Приложения на морския колаген при борба със стареене на кожата и регенерация на кости и хрущяли

Биомедицинските приложения на колагена за целите на регенерацията на кожата са допълнително разпространени в индустрията против стареене, тъй като свързаните с възрастта промени, свързани с кожата, могат да повлияят негативно на естетическите аспекти на структурата на кожата. Еластичността, механичната якост и цялостната структура на кожата се поддържат главно от колагенови и еластинови влакна. Синтезът на колаген намалява с една възраст и това е един от доминиращите приноси към промените, свързани със стареенето на кожата. Много съединения, като диетични витамини, мастни киселини и незаменими аминокиселини, са доказано полезни за здравето и външния вид на кожата. Въпреки това, растителните хранителни съединения са ограничени от ниската им бионаличност чрез чревната бариера и високите нива на метаболизма. Обещаващо е, че морският колаген и колагеновите пептиди имат висока бионаличност, ефикасност и благоприятен профил на безопасност. Проучване, проведено от Ito et al., показва, че хранителните добавки с колагенов пептид и орнитин (CPO), получени от риби, значително намаляват трансепидермалната загуба на вода и броя на порите в кожата и повишават еластичността.

Освен това е известно, че стареенето е свързано с намалени нива на хормона на растежа. Нивата на инсулиноподобния растежен фактор-1 (IGF-1) са свързани с по-висока секреция на растежен хормон и е установено, че нивата на IGF-1 са значително повишени от изходното ниво в CPO групата. Проучването също така не съобщава за нежелани ефекти в отговор на една 30 ml CPO хранителна добавка. По същия начин, De Luca et al. установяват, че след прием на 570 mg колагенови пептиди, изолирани от риба, участниците имат подобрена дермална дебелина и акустична плътност, ултразвуков маркер. В допълнение, еластичността на кожата и производството на себум също са значително повишени след добавяне на колагенов пептид и не се наблюдават токсични ефекти. Alves et al. демонстрират, че колаген тип I, изолиран от кожата на сьомга и треска, не показва дразнене на човешката кожа. Цитокините интерлевкин (IL)-6 и IL-8 са използвани като маркери за възпаление и дразнене в проучването и е забелязано, че няма освобождаване на цитокини след приложение на колаген. В допълнение, колагенът е с високо съдържание на аминокиселините глицин, пролин и хидроксипролин, които допринасят за стабилността на колагена и способността му да издържа на високи температури поради големия брой водородни връзки. Колагенът също е в състояние да задържа значително количество вода, което е важно за използването му в козметиката.

Evans et al. провеждат рандомизирано и тройно сляпо клинично проучване върху 45-60-годишни жени, за да демонстрират въздействието на колагена от сладководна риба върху набръчкана кожа и еластичност. След три месеца прием на колагеновата добавка се наблюдава значително намаляване (35%) на бръчките на участниците в сравнение с изходното ниво. Също така беше забелязано, че еластичността на кожата на бузите значително се подобрява 6 седмици след лечението. Освен това, в сравнение с плацебо групата, беше отбелязано, че в допълнение към еластичността и подобренията на бръчките, има 14% подобрение на хидратацията, 22% подобрение на блясъка и 25% подобрение на стегнатостта на кожата. В друг експеримент с хронологично състарени мишки, локалното приложение или пероралната консумация на колагенови хидролизати е показало, че има положителен ефект върху стареенето на кожата. Шест месеца след лечението се наблюдава значително увеличение на съдържанието на колаген и важни антиоксидантни ензими, включително супероксид дисмутаза и глутатион пероксидаза. Заедно тези фактори подобряват структурата и външния вид на кожата. Установено е, че когато се третира с колаген, плътността и разпространението на колагенови влакна тип I и тип III подобряват структурата на епидермиса и дермата. Pei et al. също установиха, че когато възрастните мишки са третирани с морски колагенови пептиди, дебелината на епидермиса, активността на фибробластите и активността на антиоксидантните ензими се увеличават.

 Антиоксидантните ензими като супероксид дисмутаза и глутатион пероксидаза са значими с това, че предпазват от оксидативен стрес чрез инхибиране на свободните радикали и други опасни кислородни видове. Chi et al. изолират киселинноразтворим колаген от люспите на кроцеиновия кроакер и демонстрират антиоксидантните способности на три колагенови пептида При използване на капацитет за абсорбиране на кислородни радикали (ORAC) е показано, че колагеновите пептиди показват защитни ефекти срещу хидроксил, супероксид и други радикали. Освен това е изследван ефектът на колагеновите пептиди (ACH-P1, P2, P3) върху липидната пероксидация, път, участващ в образуването на оксидантни видове. Както се вижда на фигурата, в сравнение с контролите, липидната пероксидация е значително намалена поради намаляване на абсорбцията, която измерва степента на окисление.  Колагеновите пептиди действат подобно на BHT, известен и ефективен антиоксидант.

Биомедицинските приложения на морския колаген не се ограничават до кожата и костите, но също така обхващат регенерация на хрущяла. Остеоартритът (ОА) се характеризира с нарушение в хомеостазата на хрущяла, която няма самовъзстановяване и регенеративен потенциал. При ОА настъпва разграждане на хрущяла, което води до експозиция на субхондралната кост и това се отразява негативно на качеството на живот поради болезнени и сковани стави. Обещаващо е, че морският колаген е доказано, че индуцира хондрогена диференциация, проправяйки пътя за потенциална регенерация на хрущяла. Raabe et al. установяват, че хидролизираният рибен колаген, както и растежният фактор TGFB1 индуцират синтеза на протеогликан и колагенови влакна. Рибният колаген също индуцира хондрогенна диференциация. По подобен начин Bourdon et al. изследват ефектите на три колагенови хидролизата от рибна кожа и хрущял върху разграждането на хондроцитите. Проучването установява, че 0,5, 50 и 100 μg/ml колагенови хидролизати повишават нивото на колаген тип I и II. В допълнение, третираните с колаген клетки имат намалена експресия на протеазни маркери, за които е известно, че участват в развитието на остеоартрит. Htra1, Mmp103, Adamts5 и Cox2. Ohnishi et al. също така установяват, че зайци, на които се прилага комбинация от рибни колагенови пептиди и глюкозамин, са защитени от индуцирано разграждане на хрущяла (ОА), докато контролните групи развиват ОА. Установено е, че рибният колагенов пептид и глюкозаминът, които присъстват в големи количества в съединителната тъкан и помагат за поддържане на хрущялната структура и целостта, имат някои защитни ефекти сами по себе си, но комбинираните им ефекти осигуряват най-голяма защита срещу ОА.