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吃胶原蛋白保养品真能美容吗?是时候下结论了!

发布于 2019-01-30 16:02:07 分类: 胶原蛋白是什么 浏览量 (785)

5年以前,吃胶原蛋白保养品是否能够美容的争论十分激烈,2013年一度达到顶峰,各大媒体连篇累牍地报道“吃胶原蛋白美容是骗局”[1-4]。最后国家级媒体等都开始关注,我为此接受了中国国际广播电台的采访,并就口服胶原蛋白及其降解产物(以下统一简称胶原蛋白)是否能美容发表了公开演讲,展示大量的研究证据证明胶原蛋白可以美容,但“胶原蛋白不能美容”、“胶原蛋白和普通蛋白质没有差别”、“不如吃鸡蛋或豆腐”等说法仍然不时见诸报端。有人认为没有证据证明口服胶原蛋白及其水解产物具有改善皮肤的功效,即使服用者认为有效,也多半是心理作用而已。反对者的主要意见包括::

口服的胶原蛋白并不一定能被人体吸收;

即使被消化,胶原蛋白也是先被分解成游离氨基酸再吸收,这与摄取其它食物中的氨基酸并无区别,并不能说明胶原蛋白比起其它蛋白质来源有什么优点;

即使胶原蛋白被消化后再吸收,也不能保证能够到达皮肤;

即使到达皮肤,也不能保证一定参与皮肤中胶原蛋白的合成。

之所以很多人有这种认识,和只学习了中学那点有限的生物知识有关,而且也并不关心新的研究进展。时至今日,此类说法仍然在网上流传。本篇文章将再次对有关问题进行讨论,并增加综述2013年以来的5年中新的研究进展。

一、胶原蛋白是重要的结构蛋白,对美容和健康非常重要

蛋白质是生命的基础,单个的(或“游离的”)氨基酸像珍珠一样串起来,形成二级结构“肽”,肽再卷曲、盘旋形成空间结构,即为“蛋白质”。胶原蛋白是结缔组织主要的结构蛋白,广泛分布于人体骨骼、皮肤、血管、韧带、软骨、肌肉和肌腱等组织、器官中,占动物总蛋白的25%~30%。迄今为止,共发现了20余种胶原蛋白,其中Ⅰ型胶原蛋白含量最高,约为90%。在皮肤中胶原蛋白分布于真皮层,含量约为70%,主要为I( 85% )、III和Ⅴ型[5]。在结构上,胶原蛋白是三螺旋,因而具有较高强度,为了形成这种结构,就需要大量的、其它蛋白中含量很低的三种氨基酸:甘氨酸、脯氨酸/羟脯氨酸。脯氨酸在鸡蛋中的含量仅为3.07%[6],而脯氨酸/羟脯氨酸在胶原蛋白中的含量高达25%,这是因为脯氨酸/羟脯氨酸对形成三螺旋结构非常重要。

图1胶原蛋白纤维的电子显微镜照片[7]

胶原蛋白被普遍认为真皮的支撑结构组成,其网状架构为皮肤提供了保护和弹性,在纤维之间则分布着大量的水分、细胞外基质和功能性细胞,是皮肤重要的生化反应场所,为表皮层提供水分和营养[8]。

图2皮肤结构和真皮胶原蛋白分布

真皮层胶原蛋白可被多种因素破坏:基质金属蛋白酶(MMP)可使其降解,自由基可使之损伤,日光中的紫外线能够让胶原蛋白变性[9],美拉德反应则可以让糖类和胶原蛋白反应形成糖基化产物[10],发黄,并且失去弹性。在衰老皮肤中的胶原蛋白纤维明显比年轻的皮肤中纤维,而且纹路紊乱(降解后失去正常纹理)。真皮中胶原蛋白的含量随着年龄下降,在40岁以上和更年期妇女腹部皮肤中显著下降[11]。

图3年轻人(A)皮肤中胶原纤维(紫色)较老年人(B)明显粗壮有序[12]

真皮的胶原蛋白合成不足,或者被破坏过多,将会使皮肤弹性减弱,引发皱纹、缺水、光泽黯淡等多种衰老症状,因此保护和补充真皮中的胶原蛋白对于美容护肤有重要意义。补充维生素C等抗氧化剂、减少糖类食品的摄入、抑制MMP活性、避免紫外线,都有助于保护皮肤中的胶原蛋白免受损失,或者促进胶原蛋白的合成。

二、胶原蛋白能被吸收,且相当一部分以肽的形式吸收

胶原蛋白能否被吸收已经不存在什么争议了,如果吃胶原蛋白不能被吸收,那么吃其它蛋白质也要受到质疑了。胃、胰会分泌蛋白酶,这些酶可以将蛋白质(包括胶原蛋白)分解为游离氨基酸和小肽而被吸收。已有多项研究证实口服胶原蛋白或者胶原蛋白分解后的产物(明胶、胶原蛋白肽、胶原蛋白水解产物)可以被动物良好吸收,并能进入血液、皮肤[13-17]。值得一提的是Iwai的研究,证实从猪皮、鸡爪和软骨中提取的胶原蛋白肽口服后1-2小时,就能够大量被吸收入血,而且证实其中有相当一部分(1/3或更多)是直接以肽的形式吸收的,而不是单纯的游离氨基酸(FAA),Hiroki Ohara等的研究也证实了类似的现象[18],并发现进入血液中最多的肽是Pro-Hyp(脯氨酰-羟脯氨酸,后面会再详细解释)结构。Watanabe等发现口服胶原蛋白水解产物后,血液中出现胶原蛋白的特征性肽结构Gly-Pro-Hyp(甘氨酰-脯氨酰-羟脯氨酸)[16]。Shigemura等发现口服胶原蛋白水解产物后,血液中能检出胶原蛋白来源的环状Pro-Hyp,且于2小时达到高峰[19]。Yazaki等发现皮肤中富集的Pro-Hyp的来源是Gly-Pro-Hyp(摄入纯的Gly-Pro-Hyp后测试Pro-Hyp得到的结果),这对理解胶原蛋白肽的吸收又推进了一步[20]。

三、胶原蛋白消化吸收后可以到达皮肤

Mari Watanabe-Kamiyama等[16]研究证实小鼠口服胶原蛋白肽(Gly-Pro-Hyp)后2~6小时,就分布至全身各主要器官。14天后,仅在皮肤中还保持着70%。将小鼠皮肤进行水解并分析,证实其皮肤中的Gly-Pro-Hyp胶原蛋白肽就是来自经口饲喂的胶原蛋白肽。这个研究是使用了一种叫作同位素标记的技术实现的,简单地说,就好象给一个人身上装上定位器,他跑到哪里、停留多久,都能被记录下来。

图4同位素标记的胶原蛋白肽吸收后在各组织器官内的分布情况:可见14天后,在皮肤中有高量的分布,其次是肌肉[16]

Oesser等人报道的大分子的胶原蛋白可以被直接吸收并且富集在肾、软骨[15],这也容易理解,因为这些组织中都富含胶原蛋白。

四、胶原蛋白可以改善皮肤:从细胞、动物到人类的研究

胶原蛋白消化吸收后如何发挥作用呢?近20年来,有多项研究证实,胶原蛋白降解后的产物可以作为合成胶原蛋白的原料——但并不仅限于此,它们具有生物活性,这里就要谈到肽的作用。

肽除了提供合成蛋白质的原料,还具有信使作用、趋化因子、帮助其它营养物质吸收、转运等其它生物活性[21]。具体到胶原蛋白降解后产生的肽,能够刺激合成胶原蛋白的细胞——成纤维细胞的活动,使之合成更多的胶原蛋白。

图5肽的生物活性作用[21]

前面介绍过胶原蛋白分解后产生的肽类,有两种重要的肽,分别是Pro-Hyp和Gly-Pro-Hyp。这两种肽在别的蛋白质中很少,但在胶原蛋白中含量丰富。Yasutaka Shigemura等发现来自胶原蛋白的Pro-Hyp能促进小鼠皮肤中成纤维细胞迁移和生长[22](细胞的迁移对损伤修复非常重要)。Shigemura等在后来研究中发现来自水解胶原蛋白的环状Pro-Hyp促进成纤维细胞生长的能力比线状的Pro-Hyp更强[19]。

图6Pro-Hyp促进小鼠皮肤中成纤维细胞迁移[22]

类似的,Hiroki Ohara等发现浓度为200nmol/mL的Pro-Hyp促进了人类成纤维细胞增殖(1.5倍)及透明质酸的合成(3.8倍),并且确认了相关的细胞信号通路[23],近年的研究发现口服胶原蛋白水解产物可以影响皮肤中特定基因的表达:促进表皮细胞生长分化和防止真皮降解的相关基因表达都增加了[14]。Vivian Zague等刚刚发表的研究从人体取得不同部位的成纤维细胞,发现胶原蛋白水解产物可以促进这些细胞合成更多的胶原蛋白,还能抑制胶原蛋白的降解[24]。研究还发现胶原蛋白肽具有抗炎作用,也许对特应性皮炎的改善有价值[25]。

在动物上,试验对象包括猪、小鼠。在此简要地列举一下有关研究成果:

Nao yamatsuda等(2006):给猪喂食胶原蛋白多肽(collagen peptides, CP)0.2g/kg共62天,发现口服胶原蛋白肽可以提升成纤维细胞密度,并以蛋白特异性方式促进真皮胶原蛋白纤维的形成[26]。

Modori Tanaka等(2009):喂给小鼠胶原蛋白多肽,发现:显著提升角质层含水量,防止角质层因UVB照射而增厚,并增加小鼠真皮层中I型胶原蛋白含量(比对照组高出近2.5倍)[27]。

Vivian Zague等(2011):喂给胶原蛋白水解物(collagen hydrolysates, CH)的小鼠皮肤中I型胶原蛋白增加了4倍(3.4±1.7),投喂酪蛋白的对照组只有(0.8±0.5)。IV型胶原蛋白,试验组是(6.7±1.1) ,为对照组的3倍(2.3±1.2)。作者认为CH在营养学上并不被高看(氨基酸不完全),但能显著促进小鼠皮肤中I型胶原蛋白的合成[28]。

Fujii T等(2013):动物对照试验,无毛白鼠每天喂食5%的水解胶原蛋白肽(CP),而对照组不食用胶原蛋白;两组白鼠同时接受同等强度的紫外线照射。食用胶原蛋白肽可有效降低紫外线对皮肤的伤害,减轻光老化[29]。

图7无毛小鼠食用胶原蛋白肽降低UVB对皮肤的伤害(注意看皮肤纹理)[29]

Jian Fan等(2013):海蜇中获得的胶原蛋白水解产物(JCH)可提升皮肤保水能力,修复胶原蛋白和弹性纤维,帮助保持I型和III型胶原蛋白的理想比例。动物试验显示JCH可提升光老化小鼠的免疫力[30]。

Shimizu J等(2015):给小鼠投喂胶原蛋白肽,小鼠的皮肤屏障功能得到了改善,TEWL(经表皮失水率)下降,皮肤水含量增加[31]。

中国海洋大学Tiejun Chen等(2016):给小鼠投喂太平洋鳕鱼提取得到的胶原蛋白水解物(明胶多肽),可以减轻光损伤、增强抗氧化能力、抑制光诱导的炎症、防止I型胶原蛋白减少,作者还研究了相关作用机制[32]。

Wang Zhenbin等(2017):小鼠喂给胶原蛋白水解物(CH),6个月后皮肤中胶原蛋白的含量上升、且抗氧化酶SOD的活力增强[33]。

中国农大Song H等(2017):年轻和自然衰老的小鼠分别喂给不同方法水解得到的胶原蛋白肽(CP),发现皮肤紧致度得到改善,真皮胶原纤维得到修复、胶原含量提升,并使I型和III型胶原的比例得到恢复,且发现用碱性蛋白酶处理得到的CP效果更好[34]。这个报告也就是2018年10月17日范志红老师在微博上提到的、由该论文的通讯作者李博教授在中国农大所作的报告[35]。

图8自然老化小鼠摄入两种方法处理得到的胶原蛋白肽后真皮得到改善(蓝色线标示的区域即真皮,可见厚度增加、结构变好)[34]

自2013年以来,也有多项人体的对照实验发表:

Choi S Y等(2013):一项前瞻性、随机、对照人体研究,认为口服补充胶原蛋白肽可改善皮肤水分和弹性[36]。

Proksch等(2014):人体的双盲、随机、安慰剂对照研究(即RCT试验)结果:69名受试者,口服胶原蛋白水解产物(商品名“Verisol”)8周,显著提升了皮肤弹性,年龄越大效果越显著[37]。

图9口服胶原蛋白水解产物"Verisol"提升皮肤弹性,年龄越大效果越明显[37]

Asserin J等(2015):两项人体的RCT试验,分别在法国和日本进行,口服胶原蛋白肽(CP)8周,皮肤水分显著提升。4周时就能探测到真皮胶原蛋白密度提升、胶原蛋白结构改善,停止口服后12周效果消失。离体实验则显示CP不仅促进合成胶原蛋白,还促进透明质酸的合成。

复配一些其它的成分,比如糖胺聚糖、多种维生素、抗氧化剂等口服补充,也可以达到改善皮肤的效果。比如一项英国的研究就发现,胶原蛋白复配多种营养素服用90天,可以让皮肤得到改善[38]。

图10口服含胶原蛋白的营养补充剂改善肤质[38]

Do-Un Kim等(2018):人体的双盲、随机、安慰剂对照研究,口服低分子量的胶原蛋白肽12周,皮肤弹性、水分、皱纹均改善[39]。

在中文杂志上发表的多篇研究也证明经口补充胶原蛋白有助于皮肤改善皱纹、弹性、水分、提升真皮胶原蛋白含量等[40-44],中国海洋大学、江苏大学、江南大学近年也有多篇博士和硕士论文研究经口补充胶原蛋白对皮肤的影响。

这些研究的研究者来自各个国家,有德国、法国、日本、韩国、巴西、中国、比利时等,时间跨度达十几年,但却跨越时间、地域,在各个层面形成了互相印证的证据链,即:

在人体上,通过仪器测量,观察到了弹性、水分、皱纹等改善效果,多项随机对照实验反复确认了这种效果;

通过高频超声等,探测到服用者皮肤中胶原蛋白增加;

在动物身上,无论是自然衰老小鼠,还是紫外光照射诱导衰老的小鼠,也观察到皮肤的改善;

切取动物的皮,直接观察皮肤中胶原蛋白含量、结构的变化,发现胶原蛋白合成增加、结构改善、比例优化、降解减少;

标记胶原蛋白水解物,喂给动物,确定胶原肽可以被吸收并且沉积到皮肤;

用这些胶原肽刺激成纤维细胞,确定成纤维细胞可以在这些肽的作用下分泌更多胶原蛋白和透明质酸。

再通过信号通路研究,确认了这些肽是通过什么机制、激活或抑制什么基因发挥作用的。

根据上述研究结果,我想是时候下结论了:口服胶原蛋白及其降解产物(包括胶原肽)对皮肤有确定的改善作用。在这一领域有一位活跃的研究者Vivian Zague,2007、2008年的时候她的态度还比较谨慎,但在2017,她的观点已经相当肯定了[24],这也是建立在多年来不断积累的证据基础上。

五、该如何补充胶原蛋白呢?

首先,可以从食物中摄取。胶原蛋白存在且仅存在于动物体内,特别是皮、骨、腱,除此之外,还有海蜇、海参等没有骨头的动物。我们的传统美食,包括猪蹄、凤爪、鸭掌、鱼皮、顺风,都含有胶原蛋白。这些食物中的胶原蛋白被人体消化后,以游离氨基酸或肽的方式被吸收。虽然效率可能不如制作好的肽类好,但也会有一定作用。我自己在外面吃饭的时候会习惯性地点一些这类菜。

其次,现在生活节奏紧张,不一定有时间烹饪这些食物,那么可以选择胶原蛋白补充剂,胶原蛋白粉、饮料都是可以的。粉就是要冲泡,如果嫌冲泡麻烦,那就可以选择饮料。早年的时候一般用玻璃瓶包装,很重又易碎,现在创新包装直接用小袋子,可以直接饮用,比如自然阳光这款新品(图11),饮用十分方便,从颈部这里撕一下就可以了,不怕摔碎。这款胶原蛋白肽使用的原料是前面研究中用到的Verisol[37],使用了优化的酶切技术,因此在研究中也显示了很好的效果(图9),同时还加入了抗氧化的石榴汁等,以便达到协同效果。

图11创新包装的胶原蛋白肽饮品,使用方便

第三,可以采取其它措施避免胶原蛋白降解、促进合成。例如补充维生素C、防晒,都可以保护随着日月而流失的胶原蛋白。

最后,胶原蛋白主要起到抗衰老的作用,所以在年轻人效果有限,衰老人群效果会更好。这是因为皮肤中的胶原蛋白不可能无限增加,一定有一个上限的,所以如果你皮肤中本身就是满满的胶原蛋白,那就不需要特意补充了,保护好就行;反之,则可以考虑补充。每日的补充量可以在数克到几克之间,研究发现低量也可以起作用。

六、胶原蛋白之争的启示

胶原蛋白能否美容之争,持续了很多年。最初我自己也有一些疑惑,但是很多粉丝告诉我,吃了之后皮肤确实变好了。由于这样的粉丝数量很多,统统归入心理安慰是说不过去的,而且反对方看起来并不了解“限制性氨基酸”、“氨基酸平衡(天然氨基酸有20种,它们在食物中的种类和比例不同,会导致生物学效应不同,包括必需氨基酸也是如此[22])”、“条件必需氨基酸”等概念,因此对于否定胶原蛋白美容的观点,我持着审慎的态度进行了文献查阅,发现原来国外已经有了相当多的研究,其美容作用并不是没有科学根据,蛋白质的吸收理论其实也已经更新,只是没写入中学教科书罢了。

在大量研究证据面前,我选择肯定它的作用,并撰写了综述论文发表于《中国美容医学杂志》,也在网上写过一系列评论。为此我也深受其苦,因为持反对观点的阵营十分强大,甚至可以说在许多科普话题上具有垄断性。不断有人攻击肯定的观点是“伪科学”、“骗局”。但自然科学有一个极明显的优点就是:所有观点都要靠证据说话,证据如果是真的,那么理论上就应当是可重复证实的。换句话说,真的假不了,假的真不了。我没有回避,而是选择持续关注这个领域的进展,间或阅读相关的文献。很高兴看到,自2013年以来,又有那么多新的研究发表,提供了新的证据。

我相信过去5年,许多人因为不知道哪个观点是对的,所以犹豫要不要补充胶原蛋白保养品。但时间不会等人。我曾经不止一次说过:你可以不相信现有的证据,但胶原蛋白是安全的,所以现在就可以补充起来,哪怕今后证明是无用的,至少它也是个无害的食物,就当吃饭吃菜好了,而且富含胶原蛋白的食物无一例外都是美味食物;如果以后更多证据证明是有用的,那你至少赢得了时间(注意,我并不将胶原蛋白等同于胶原蛋白饮料或其它类型的补充剂)。对于那些听了这句建议的人,恭喜你们:你赚到了。

从科学上看,我始终相信,现象背后必然有机理和原因。个体、群体观察到了吃胶原蛋白有效果,不去研究和证实,而将这种说法轻易地归结为“心理安慰”,甚至直接就将补充胶原蛋白斥之为“谣言”,这在科学上是不够审慎的。我的读者中不乏研究工作者、医生,也不乏有兴趣探究学问的人,希望我们都能更审慎一些。当年张亭栋教授下乡,如果把砒霜治白血病这个线索未作调查研究就斥为“伪科学”,就不会有如今三氧化二砷联合异维A酸上升为治疗急性早幼粒细胞白血病的一线方法。

许多事情我们不知道它的道理不等于它没有道理,不了解它的原因,不等于没有原因。科学本身就是应当去验证那些不知道真或假、不知道原因、未知的事情,而不是凭主观就随意下结论(无论是肯定还是否定的结论)。事实上,我们人类的所知,于这个世界而言可能还不如九牛一毛。对于未知的事物需要有敬畏之心。

大家从前面的研究中可以看到,最活跃的研究者在日本,其次是欧洲和韩国。国内比较活跃的团队来自中国海洋大学和江苏大学。我推测,在前几年的氛围之下,国内研究胶原蛋白的团队的日子恐怕也不好过,比如想申请胶原蛋白与皮肤的关系的课题,如果遇上受一些观点影响先入为主的评审人,恐怕就被卡掉了。事实上中国非常需要这样的研究,因为中国是世界第一大水产国,胶原蛋白的资源丰富,需要研究去推进相关产业的发展。希望我们的科普能多一份审慎、沉稳。

需要说明的是:1)胶原蛋白相关研究涉及到非常深入的一些内容,本文仅作了一般性描述,对于一些机理未作进一步阐述,是因为本文的阅读者以公众为主,而不是专业人士,写得过于技术化了,恐怕大家读不下去。如果有童鞋感兴趣,本文后面已经附上了相关的参考文献,可以另行深究。2)胶原蛋白的作用不限于皮肤,对关节、指甲、骨、软骨等均有作用,限于主旨和篇幅,本文未作穷尽;3)关于胶原蛋白还有许多其它问题,比如和鸡蛋的比较等,限于篇幅未纳入本文,如果大家有问题,以后可另行讨论。

现在,我们来作一下总结:

胶原蛋白与皮肤的衰老十分相关,保护和补充胶原蛋白可以使皮肤年轻。

数十项研究从分子、细胞、组织、动物、人类临床各个层面证实胶原蛋白水解产物(包括胶原肽)可以改善皮肤质量,包括提升弹性、减少皱纹、提升真皮胶原蛋白密度、促进胶原蛋白合成、抑制胶原蛋白降解、提升皮肤水分等。其美容作用是可靠的。

胶原蛋白可以通过食物补充,也可以通过胶原蛋白补充剂,每天的补充量数克到10克均可,营养补充剂的优点是方便、可复配其它成分、可采用优化的酶切技术而提升效果。

要保护胶原蛋白,可以补充维生素C等抗氧化剂,特别要注意防晒。

愿大家都拥有年轻紧致的肌肤!

好了,写了这么久,我也累了,要去吃胶原蛋白了!

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