от 25% до 45% белков во всём теле. Этот белок обнаруживается у животных и отсутствует у растений, бактерий, вирусов, простейших и грибов.

Некоторые функции коллагена в организме:

• обеспечивает поддержание и гибкость опорно-двигательной системы;
• снижает риск развития остеоартрита;
• играет роль в процессе заживления ран и регенерации, помогая восстановить повреждённые участки кожи и других тканей;
• способствует росту и укреплению волос и ногтей;
• играет ключевую роль в поддержании упругости и гладкости кожи.

Некоторые области применения коллагена:

• Медицина. Синтезированный коллаген используют для заживления ран, в хирургии — как нити для швов и в качестве наполнителя в пластических операциях.
• Косметология. Коллаген добавляют в кремы, мази и маски, в косметологии делают инъекции для разглаживания морщин и очерчивания контура лица.
• Пищевая промышленность. Из коллагена получают желатин, который используют в приготовлении желе, холодца, десертов и других блюд.

Существует несколько типов коллагена (всего известно около 28 разновидностей), каждый из которых выполняет свои уникальные функции и присутствует в разных частях тела. Вот пять основных типов коллагена и их функции:

1. Тип I. Это самый распространённый тип коллагена, составляет основную часть кожи, костей, сухожилий и внутренних органов. Придаёт тканям прочность и упругость, обеспечивает структурную поддержку костям, а также играет важную роль в заживлении ран и росте новых клеток.

2. Тип II. Наиболее характерен для хрящей, особенно в суставах и межпозвонковых дисках. Обеспечивает смягчающую амортизацию и поддерживает гибкость суставов.

3. Тип III. Создаёт поддерживающую сетку в мягких тканях, кровеносных сосудах, коже и внутренних органах. Помогает сохранять упругость тканей и поддерживать структуру сосудов.

4. Тип IV. Составляет основу базальной мембраны, которая разделяет эпителиальные и сосудистые ткани в органах. Обеспечивает структурную поддержку в почках, лёгких и хрусталика глаза. Также играет важную роль в фильтрации крови в почках.

5. Тип V. Часто встречается в соединительной ткани, включая кожу, сухожилия и волокна внутри мышц. Этот вид дополняет другие типы, обеспечивая целостность и прочность различных тканей.

В организме еще присутствуют коллагены VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV, XVI, XVII, XVIII, XIX, XX, XXI, XXII, XXIII, XXIV, XXV, XXVI, XXVII и XXVIII типов.

Физико-химические свойства коллагена.

• Структура:Молекула коллагена состоит из трёх α-цепей, закрученных в правозакрученную суперспираль (тропоколлаген). Каждая цепь содержит около 1000 аминокислот, с повторяющейся последовательностью глицин-пролин/лизин-любая аминокислота. Глицин составляет ~30% состава, пролин и гидроксипролин — до 25%.
• Стабильность:Коллагеновые волокна устойчивы к растяжению — выдерживают нагрузку, в 10 000 раз превышающую их вес. При денатурации (например нагревании) коллаген превращается в желатин.
• Растворимость:Нерастворим в воде, но гидролизованные формы (пептиды) приобретают растворимость, что повышает их биодоступность.

Синтез эндогенного коллагена.

Все начинается с экспрессии генов. Гены проколлагена транскрибируются в мРНК, которая затем транслируется в препроколлаген. Эта часть происходит в рибосомах. Сигнальный пептид направляет его в эндоплазматический ретикулум (ER), где он превращается в проколлаген. В ER пролил- и лизилгидроксилазы добавляют гидроксильные группы к остаткам пролина и лизина, для чего требуется витамин С в качестве кофактора. Без достаточного количества витамина С этот этап нарушается, что приводит к таким проблемам, как цинга. Затем происходит гликозилирование, при котором к гидроксилизину добавляется глюкоза или галактоза. Далее три альфа-цепи образуют структуру тройной спирали, стабилизированную дисульфидными связями. Проколлаген транспортируется к аппарату Гольджи, упаковывается в секреторные пузырьки и высвобождается во внеклеточное пространство. Там ферменты, такие как проколлагенпептидаза, расщепляют концевые пептиды, позволяя молекулам коллагена собираться в фибриллы. Сшивание с помощью лизилоксидазы (для которой необходима медь) превращает эти фибриллы в зрелые коллагеновые волокна.

Таким образом, этот процесс включает несколько стадий:

1. Транскрипция генов: Гены коллагена (например, COL1A1, COL2A1) активируются под действием факторов роста (TGF-β, IGF-1).

2. Посттрансляционная модификация:

• В эндоплазматическом ретикулуме пролин и лизин гидроксилируются ферментами пролилгидроксилазой и лизилгидроксилазой. Витамин С — кофактор этих реакций (при дефиците развивается цинга).
• Гидроксилированные цепи образуют тройную спираль (проколлаген), стабилизированную дисульфидными связями.

3. Секреция и сборка:

• Проколлаген выводится в межклеточное пространство, где ферменты (проколлаген-пептидазы) удаляют N- и C-концевые фрагменты.
• Молекулы тропоколлагена самоорганизуются в фибриллы, которые укрепляются поперечными сшивками под действием лизилоксидазы (требует меди).

Виды коллагена, применяемые в медицинской и косметологической практике.

Рассматривают два вида коллагена гидролизованный и нативный.

Гидролизованный коллаген— это коллаген, который был расщеплён в результате процесса гидролиза на более мелкие аминокислотные цепи. Такие молекулы легче усваиваются организмом.

Нативный коллаген— это изначальная, нерасщеплённая форма белка коллагена. Воспринимается организмом как свой собственный. При попадании в желудочно-кишечный тракт он не разрушается под действием пищеварительных ферментов, взаимодействует с пейеровыми бляшками, индуцирует толерантность Т-клеток, снижает выработку антител против собственного коллагена, т.е. оказывает иммуномодулирующее действие.

Итог:нативный и гидролизованный коллаген — принципиально разные продукты. Нативный работает как "иммунный инструктор", перестраивая реакции организма при заболеваниях суставов, а гидролизованный служит источником аминокислот для синтеза новых белков в коже и костях.

Животный коллаген(из кожи крупного рогатого скота и свиней): основной тип I и III-й, термостабилен (31–33°C), более экономичный, но менее биодоступный и чаще вызывает аллергию (из-за чужеродных эпитопов, особенно свиной). Имеет, как правило, более высокую молекулярную массу (~300 кДа), требует более сложного ферментативного расщепления. Усваивается на 70–80%.

Морской коллаген(из рыбы: чешуя, кожа, кости рыб): основной тип I и II менее термостабилен, разрушается при 23–25°C близок по структуре к человеческому, лучше усваивается (гидролизуется до пептидов с ММ 1–3 кДа, что повышает всасываемость в кишечнике на 90–95%). Содержит больше гидроксипролина — ключевой аминокислоты для синтеза коллагена в коже и суставах. В работе Rousselot-Institut Français de la Mer (2023) морской коллаген показал на 15% более высокую биодоступность, чем бычий, благодаря низкой молекулярной массе.

Итог:морской коллаген превосходит животный по биодоступности и действию на кожу, но животный (особенно нативный II типа) незаменим для иммуномодуляции при болезнях суставов. Выбор зависит от целей и индивидуальных противопоказаний.

Усвоение коллагена (биодоступность).

Когда кто-то принимает гидролизованный коллаген (пептиды), пищеварительная система расщепляет их на ди- и трипептиды в желудке и тонком кишечнике. Эти небольшие пептиды всасываются через транспортер PEPT1 в кишечнике. После всасывания они попадают в кровоток и распределяются по тканям. Биоактивные пептиды, такие как Pro-Hyp и Hyp-Gly, могут стимулировать фибробласты в коже и суставах вырабатывать больше коллагена, активировать сигнальные пути, такие как MAPK / ERK, и снижать уровень матриксных металлопротеиназ (MMPS), которые расщепляют коллаген. Важен синергизм с питательными веществами; витамин С имеет решающее значение для гидроксилирования, цинк и медь действуют как кофакторы для таких ферментов, как лизилоксидаза, а аминокислоты, такие как глицин и пролин, являются строительными блоками.

Таким образом:

Гидролизованный коллаген (пептиды с массой < 5 кДа):

• Расщепляется до ди-/трипептидов; всасывается через транспортеры PEPT1, что повышает усвояемость до 80–95%.
• Эффективен для синтеза собственного коллагена организмом. Дозировки: 5–15 г/день для улучшения кожи, 10–20 г/день для поддержки суставов.
• Стимулирует синтез коллагена и гиалуроновой кислоты. За счет воздействия на фибробласты через рецепторы (например, EGFR).
• Биоактивные пептиды (например, Pro-Hyp) подавляют MMP-1 и MMP-3 — ферменты, разрушающие коллаген при воспалении.

Нативный коллаген(из пищи) усваивается хуже: крупные молекулы частично расщепляются в ЖКТ, но их аминокислоты используются для общего синтеза белков, а не целенаправленно для коллагена.

Нативный коллаген (IIтипа) эффективен в малых дозах (40–80 мг/день) благодаря иммунному механизму, взаимодействует с пейеровыми бляшками, индуцирует толерантность Т-клеток, снижает выработку антител против собственного коллагена.

Факторы, влияющие на синтез и усвоение

Стимуляторы синтеза:

• Витамин С — критичен для гидроксилирования пролина. Важный этап процесса синтеза эндогенного коллагена в организме.
• Цинк, медь, селен — кофакторы ферментов (например лизилоксидаза, коллагеназы).
• Пептиды коллагена — активируют сигнальный путь MAPK/ERK, усиливая экспрессию коллагеновых генов.

Ингибиторы:

• УФ-излучение — повышает уровень MMP-1, разрушающего коллаген кожи.
• Хроническое воспаление (например, при артрите) — активирует цитокины (IL-1β, TNF-α), подавляющие синтез.

Медицинское применение

• Гидролизованный коллаген улучшает увлажнённость кожи на 20 - 28%, эластичность — на 19% (метаанализ 26 исследований).
• Прием 10 г/день в течение 12 недель увеличивал плотность коллагена в дерме на 20% (подтверждено биопсией, (исследование 2019, Nutrients)).
• Инъекции коллагена (например, Коллост) стимулируют регенерацию дермы, уменьшают рубцы.
• Гидролизованный коллаген в дозировках от 5 до 10г в сутки укрепляет костную ткань, снижает риск переломов. Может уменьшать боль при артрите, но не влияет на аутоиммунные механизмы. Для гидролизованной формы обязателен витамин С (500 мг/день) — кофактор синтеза коллагена.
• Применение нативного коллагена (IIтипа) в дозе 40 мг/день снижали боль в суставах у пациентов с остеоартритом за счет индукции иммунной толерантности (подавление Th1-ответа), исследование (2016, International Journal of Medical Sciences).
• У пациентов с остеоартритом прием нативного коллагена II типа 40 мг/день в течение 3 месяцев снижает боль на 40%, скованность — на 33% (индекс WOMAC).
• Нативный коллаген IIтипа эффективен для заболеваний опорно-двигательного аппарата и не подходит для улучшения состояния кожи.
• Коллаген + хондроитин усиливают регенерацию хряща.
• Коллаген IV типа укрепляет стенки сосудов, снижая риск атеросклероза.

Ограничения и риски

• Избыток коллагена может привести к фиброзу (рубцевание тканей) или аутоиммунным заболеваниям (склеродермия).
• Косметика с коллагеном: Молекулы слишком крупные для проникновения в кожу, эффект ограничен поверхностным увлажнением.

Ключевые примечания к таблице о клинических исследованиях:

1. Ограничения / Конфликты интересов:

• Исследования, финансируемые производителями (например, Shavlovskaya et al., Elsapharm) показывают более выраженные положительные эффекты, чем независимые работы.
• Коммерческие организации ("Эвалар", Ataman Kimya) часто не раскрывают методологию, что снижает воспроизводимость результатов.
• Исследования нативного коллагена чаще фокусируются на суставах, гидролизованного — на коже и комплексных эффектах.

2. Методологические ограничения:

• Малая выборка:В исследованиях Lugo et al. (n=55) и Shavlovskaya et al. (n=60) недостаточный размер выборки для экстраполяции выводов на популяцию.
• Отсутствие контрольных групп: В работе Теребневой Е.А. результаты основаны на субъективных оценках без плацебо-контроля.
• Неуточненные параметры: В исследовании РНЦХ им. Петровского не указаны дозировки коллагена, что затрудняет интерпретацию.

3. Оптимальные условия для эффективности:

• Нативный коллаген II типа: Требует сохранения тройной спирали (ММ ~300 кДа) для иммуномодуляции. Дозы >80 мг/сут могут провоцировать воспаление.
• Гидролизованный коллаген: Пептиды с ММ 1–3 кДа (например, Pro-Hyp) наиболее эффективны для стимуляции фибробластов. Дозы <5 г/сут не дают значимых эффектов.

4. Рекомендации по интерпретации:

• Приоритет независимых исследований: Данные Lugo et al. и Proksch et al., несмотря на ограничения, имеют большую достоверность из-за открытой методологии.
• Критическая оценка коммерческих работ: Результаты "Эвалар" и Ataman Kimya требуют верификации в независимых репликационных исследованиях.

Представленные данные подтверждают:

• Гидролизованный коллаген I типа — оптимален для улучшения кожи и костей при дозах 5–15 г/день + витамин С.
• Нативный коллаген II типа — эффективен для подавления воспаления в суставах в микродозах (40 мг/день).

Независимые метаанализы (Choi et al., 2024) указывают на умеренную эффективность коллагена при артрите, но призывают к осторожности из-за риска предвзятости в индустрийных исследованиях. Для верификации результатов рекомендованы независимые испытания по стандартам CONSORT.

В некоторых лекарственных препаратах, рекомендуемых как источник коллагена, вместо коллагена содержится глицин, как пример - «Элентра Нутришн Коллаген + Витамин C», поэтому давайте рассмотрим роль глицина в формировании коллагена.

Роль глицина в синтезе и структуре коллагена (глицин, это одна из основных аминокислот в организме).

Структурная роль глицина

• Повторяющаяся последовательность: Каждая третья аминокислота в коллагеновых цепях — глицин (структурная формула: Gly-X-Y, где X и Y — часто пролин и гидроксипролин).
• Компактная упаковка: Маленький размер глицина (имеет только атом водорода в боковой цепи) позволяет тройной спирали коллагена плотно скручиваться. Без глицина спираль не смогла бы стабилизироваться.

Участие в синтезе коллагена

• Субстрат для синтеза: Глицин необходим для образования проколлагена в фибробластах.
• Энергия для реакций: При синтезе коллагена глицин участвует в цикле образования АТФ, требуемого для посттрансляционных модификаций (например, гидроксилирования пролина).

Глицин как ограничивающий фактор

Высокий расход: Организм использует ~10 г глицина в день только для поддержания коллагена. При стрессе, травмах или старении потребность растет.

Источники глицина:

• С пищей: Бульоны, хрящи, желатин, мясо.
• Синтез в организме: Из серина (требует витаминов B₆, B₉, B₁₂).
• Препараты и Бады (глицин, глицин форте и т.д.). Помним, что глицин так же обладает и ноотропными свойствами. А для участия его в синтезе коллагена, требуется и аскорбиновая кислота (500мг/сут.). Так же напоминаю, что при длительном приеме больших доз аскорбиновой кислоты более 500 мг в сут. возникает риск образования камней в почках.

Препараты, Бады, косметика с коллагеном.

Говоря о препаратах содержащих коллаген, то это различные коллагеновые губки, применяющиеся как гемостатики или ранозаживляющие средства, как правило, комбинированного состава.

Коллагеновые губки (гемостатические губки) — это медицинские средства для остановки кровотечений, изготовленные из коллагена. Они выглядят как пористые пластины (губка гемостатическая коллагеновая, комбутек-2, метуракол).

Коллаген, из которого делают губки, провоцирует тромбоциты склеиваться между собой, что ускоряет образование тромба и остановку кровотечения. Также коллаген служит каркасом для построения новых клеток, что создаёт условия для заживления ран. В состав некоторых губок входят обеззараживающие, обезболивающие и противовоспалительные компоненты.

Далее идут биологические активные добавки с коллагеном или глицином, различного состава и косметические средства. Перечень средств представлен в таблице.

Таким образом, статьи подтверждают, что:

1. Нативный коллаген II типа в дозах 40–100 мг/сут может уменьшать боль и воспаление при остеоартрите через иммуномодуляцию.
2. Гидролизованный коллаген I типа — оптимален для улучшения кожи и костей при дозах 5–15 г/день + витамин С.
3. Гидролизованный коллаген (пептиды с молекулярной массой 1–3 кДа) наиболее эффективны для стимуляции фибробластов. Дозы <5 г/сут не дают значимых эффектов.
4. Данные Ataman Kimya согласуются с другими исследованиями: пептиды 1–2 кДа (например, Pro-Hyp) повышают синтез гиалуроновой кислоты на 30–50% in vitro, но клинические эффекты требуют приема ≥4 недель.
5. Терафлекс Ультра (с НК-II) может быть предпочтительнее классических хондропротекторов для быстрого облегчения симптомов. Для долгосрочной защиты хряща требуются дополнительные исследования.

Клинические исследования и метаанализы

• Lugo et al. (2016) — International Journal of Medical Sciences. Иммуномодулирующее действие нативного коллагена II типа при остеоартрите.
• Proksch et al. (2014) — Skin Pharmacology and Physiology. Эффективность гидролизованного коллагена для улучшения кожи.
• Choi et al. (2024) — Nutrients. Метаанализ: гидролизованный коллаген при остеоартрите.
• Garcia-Coronado et al. (2019) — International Orthopaedics. Сравнение эффективности коллагена и глюкозамина.
• Rousselot-Institut Français de la Mer (2023) — Marine Drugs. Биодоступность морского vs животного коллагена.

Обзоры и механизмы действия

• Gromova et al. (2022) — Современная ревматологи. Иммуномодуляция нативным коллагеном II типа.
• de Paz-Lugo et al. (2018) — Amino Acids. Роль глицина в синтезе коллагена.
• Harris et al. (2021) — Dietary Supplements. Стандартизация коллагеновых субстанций.

Практические рекомендации

• European Society for Clinical Nutrition (2025) — Clinical Nutrition. Дозировки и комбинации нутриентов.
• Lila et al. (2024) — Современная ревматология. Сравнение препаратов Терафлекс Ультра и Терафлекс.