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水解胶原蛋白的美容效应研究进展
on
skin
周建烈1综述,林子豪2审校
(I.罗赛洛中国上海200030;2。第二军医大学长征医院整形外科上海200003)
在美国和欧洲水解胶原蛋白一直使用于药物和食品中。 美国FDA和其他监管机构认可水解胶原蛋白产品为“普遍认 为安全的”(Generally
Recognized
as
水分的能力。胶原蛋白酶解后形成水解胶原蛋白,大量亲水 基团外露,导致吸水性明显增加。水解胶原蛋白含有高剂量 的甘氨酸、羟脯氨酸、脯氨酸、丙氨酸(如Peptan水解胶原蛋 白含甘氨酸20%、羟脯氨酸12%、脯氨酸13%、丙氨酸8%),吸 水性更强口]。2008年,李卫林等13j比较胶原蛋白和不同分子量 的胶原蛋白水解产物水解胶原蛋白的吸水性,结果显示:胶 原蛋白吸水性为16.37%,水解胶原蛋白随着分子量从(2.7~ 4.5)×104降低到(0.66~0.95)×104,其吸水性从18.72%明 显增加到25.21%。 2.2水解胶原蛋白的溶解性好:蛋白质的水溶性取决于其分
【301陈风江,杨智荣,张春蕾.加减滋水清肝饮对紫外线辐射小鼠皮肤组 织脂褐质含量的影响叨.中国中西医结合皮肤性病学杂志2006,5
(3):15l-152.
【收稿日期]20i0-09—02
【修凹日期12010—10—26 编辑/李阳利
水解胶原蛋白的美容效应研究进展
Update the cosmetology effects of hydrolyzed collagen intake
109
性、乳化性和乳化稳定性,因此,油性化妆品中要求添加水解 程度较低的分子量较大的水解胶原蛋白;但是保湿型化妆品 中就要求添加水解程度高的分子量小的水解胶原蛋白,其极 性基团能够形成氢键、离子键等极性作用力,有较好的吸水 性、溶解性和保水性。Peptan水解胶原蛋白的分子量有2 000道尔顿和5 000道尔顿的,分别适用于油性化妆品和保 湿型化妆品。水解胶原蛋白对成纤维细胞的趋化性刺激皮肤 的成纤维细胞生长,显著增加成纤维细胞密度、胶原纤维宣 径和密度、以及核心蛋白聚糖的硫酸皮肤素的百分比,使皮 肤的机械强度增加,力学性能改善,柔软度和弹性增加,保湿 能力更强,皮肤细小皱纹和深层皱纹得到改善。 一般的水解胶原蛋白产品不含有所有必需氨基酸,通常 被认为生物效价比较低。法围Rousselot的Peptan水解胶 原蛋白有鱼、猪、牛3种水解胶原蛋白,含有9种必需氨基酸 中的8种,其中甘氨酸、羟脯氨酸/脯氨酸和谷氨酸含量非 常高,占氨基酸总量的50%以上,有FM(精细)粒度:≤180
Safe,GRAS)[I】。近年
来的体外实验、动物试验和临床研究显示,来自动物骨骼和 皮肤的胶原蛋白抗原性低,能缓和化妆品中表面活性剂对毛 发和皮肤的刺激作用,水解胶原蛋白(Peptan)具有明显的皮 肤美容效应(吸水性好、溶解性好、保水性高、对成纤维细胞 的趋化性等),从而增加皮肤的柔软度、弹性和抗皱纹等,现 就其美容效应研究进展综述如下。 1水解胶原蛋白 胶原蛋白经过酶水解可成为水解胶原蛋白(hydrolyzed collagen,又称胶原蛋白肽),从而改变了其物理化学性质 (表面电荷、极性、疏水性等)。Peptan水解胶原蛋白是从经过 健康检疫的动物骨骼和皮肤中提取的,用食用级稀酸洗脱骨 骼和皮肤中的矿物质,提纯而成的骨或皮肤胶原蛋白:根据 不同的皮肤原料(牛、猪或鱼)用碱或酸处理后,采用高纯度 的反渗透水,在一定温度下提取出大分子的胶原蛋白质,再 通过特殊的酶水解工艺,有效剪切大分子链,最完整地保留 有效的氨基酸基团,而成为分子量在2 000~5 000道尔顿的 水解胶原蛋白。生产过程通过多次过滤并去除杂质离子,达 到最高级别的生物活性及纯度,并通过包括140℃高温的二 次灭菌过程,确保细菌含量达到100个/g以下(这一微生物 水平远高于1 000个/g的欧盟标准),并通过特殊的二次造 粒喷雾干燥,形成高可溶性,可被完全消化的Peptan水解胶 原蛋白粉。易溶于冷水、易被消化吸收嘲。 2基础研究 2.1水解胶原蛋白的吸水性好:吸水性是蛋白质吸附或摄取
On
Y,Mcgud
N.et
a1.Effec-ts
of ingestion of
peptide
collagen fibrils and
glycosaminoglycans in
tendon田.J Nutr Sci Vitaminol(Tokyo),2005,51(3):
Peptan水解胶原蛋白粉的饮料(早上含59,晚上含59)
子中可电离基团和亲水基团的多少,胶原蛋白的水解造成肽 键的断裂,导致一些极性亲水基团(如-C00H、一NH:、一0H)的数 目增加,使蛋白质的疏水性降低,电荷密度增大,亲水性增 加,水溶性提高c3]。李卫林等[3:通过测定氮溶解指数(NSI)比 较胶原蛋白和不同分子量的胶原蛋白水解产物水解胶原蛋 白的溶解性,结果提示:胶原蛋白溶解性为93.81%。水解胶原 蛋白随着分子量从(2.7~4.5)×104降低到(0.65~0.95)X
104,其溶解性从97.64%明显增加到100.00%。
2.3水解胶原蛋白的保水性高:蛋白质的保水能力受到蛋白 浓度、分子质量、离子种类、环境因素等的影响,通常用水分 残存率表示。胶原蛋白水解程度的增加,水分残存率也逐渐 增加。由于胶原蚩白中含有大量的极性氨基酸残基,如什氨 酸、丙氨酸等,胶原蛋白水解成水解胶原蛋白,亲水基团暴露 增多,极性键更多的释放,与水分子的结合能力也因此增强, 从而提高了胶原蛋白酶解产物水解胶原蛋白的保水性i3】。李 卫林等[3j通过测定水分残存率比较胶原蛋白和不同分子量的 胶原蛋白水解产物水解胶原蛋白的保水性,结果:在相同的 时间|-日J隔内,水解胶原蛋白随着分子量从(2.7~4.5)X 104 降低到(0.65~0.95)X 104,其水分残存率逐渐增加。
p m
、}m(高密度):0.4~O.55 g/cm3和LD(低密度):0.25~O.35 g/cm3,还有药物级Peptan水解胶原蛋白,而且有临床研究 证实其皮肤美容效应,值得推荐。 综上所述,水解胶原蛋白(Peptan)吸水性好、溶解性好、 保水性高、对成纤维细胞的趋化性等,能增加皮肤的柔软度、 弹性和抗铍纹等,具有明显的皮肤美容效应。
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safe
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或者安慰剂饮料。共12周,结果:①与安慰剂组比较,Peptan 水解胶原蛋白组妇女感觉肌肤柔软度更好,弹性更大,肌肤 明亮度更好;(国Peptan水解胶原蛋白组没有发现任何不良反 应:③通过临床检查和问卷调查显示Peptan水解胶原蛋白 的耐受性好。结论:坚持每日服用Peptan水解胶原蛋白109, 连续12周,可以改善皮肤的基本状况和皮肤构造。 4应用 胶原蛋白酶解后形成水解胶原蛋白,其分子结构和分子 量发生改变,使之吸水性、溶解性、保水性等功能特性发牛变 化。水解胶原蛋白分子质量较大者,相对疏水作用较强,能够 较好的维持分子的构形,因而在两相体系中具有较好的吸油
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human fibroblasts
to
AH.Chemotactic
II
attraction
of
type LⅡ,and
collagens and collagen-derived
pepadesp].ProcNatlAcadSciUSA,1978,75(2):871・875. [5]Minaguchi
collagen Achilles 169.174. J,Koyama
万方数据
中国美容医学2010年11月第19卷第ll期Chinese Journal of Aesthetic Medicine.Nov.2010.V01.19.No.1l
1731
2.4水解胶原蛋白对成纤维细胞的趋化性:1978年, Postlethwaite等㈨定量测定人皮肤的成纤维细胞对I、II、 m璀人胶原蛋白和水解胶原蛋白的趋化反应。结果显示,胶 原蛋白和水解胶原蛋白可能在体内对成纤维细胞有趋化刺 激功能,吸引成纤维细胞,加速受损组织修复。2005年,M卜 naguchi等”l研究显示,摄入56天水解胶原蛋白(1.Og/kg/ 天)可引起胶原纤维直径显著增加到160~180 nm,且平均纤 维束直径也显著增加,硫酸皮肤素增加,透明质酸减少,从而 改善力学性能.增加皮肤的柔软度和弹性。2006年,Matsuda 等…】研究显示,摄入62天水解胶原蛋自(0.29/kg/天)可显著 增加成纤维细胞密度、胶原纤维直径和密度以及核心蛋白聚 糖的硫酸皮肤素的百分比,提高真皮的胶原纤维形成,增加皮 肤的机械强度,皮肤皱纹得到改善。Shigemura等肼研究指出, 人摄入水解胶原蛋白后外周血中会出现脯氨酰一羟脯氨酸, 脯氨酰一羟脯氨酸可能刺激皮肤的成纤维细胞牛长,增加皮 肤迁移的成纤维细胞数目,提高表皮细胞转换,加速水分透过 肌肤层流动,增强皮肤保湿能力,预防深层皱纹的生成。 3临床研究 2009年,Tanaka等暗】研究每日摄取水解胶原蛋白对重复 紫外线B辐射引起的皮肤损伤的影响。结果:摄食水解胶原 蛋白(O.2 g/kg/d)能抑制紫外线B诱导的损伤(皮肤水合减 少、表皮增生和可溶性I型胶原蛋白减少)。结论:水解胶原 蛋白作为营养素补充剂可有助于抑制紫外线B引起的皮肤 损伤和光老化作用。 2008年,日本东京的Souken等评估33名40~59岁妇 女在冬季口服补充Peptan水解胶原蛋白对皮肤健康改善作 用的双盲、安慰剂对照研究,受试者每天喝一次含lOg Peptan水解胶原蛋白的饮料或者安慰剂饮料,共8周,结果: (!)Peptan组的妇女感觉肌肤的持水性显著提升:(墓)Peptan 组有68%妇女感觉皮肤干燥状况改善,没有感到洗脸后和化 妆时皮肤那么紧绷干燥。结论:每日皮肤护理时常规口服 Peptan水解胶原蛋白可以明显有效滋润皮肤,减少因皮肤干 燥缺水引起的其他问题。2008年,法国里昂的Dermscan评估 47名35~55岁的妇女在冬季口服Peptan水解胶原蛋白对 改善皮肤健康的安慰剂对照研究,受试者每天分2次喝含有