(Панацейка. «ХиЖ» 2026 №1)
Самый распространенный белок человеческого тела — коллаген. На его долю приходится 25–35% всех белков организма. Он присутствует в коже, хряще, сухожилиях, роговице и в некоторых других тканях. И если эти ткани не в порядке, их лечат коллагеном. Он стал неотъемлемым компонентом многих медицинских материалов, кожных трансплантатов, лекарств, косметических препаратов и пищевых добавок для регенерации хряща и кости.
Из коллагена изготовляют пленки для упаковки и хранения пищевых продуктов, носители для лекарств, матрицы, в которых выращивают клетки для тканевой инженерии. Без коллагена нам не обойтись.
Для коммерческих целей коллаген получают преимущественно из костей, кожи и хрящей сельскохозяйственных животных. Однако их использование чревато распространением тяжелых зоонозных заболеваний: губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота, трансмиссивной губчатой энцефалопатии, ящура, коровьего бешенства, птичьего гриппа. Кроме того, коллаген млекопитающих вызывает у людей иммунологические осложнения. Поэтому ученые занялись поисками альтернативных источников коллагена и обратили внимание на медуз.
Для въедливых читателей уточню — речь идет о сцифоидных медузах. Есть еще другие медузы, но их различия в данном случае для нас не важны, за исключением одного — сцифомедузы значительно крупнее. Их диаметр достигает нескольких десятков сантиметров, а некоторые вырастают больше метра в поперечнике. Название класса Scyphozoa происходит от греческого слова skyphos, обозначающего чашу для питья. Тело медузы действительно напоминает перевернутую чашу, она же зонтик, или купол. На нижней стороне зонтика находится рот, окруженный длинными ротовыми лопастями для захвата пищи. Это не щупальца, щупальца расположены по краям зонтика, как бахрома.
Из яиц медузы развиваются личинки, которые оседают на дно и превращаются в крошечные полипы, 1–2 мм в диаметре и до 3 мм высотой. Эти существа отпочковывают от себя либо новых полипов, либо крошечных незрелых медуз (эфир). Эфира превращается во взрослую медузу, которая живет 4–8 месяцев, а иные виды и по 1–2 года, а в аквариумах — гораздо дольше.
Люди собирают и едят медуз не меньше тысячи лет. Сначала их добывали в Китае, Японии и Южной Корее, эти страны и сейчас остаются лидерами медузного промысла, а с 1970-х годов он распространился на Индию, Индонезию, Малайзию, Мьянму, Пакистан, Филиппины, Сингапур, Таиланд и Вьетнам. Медуз продают живых, свежих, охлажденных, замороженных, сушеных, соленых или в рассоле. Съедобные медузы (их более 35 видов) популярны в китайской кухне в качестве закусок или ингредиентов салатов, супов и более сложных блюд.
Местные рыбаки считают, что поедание медуз лечит суставы, укрепляет иммунитет, замедляет старение и помогает бороться с усталостью. В этих же целях медуз использует традиционная китайская медицина. Действительно, значительное потребление сцифомедуз считают одной из причин более здорового старения восточного населения по сравнению с западным.
Казалось бы, что там есть-то? Ткани медузы на 95–98% состоят из воды. Но если воду удалить, в сухом остатке окажется от 20 до 54% белка, примерно половина которого приходится на коллаген. Его, кстати, больше в ротовых лопастях, чем в зонтике.
Оказалось, что коллаген, полученный из медуз, во многом схож с коллагеном млекопитающих I и II типов. Коллаген I типа в основном используют для улучшения здоровья кожи и костей, а коллаген II типа — для облегчения заболеваний суставов.
Кроме того, медузный коллаген не вызывает аллергии и отторжения, не содержит возбудителей заболеваний, на нем отлично растут клетки соединительной ткани, а еще использование медуз помогает несколько сократить их поголовье. Оно в последние годы резко выросло то ли благодаря изменению климата, то ли в результате перевылова рыб, которые медуз едят. Обилие медуз мешает рыболовному промыслу и пляжному бизнесу и не дает использовать морскую воду для охлаждения.
Медузный коллаген не так прочен, как коллаген млекопитающих, для тканевой инженерии надо бы поплотнее; однако есть надежда, что этот недостаток устранят химической модификацией. Часто коллаген медуз в сочетании со сшивающими агентами и биокерамикой включают в состав современных биоматериалов, которые сейчас испытывают, планируя использовать для заживления ран, восстановления кожи и хрящей, роста клеточных культур и адресной доставки лекарств. Благодаря высокопористой структуре искусственный биоматериал легко пропускает и кислород, и питательные вещества.
Свойства медузного коллагена еще мало изучены, занимаются этим преимущественно китайские исследователи. Однако результаты первых опытов на животных выглядят многообещающе. Так, эксперименты на мышах показали, что коллагеновые пептиды медузы Номура Nemopilema nomurai и огненной медузы Rhopilema esculentum снижают массу жира у раскормленных крыс, защищают суставные хрящи от разрушения и способствуют их регенерации, а также смягчают воспаление.
Из коллагена огненной медузы путем ферментативного расщепления получили пептиды, подавляющие активность ангиотензин-превращающего фермента. Этот фермент способствует сужению сосудов и повышает давление. Ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента назначают при гипертонии, и ученые надеются, что пептидные препараты, в отличие от традиционных лекарств, не будут вызывать побочных эффектов, таких как головокружение, кашель или проблемы с почками.
Мелкопористые губки из лиофилизированного коллагена огненной медузы быстро останавливают кровь и втрое уменьшают потерю крови при обильных кровотечениях, поскольку отлично впитывают жидкость, а тромбоциты и эритроциты оседают на поверхности губки, образуя плотные сгустки, закрывающие рану.
Раствор коллагеновых пептидов, вводимый мышам в желудок через зонд в течение шести дней, ускорял заживление ран примерно вдвое. Пептиды стимулировали образование фибробластов и синтез коллагена в мышиной коже.
Или, вот, ожирение. Исследователи скармливали мышам гидролизаты коллагена медузы Номура вместе с жирной пищей, и оказалось, что эти пептиды предотвращают ожирение и повышение уровня глюкозы в крови. Более того, они ослабляют воспаление и дисбактериоз кишечника, которые обычно сопутствуют ожирению.
Медузный коллаген увлажняет кожу, отбеливает ее и защищает от ультрафиолетового излучения, поэтому его можно рассматривать как перспективный продукт для косметической индустрии.
Помимо коллагена, сцифомедузы содержат и другие биологически активные молекулы — жирные кислоты и яд в стрекательных клетках. Жирных кислот очень мало, а состав яда медуз и его биологическую активность только начинают изучать. Его свойства и действие на людей зависят от вида медузы.
Наряду с несомненными преимуществами есть у медузного коллагена и минусы. Прежде всего, это отсутствие надежных экспериментов, доказывающих, что медузы или продукты их переработки полезны для здоровья человека. Кроме того, медузы могут содержать тяжелые металлы, усвоенные из загрязненных вод. Но качество коллагена контролируют, и пока ни один из проанализированных образцов не превысил признанных в Евросоюзе нормативов. А еще сезон сбора медуз короток. Чтобы избежать всех этих сложностей, медуз специально выращивают в контролируемых условиях. Лучше всего развита аквакультура огненной медузы в Китае.
Получать из медуз коллаген нелегко. Они содержат много воды и быстро разлагаются. Их надо неоднократно промывать, просаливать и сушить. Это недешево, но, по-видимому, стоит того. Если медузный коллаген действительно обладает всеми этими замечательными свойствами, затраты окупятся, тем более специалисты надеются, что новые технологии повысят эффективность экстракции коллагена.
В западных странах медузы пока в диковинку, а хотелось бы, чтобы потребители признали новый материал. Будем надеяться, что все получится: и коллаген оправдает возложенные на него ожидания, и медуз все полюбят.
Н. Ручкина
Остальные статьи из этой рубрики вы можете найти в подборке «Панацейка»
Купить номер или оформить подписку на «Химию и жизнь»: https://hij.ru/kiosk2024/
Благодарим за ваши «лайки», комментарии и подписку на наш канал
– Редакция «Химии и жизни»