孟萌菲，李 博

(中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083)

胶原蛋白是动物源蛋白质中含量最为丰富的蛋白质，占总蛋白的25%—30%［1］。胶原蛋白中甘氨酸含量最高，占所有氨基酸的27%左右，其一级结构为“Gly-X-Y”重复序列。脯氨酸和羟脯氨酸的含量也特别高，分别占14%左右，其中羟脯氨酸是胶原蛋白特有的氨基酸。此外，羟脯氨酸在维持胶原蛋白三螺旋结构稳定性方面发挥着重要作用。目前已发现的胶原蛋白有29 种，其中I 型胶原蛋白含量最高，约占90%［1］。

胶原蛋白特有的三股超螺旋结构使得胶原蛋白性质十分稳定，普通的加工温度及短时的加热处理均不能使胶原蛋白分解。因而，胶原蛋白不易被人体消化吸收，很难被人体充分利用。胶原蛋白经蛋白酶水解为小分子量的胶原蛋白水解物后，三股超螺旋结构遭到破坏，胶原蛋白稳定性降低，使得胶原蛋白更容易消化吸收，其营养、功能特性等都得到了显著的改善。胶原蛋白水解物营养及生理功能主要体现在以下方面:蛋白质的营养功效，其体内消化吸收率可达100%［2］;促进皮肤胶原蛋白生成;促进骨胶原蛋白生成;保护胃粘膜及抑制血压上升等。

胶原蛋白能为皮肤再生提供需要的养分，促进皮肤修复，能为真皮层提供有力的支撑，从而使皮肤保持结实并具有弹性。胶原蛋白能够减少面部皱纹，减轻皮肤的色斑与晒斑，从而使皮肤变得柔润光泽［3］。近年来，胶原蛋白产品在欧美、日本等国风靡，并被称为“口服的化妆品”。人体从25 岁起，胶原蛋白每年以1.5%的速率开始流失，45 岁时流失胶原蛋白量约为30%［4］。因而，很有必要及时补充外源性胶原蛋白，来对抗机体胶原蛋白的自然流失。如果及时补充胶原蛋白，可使皮肤保湿、消皱与防皱。

近年以来，口服胶原蛋白是否有保健作用在网络上引起了巨大的争议。许多专家也随之表示，口服胶原蛋白并不能改善皮肤状态;胶原蛋白是从猪皮、鱼皮等食品加工废弃物中提取而来，其营养价值较低，几乎没有美容功效。还有学者称，胶原蛋白是动物源蛋白中品质较差的蛋白，过多摄入胶原蛋白会给机体带来很大的副作用［5］。本文综述了口服胶原蛋白水解物对皮肤修复作用的研究进展。

1 胶原蛋白水解物在体内的吸收利用

自19 世纪发现蛋白质以来，在很长一段时间内人们普遍认为蛋白质在肠腔内是完全水解成游离氨基酸然后被人体吸收的。但是后期有学者研究了蛋白质在小肠内的降解作用，发现蛋白质在肠腔内的降解产物并不完全是游离氨基酸，而是以二肽和三肽为主的寡肽。肽与氨基酸之间存在着相互独立的转运吸收系统。氨基酸的转运逆浓度梯度进行，是主动转运的过程，转运的动力来源于Na+浓度梯度。肽在小肠的转运主要有四种方式［6］:一是依照浓度梯度进行的被动扩散;二是由PepT-1 载体调节的主动转运(主要是二肽和三肽);三是通过小肠上皮细胞间的紧密连接进行的细胞旁路转运;四是通过小肠上皮细胞的囊泡进行的转胞吞作用(10 肽以上的寡肽以及蛋白质)。肽在小肠内的吸收受到很多因素的影响，而分子量是其中最重要的一个影响因素。胶原蛋白经酶水解生产小分子量的胶原蛋白肽，也可以经由上述肽吸收转运路径进入血液循环，从而被人体吸收利用。

Koji Iwai 等人［7］鉴定了人口服胶原蛋白水解物后血液中胶原蛋白肽的种类，试验中胶原蛋白来自猪皮、鸡爪和软骨，健康的志愿者禁食12 h 后，口服9.4—23 g胶原蛋白水解物。实验前测定血液中含Hyp 的肽含量，口服1—2 h 后其值达到最大值(20—60 nmol/mL)，口服后4 h 其值为最大值的一半。血清和血浆中含量最多的胶原蛋白肽被鉴定为Pro-Hyp，同时也存在一定数量的Ala-Hyp、Ala-Hyp-Gly、Pro-Hyp-Gly、Leu-Hyp、Ile-Hyp and Phe-Hyp。日本学者［8］研究了低分子量胶原蛋白水解物(LMW-CH)的吸收机制，给小鼠喂食14C 标记Pro 和14C 标记Gly-Pro-Hyp 的LMW-CH，小鼠在摄入LMW-CH 后3 h，血浆中的LMW-CH 浓度就达到峰值。LMW-CH 以肽的形式被吸收进血液。口服LMW-CH 后2—6 h，14C 标记的Gly-Pro-Hyp 三肽分布至全身各主要器官。口服14 d 后，皮肤中的放射水平仍高达70%。对小鼠皮肤水解并分析表明，其皮肤中的Gly-Pro-Hyp 三肽就是来自鸡爪的胶原蛋白三肽。

2 口服胶原蛋白水解物对皮肤修复作用的研究进展

2.1 对人真皮成纤维细胞生长的促进作用

Postlethwaite AE 等［9］研究了人体真皮成纤维细胞对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原蛋白及胶原蛋白水解物的趋药性，体外研究结果表明，三种胶原蛋白及其水解物均能诱导真皮成纤维细胞的生长。而且经胶原酶降解或人工合成的含羟脯氨酸的二肽或三肽，也能诱导真皮成纤维细胞的生长。已有研究表明，在损伤及炎症组织部位，胶原蛋白降解并重新合成。因此，胶原蛋白或胶原蛋白水解物可能通过诱导成纤维细胞的生长，修复受损组织。Hiroki Ohara 等［10］利用体外培养人体真皮成纤维细胞的方法，研究胶原蛋白肽对真皮细胞外基质成分和细胞增殖的影响。在多组胶原蛋白肽的试验中，200 nmol/mL 的Pro-Hyp 可使细胞增殖速度提高1.5 倍、透明质酸合成速度提高3.8 倍、透明质酸合成酶2 (HAS2)的mRNA 水平提高2.3 倍，提示胶原蛋白肽Pro-Hyp 可通过激活HAS2 的转录，刺激成纤维细胞有丝分裂和透明质酸合成。

2.2 对小鼠皮肤损伤的修复作用

Yongliang Zhuang 等［11］研究了水母胶原蛋白和胶原蛋白水解物对UV 诱导的小鼠皮肤光老化的影响，结果表明，胶原蛋白(JC)和胶原蛋白水解物(JCH)能够减轻UV 诱导后抗氧化因子的异常变化，能够保护UV诱导的皮肤脂质和胶原蛋白的损伤，而且，神经酰胺和粘多糖的变化也得到恢复。JC 和JCH 在体内具有抗氧化和修复内源性胶原蛋白合成等作用。而且，小分子量JCH 的作用高于JC。这些结果表明，JCH 可作为一种天然抗光老化剂应用于化妆品或食品行业。Tomoko Okawa等［12］研究了口服胶原蛋白三肽对丙酮诱导的皮肤干燥和瘙痒的影响，结果表明胶原蛋白三肽(CTP)提高了体外培养的人体真皮纤维细胞数量和小鼠皮肤透明质酸的含量。口服CTP 后，丙酮诱导的小鼠皮肤TEWL 值、抓挠行为均有显著地减少，表皮神经生长也受到抑制。定量PCR 分析和免疫组织化学研究表明，CTP 废除了丙酮诱导的神经生长因子NGF 的增加和Sema3A 水平的增加。Chisato Oba 等［13］研究了胶原蛋白水解物对UVB 诱导的无毛小鼠表皮屏障因子和皮肤弹性流失的影响，并以酪蛋白水解物作为对照。对照组小鼠进行单剂量UVB辐射，结果导致表皮屏障因子功能紊乱，而服用胶原蛋白水解物的小鼠TEWL 和表皮厚度显著减小，角质层含水量显著增加。重复UVB 辐射的对照组小鼠，皮肤的弹性和真皮透明质酸(HA)的含量减少。然而服用胶原蛋白水解物的小鼠，显著抑制了TEWL 的增加和角质层含水量的减少，改善了皮肤的弹性和HA 的含量。

2.3 口服胶原蛋白水解物在临床实验上的研究进展

日本某公司［14］实验结果表明，口服高剂量鱼胶原多肽粉组(4 g/d)的女性眼下皮肤抵抗皱纹形成能力及湿度在实验结束时得到了显著改善;口服低剂量鱼胶原多肽粉组(2 g/d)的女性前臂皮肤湿度在实验结束时也得到了显著的提高;口服高、低剂量胶原多肽粉组的女性皮肤弹性、活性在第4w 也都得到了改善。美国学者Skovgaard［15］等研究了口服鱼胶原蛋白水解物对100名绝经后女性皮肤的作用，实验采用随机双盲、安慰剂对照。实验结果表明，和服用安慰剂组的志愿者相比，口服鱼胶原蛋白水解物的志愿者前额、口周和眼周皱纹有明显的减轻，色斑、松弛、黑眼圈和整个面部状况都有显著改善(P＜0.05)。口服鱼胶原蛋白水解物志愿者皮肤密度也有非常显著的提高(P＜0.000 1)。因而，口服鱼胶原蛋白水解物明显改善皮肤结构、状况，提高皮肤的坚实度。日本学者Matsumoto 等［16］初探了I 型鱼胶原蛋白水解物对皮肤的改善作用，选用25 名皮肤粗糙干燥的志愿者，口服鱼胶原蛋白水解物6w 后(5 g/d)，脸颊部位的皮肤水分含量明显提高，颈部背面和前臂的水分含量也明显提高，脸颊处皮肤的弹性、柔韧性、光滑度、皱纹都有了显著改善。实验结果表明，口服胶原蛋白水解物对皮肤的改善程度高达到60%—100%。

Proksch E 等［17］研究了口服胶原蛋白补充剂对妇女皮肤生理性能的影响，实验采用双盲、安慰剂对照。随机选取35—55 岁妇女69人，每天服用2.5 g 胶原蛋白水解物或5.0 g 安慰剂，持续8w，每组23人。检测结果表明，所有服用胶原蛋白水解物组皮肤弹力显著提高，随后4w 的跟踪实验发现，老年妇女皮肤弹力显著提高。其它指标变化不明显，且胶原蛋白水解物对人体无副作用。

3 口服胶原蛋白产品的应用现状及展望

在美国和欧洲，胶原蛋白水解物一直使用于药物和食品中。美国FDA 和其它监管机构认可所有水解胶原蛋白产品为“普遍认为安全的”。近年来的体外实验、动物实验和临床研究显示，水解胶原蛋白具有明显改善皮肤状况的作用。在美国、德国、日本等国家，许多高档化妆品中添加有胶原蛋白多肽，甚至在面部注射胶原蛋白多肽以改善皮肤，减少皱纹。日本厚生省已将胶原食品作为“健康食品”推向市场。

有媒体报道称［1］，2001—2009年，全球胶原蛋白需求量年均增长率超过17.25%;中国2006年消费胶原蛋白约为3 000t，2009年则达到8 000t，专家预计2015年国内胶原蛋白需求量有望达到2万t，年均增长率可能高达23.47%。随着中国经济的快速发展，中国消费者对生活品质的追求不断加深，市场对胶原蛋白的需求日益增加。

目前口服胶原蛋白水解产物的临床研究还不普遍，面对公众对口服胶原蛋白水解物产品的质疑，还需进行更多的基础科学研究，以便阐明口服胶原蛋白水解物在体内的的吸收代谢机制，及改善皮肤状况的作用机理，进一步评估口服胶原蛋白水解物的安全性和有效性。

［1］王海燕，刘爱青.水解胶原蛋白在皮肤中作用的研究进展［J］.中国食品添加剂附录:240-243.

［2］廖群，王利，李诒光.海洋胶原蛋白活性肽的研究进展［J］.肉类研究，2009，122(4):79-84.

［3］成晓喻，等.胶原与胶原多肽的结构、功能及其应用研究现状［J］.肉类研究，2011，25(12):33-39.

［4］傅燕凤，沈月新.谈鱼皮胶原蛋白的利用［J］.食品研究与开发，2004，25(2):16-18.

［5］项丹平.口服胶原蛋白美容不靠谱 营养价值还不如鸡蛋牛奶［N］.中国妇女报，2013/7/15/第B01 版.

［6］Daniela R，Daniel M，Gianfranco G，et al.The (193-209)17-residues peptide of bovine β-casein is transported through Caco-2 monolayer ［J］.Mol.Nutr.Food Res，2010，54:1428-1435.

［7］Iwai K，Hasegaw T.Identification of food-derived collagen peptides in human blood after oral ingestion of gelatin hydrolysates［J］.J Agric Food Che，2005，53:6531-6536.

［8］Watanabe-Kamiyama M，Shimizu M，Kamiyama S，et al.Absorption and effectiveness of orally administered low molecular weight collagen hydrolysate in rats ［J］.Food Chem，2010，58:835-841.

［9］Postlethwaite AE，Seyer JM，Kang AH.Chemotactic attraction of human fibroblasts to type I，II，and III collagens and collagen-derived peptides.Proc Natl Acad Sci USA，1978，75:871-875.

［10］Ohara H，Matsumoto H，Ito K，et al.Comparison of quantity and structures of hydroxyproline-containing peptides in human blood after oral ingestion of gelatin hydrolysates from different sources ［J］.J Agric Food Chem，2007，55:1532-1535.

［11］Zhuang YL，Hou H，Zhao X，et al.Effects of Collagen and collagen hydrolysate from Jellyfish (Rhopilema esculentum)on mice skin photoaging induced by UV irradiation ［J］.J Food Sci，2009，74(6):183-187.

［12］Okawaa T，Yamaguchia Y，Takadaa S，et al.Oral administration of collagen tripeptide improves dryness and pruritus in the acetone-induced dry skin model ［J］.J Dermatol Sci，2012，66:136-143.

［13］Oba C，Ohara H，Morifuji M，et al.Collagen hydrolysate intake improves the loss of epidermal barrier function and skin elasticity induced by UVB irradiation in hairless mice ［J］.Photodermatol Photoimmunol Photomed，2006，2013，29:204-211.

［14］Toyo Science Corp.Maruha fish collagen WP ［EB/OL］.［2010-05-15］.http://wenku.baidu.com/view/2afe70ea551810 a6f52486f5.html.

［15］Skovgaard GRL，Jensen AS，Sigler ML.Effect of a novel dietary supplement on skin aging in post-menopausal women ［J］.Eur J Clin Nutr，2006，60:1201-1206.

［16］Matsumoto H，Ohrar H，Ito K，et al.Clinical effect of fish type I collagen hydrolysate on skin properties ［J］.ITE Lett Batter New Technol Med，2006，7(3):386-390.

［17］Proksch E，Segger D，Degwert J，et al.Oral supplementation of specific collagen peptides has beneficial effects on human skin physiology:a double-blind，placebo-controlled study ［J］.Skin Pharmacol Physiol，2014，27:47-55.