胶原蛋白(Collagen)

胶原蛋白是动物体内含量最丰富的蛋白质,上海雅曦斯诺美授权生物医学技术服务中心A29发现胶原蛋白占人体蛋白质总量的30%以上,它属于不溶性纤维型蛋白质,也是细胞外基质中的一类,胶原蛋白可以从动物中提取不同组织中不同类型的胶原蛋白,其功能和作用也不同。提取胶原蛋白能够溶解的一般是前胶原。胶原蛋白是人体皮肤中的主要成分,皮肤中胶原蛋白占了72%,真皮中80%是胶原蛋白,胶原蛋白在皮肤中构成了一张细密的弹力网,锁住水分,如支架般支撑着皮肤,承托着乳房,它使细胞胞浆丰满、水分充盈,皮肤充满弹性、润泽、细腻、光滑。

胶原蛋白是一种生物性高分子物质,英文学名Collagen。在动物细胞中扮演结合组织的角色。为生物科技产业最具关键性的原材料之一,也是需求量十分庞大的最佳生医材料。其应用领域包括生医材料、化妆 品、食品工业、研究用途等。

胶原蛋白简介:

胶原蛋白(collagen)存在所有多细胞动物体内,是体内含量最多的一类蛋白质,存在于几乎所有组织中,是一种细胞外蛋白质,以不溶纤维形式存在,具高度抗张能力,是决定结缔组织韧性的主要因素。胶原蛋白富含人体需要的甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸等氨基酸。胶原蛋白是细胞外基质中最重要的组成部分。

一个成年人的身体内约有3公斤胶原蛋白,主要存在于人体皮肤、骨骼、眼睛、牙齿、肌腱、内脏(包括心、胃、肠、血管)等部位,其功能是维持皮肤和组织器官的形态和结构,也是修复各损伤组织的重要原料物质。在人体皮肤成分中,有70%是由胶原蛋白所组成。当胶原蛋白不足时,不仅皮肤及骨骼会出现问题,对内脏器官也会产生不利影响。也就是说,胶原蛋白是维持身体正常活动所不可缺少的重要成分。同时也是使身体保持年轻、防止老化的物质。另外,胶原蛋白还可以预防疾病,改善体质,对美容和健康都很有帮助。

现在胶原蛋白正慢慢进入美容护肤领域. 胶原蛋白是人体组织结构的主要成分之一,也是人体内含量最多的一种蛋白质,约占人体蛋白质总量的25-33%,相当于人体体重的6%,它遍及全身的各个组织器官,如:皮肤、骨骼、软骨、韧带、角膜、各种内膜、筋膜等,是维持皮肤与组织器官形态、结构的主要成分,也是修复各损伤组织的重要原料物质。如下图示当真皮层的胶原蛋白(下图黄色部分)被氧化、断裂后,对表皮的支撑作用就消失了,因此造成不均一的塌陷,这样皱纹就产生了。

手术用止血覆盖物胶原蛋白 (SurgiAid Hemostat Sheet)

生物体高分子作为人工皮肤或是伤口的敷料有很大的潜力。此产品主要用于外科止血方面。胶原蛋白可使血液凝固,具有凝血功能,用作伤口止血敷料,主要是基于胶原蛋白能够与伤口紧密结合,渗入新生组织当中,并作为细胞生长时之支架。因为海绵状的胶原蛋白能吸收脑脊髓液,可分开脑与脑上组织且无严重的发炎现象,所以亦可作为破损之脑膜取代物之用。

口服胶原蛋白

通过水解、酶解等工艺生成的胶原蛋白口服品,分子量3000Da为主流,有易于人体吸收和利用的特点,具有美白、补水、修纹、丰胸、健骨等功效。粉剂、口服液、胶囊。

小针美容用胶原蛋白 (Dermal Collagen Injectable)

胶原蛋白回填疗法是一种已经由临床证实其安全性之疗法,可治疗脸部的皱纹、疤痕或脸部 皮肤 缺陷。胶原蛋白美容针剂对于人类脸部软性组织之皱折、凹陷及疤痕的矫正有显而易见的效果,可使病人容颜焕然一新。

伤口覆盖物胶原蛋白 (Collagen Wound Dressing)

胶原蛋白会与血小板作用而产生凝血现象,胶原蛋白快速止血绷带可在10至15秒之内止住动脉流血,在急救和治疗身体创伤时特别有效。目前的急救止血方法除了向伤口施压以外,没有任何有效的方法。预计此产品可以进入庞大的急救材料与 军事医疗市场。

抗粘黏覆盖物之胶原蛋白+透明质酸 (Colla-HA Anti-adhesion Sheet)

用来预防伤口愈合时所产生不必要的组织粘黏情况,以加快病患手术后的复原。可用在施行腹腔手术的病人,防止小肠部位阻塞。亦可用在妇科病人上,减少组织粘黏,而可降低骨盆腔疼痛,减少妇女不孕症发生。

胶原蛋白 – 应用

胶原蛋白按其应用可以分为食品级、一般级、医药级。食用胶原一般来源于动物的真皮、肌腱和骨胶原.其中皮胶原是主要的食用胶原。食用级胶原通常外观为白色,口感柔和,味道清淡,易消化。胶原的独特品质.使得它在许多食品中用作功能物质和营养成分,具有其它替代材料无可比拟的优越性:

  1. 胶原大分子的螺旋结构和存在结晶区.使其具有一定的热稳定性;
  2. 胶原天然的紧密的纤维结构,使胶原材料显示出很强的韧性和强度,适用于薄膜材料的制备;
  3. 大最胶原被用作制造肠衣等可食用包装材料.其独特之处是:在热处理过程中.随着水分和油脂的蒸发和熔化.胶原几乎与肉食的收缩率一致。而其他的可食用包装材料还没被发现具有这品质;
  4. 由于胶原分子链上含有大量的亲水基团. 所以与水结合的能力很强. 这一性质使胶原在食品中可以用作填充剂和凝胶;
  5. 胶原在酸性和碱性介质中膨胀,这一性质也应用于制备胶原基材料的处理工艺中。

胶原蛋白作为功能保健食品使用:可以预防心血管病。研究表明.胶原蛋白可以降低血甘油三酯和胆固醇。并可增高体内某些缺乏的必需微量元素的.从而使其维持在一个相对正常的范围之内.是一种理想的减肥降血脂食品此外,胶原蛋白在协助机体排出铝质.减少铝质在体内聚集方面也有独特之处。铝对人体有害,研究表明,日前逐渐增多的老年痴呆症与铝的摄入量有关同时胶原蛋白有加速血红蛋白和红细胞生成的功效,它具有改善循环、对冠心病、缺血性脑 病有利。

胶原蛋白能使血管正常动作,所以与预防动脉硬化、高血压有密切的关系;而癌细胞对生命体而言是一种异物.胶原蛋白会包住癌细胞.预防它增值或转移。肾脏病患等重症患者摄取优质高蛋白保健食品。

胶原蛋白 – 产品选择

  1. 工艺:胶原蛋白是美容健康食品,生产胶原蛋白通常采用水解和酶解两种方法,酶解技术,比水解明胶(或动物骨)的方法安全,不会因强酸、强碱的作用而破 坏其天然的化学结构。
  2. 原料:好胶原蛋白原料为健康的动物皮,最终产品应该为多肽结构,专家指出,胶原蛋白的分子量接近3000Da左右最易于人体吸收 和利用。
  3. 好的胶原蛋白无腥臭味,卫生、安全,水溶解性好、流动性好。
  4. 好的胶原蛋白有效氨基酸含量高,如:(羟)脯氨酸、甘氨酸、赖氨酸等为促进人 体合成胶原物质的有效氨基酸。好的胶原蛋白这些氨基酸含量应该高。
  5. 好的胶原蛋白应不含脂肪、糖、嘌呤、胆固醇、防腐剂等物质。

胶原蛋白 – 本质

猪脚、猪皮与骨骼都有一层粘稠状的胶质,吃起来软而具有弹性,也相当粘,这就是胶原蛋白。有许多药物是包以一层胶囊,胶囊的成分是明胶(gelatin)。而明胶是胶原蛋白的同类生化物质,结构类似,是胶原蛋白的一种变形产物。

食品中的果冻,软糖等也都添加有胶原蛋白,近年来一些化妆品也宣称都添加有胶原蛋白,可见胶原蛋白与日常生活有密切关系,只是一般人很少去注意而已。

胶原蛋白 – 在人体之功能

一、对皮肤功能:保护、具适当弹性

皮肤可分表皮、真皮及皮下组织三层,最外表为表皮,只有0.2公厘厚,可防止外界异物入侵。由表皮外侧往内,依次是角质层、透明层、颗粒层、有棘细胞层及基底细胞层等五层细部结构,由于基底细胞层会有老旧细胞向上层顶升,大约两个星期左右到达最外层,所以角质层最后会成为污垢而剥落。

表皮下层,占有大部分结构的是真皮层,厚度为2公厘左右,又可分为三层,即乳头层、乳头下层及网状层等,大部分由蛋白质所构成,此部分蛋白质是同胶原蛋白及弹性蛋白(elastin)组成,其他则是神经、毛细血管、汗腺及皮脂腺、淋巴管及毛根等

皮肤成分中有70%是由胶原蛋白组成,皮肤有如一个大套子紧紧包住身体各处,表面积相当大,人体四肢活动时,皮肤中胶原蛋白发挥功能,使皮肤具有保护功能,又有适当弹性及坚硬度。

表皮的基底膜与真皮中的胶原蛋白紧密结合,真皮呈现波浪状也使得表皮随之起伏。手脚能自由弯曲,跳高时具有弹性,主要归功于胶原蛋白。胶原蛋白在皮肤结构中是紧紧包住真皮层中的毛根皮脂腺以及细胞。皮肤老化后会失去弹性,主要也与胶原蛋白有关。

胶原蛋白是维持皮肤与肌肉弹性的主要成分。但随着年龄增加,皮肤与肌肉中的水分会减少这是老化的开始。此时,胶原蛋白纤维开始变为细小,弹性蛋白之弹性也会减低,原先真皮中胶原蛋白与弹性蛋白交互构成有规则的网目结构会逐渐崩解,最后导致皱纹的生成。所以补充胶原蛋白能使皮肤保持年轻,道理即在于此。

二、骨骼坚硬具弹性,不致疏松脆弱

骨骼中含钙质成分,当牙齿中所含钙质流失时会造成牙齿病变,容易蛀牙及得牙周病等,骨骼钙流失时则导致骨质疏松。胶原蛋白能使得钙质与骨细胞能结合,不致流失。

骨骼中的胶原蛋白流失时会使得骨中钙量也降低,此时只增加钙摄取量的话,也不易改善这种骨质疏松的现象,因为钙无法在骨中保住,多吃钙也会流失,主要由于胶原蛋白量已减少。所以要保住骨本,可由食物中摄取或是以胶原蛋白保健食品来补充。

真皮中胶原蛋白与弹性蛋白含量比例为45:1左右,而骨骼中胶原蛋白含量约占20%,在皮肤与骨中胶原蛋白都是主要蛋白质成分,以骨中总蛋白质量来计算的话则有80%是胶原蛋白。因为含有胶原蛋白,所以骨骼与牙齿在坚硬中同时还带有弹性。

骨骼与肌肉能够相互联接也是靠胶原蛋白,而此处的胶原蛋白特称为肌腱。骨与骨相连接部分,如膝盖、关节等软骨组织主要成分也是胶原蛋白,使得运动时筋骨可保持柔软而具有弹性。

一般动物筋骨中也含有许多胶原蛋白,称之为“骨胶原”,动物筋骨中能抽取胶原蛋白及明胶,可以用在医药及工业用途。

三、胶原蛋白能使眼睛能够透光,眼角膜保持透明

眼角膜是眼睛中重要结构之一,其中所含胶原蛋白纤维呈现规则排列,此种结构不但可以让光线透过,也因为此种胶原蛋白纤维特殊的排列方式,眼角膜呈现透明。由于胶原蛋白是眼角膜主要成分蛋白质,所以以胶原蛋白为原料所制造的隐形眼镜很适合人体也就是身体合适性高,而且比其他材料为原料的隐形眼镜保水性还佳(图七)。

四、促使肌肉细胞连接并具弹性与光泽

肌肉主要是由肌纤蛋白及肌球蛋白所构成,而细胞与细胞之间是利用胶原蛋白进行粘合的,同时也是身体构成材料之一。胶原蛋白分子所形成的立体骨架可以使身体保持良好姿势,并呈现适当柔软度。

吃牛肉时,常会有较为坚硬的[牛筋],主要成分就是胶原蛋白。

五、保护及强化内脏功能

人体主要的内脏器官及组织都含有胶原蛋白,在这些脏器表皮结构的下方是胶原蛋白,最大功能在保护及强化脏器,例如胃或肠即是例子。

吃猪脑或是猪肝时,常感到异常柔软,不像猪脚那么坚硬、具弹性,主要理由是这些脏器所含胶原蛋白较少。虽然如此,胶原蛋白仍是这些器官不可或缺的成分。

胶原蛋白 – 胶原蛋白的功效

胶原蛋白与皮肤

皮肤真皮层75%由胶原蛋白组成,纤维状的胶原蛋白形成网状结构,提供皮肤的张力和弹性;同时,真皮层中的胶原蛋白还是表皮层和表皮附属器官(毛发)的营养供应站,并为表皮输送水分。胶原蛋白对于皮肤的重要作用显百易见,皮肤的生长、 修复和营养都离不开胶原蛋白。胶原蛋白使细胞变得丰满,从而使肌肤充盈,保持皮肤弹性与润泽,维持皮肤细腻光滑。皮肤健康的两大关键抗皱与保湿都与胶原蛋白有关。

胶原蛋白与骨骼

骨骼中有机物的70%-80%是胶原蛋白,骨骼生成时,首先必须合成充足的胶原蛋白纤维来组成骨骼的框架。因此,有人称胶原蛋白为骨骼中的骨骼。胶原纤维具有强大的韧性和弹性,倘若把一根长骨比拟成一根水泥柱子,那么胶原纤维就是这根柱子的钢筋框架,而胶原蛋白的缺乏,就像建筑物中使用了劣质钢筋,折断的危险就在旦夕。

胶原蛋白与肌肉

胶原蛋白虽然不是肌肉组织的主要组成物质,但是胶原蛋白与肌肉生长有着密切关系。对于处于生长阶段的青少年来说,补充胶原蛋白能够促进生长激素分泌以及肌肉生长。而对于想保持体形的成年人,塑造结实健美的肌肉也需要补充胶原蛋白。

胶原蛋白与头发 

头发的健康关键在于头发的基础头皮皮下组织的营养,前面已经提到,位于真皮层胶原蛋白是表皮层及表皮附属物的营养供应站,表皮附属物主要是毛发与指甲。缺乏胶原蛋白,头发干燥分叉,指甲容易断裂灰暗无光泽。

头发本体和皮肤一样,也都由胶原蛋白组成。对一根头发进行横切,在显微镜下可以看到:最中心的是发髓,中间是胶原蛋白,最外的一层是毛鳞片。胶原蛋白主要控制着头发的粗幼、弹性和湿润度。毛鳞片是一种十分脆弱的组织,摩擦受热就会磨损,而内层的胶原蛋白就会受到刺激而分解。

所以要拥有一头秀发,不能只作表面文章,治标还需治本,治本之道就是补充胶原蛋白,营养皮下组织,这样才能够促进毛发、指甲健康,保持头发与指甲的柔软亮泽。

胶原蛋白与丰胸

胶原蛋白对丰胸的作用早已为人们所熟知。乳房主要由结缔组织和脂肪组织构成,而挺拔丰满的乳房很大程度上依靠结缔组织的承托,胶原蛋白是结缔组织的主要成分,”在结缔组织中胶原蛋白常与及多糖蛋白相互交织成网状结构,产生一定的机械强度,是承托人体曲线,体现挺拔体态的物质基础。”

胶原蛋白与减肥

减肥需要燃烧脂肪(分解代谢),而水解胶原蛋白能使这种分解代谢过程增加和延长,燃烧更多的脂肪从而达到减肥的目的。并且胶原蛋白对细胞的修补机能会消耗大量热能,这种机能会消耗大量热能,这种机能必须在睡眠状态下进行,因此服用水解胶原蛋白,睡觉就能减肥,轻松减肥的梦想变成了现实。

胶原蛋白的作用

  1. 保湿:胶原蛋白含亲水性的天然保湿因子,而且三螺旋结构能强劲锁住水分,让皮肤时刻保持湿润、水嫩的状态!
  2. 滋养:活性胶原蛋白对皮肤的渗透性强,可透过角质层与皮肤上皮细胞结合,参与和改善皮肤细胞的代谢,使皮肤中的胶原蛋白活性加强。它能保持角质层水分及纤维结构的完整性,改善皮肤细胞生存环境和促进皮肤组织的新陈代谢,增强血液循环,达到滋润皮肤的目的。
  3. 亮肤:皮肤的光泽取决于含水量,胶原蛋白良好的保水能力使皮肤水润亮泽,散发健康的光彩。
  4. 紧肤:当胶原蛋白被皮肤吸收后,填充在皮肤真皮之间,增加皮肤紧密度,产生皮肤张力,缩小毛孔,使皮肤紧绷而富有弹性!
  5. 防皱:真皮中丰满的胶原蛋白层,将皮肤细胞撑起,结合保湿和抑制皱纹的作用,共同达到舒展粗纹,淡化细纹的功效!
  6. 修复:活性胶原蛋白能直接渗入肌肤底层,且与周围组织的亲和性好,可协助细胞制造成胶原蛋白,促使皮肤细胞正常成长。同时,活性胶原蛋白本身还具有消炎和更新肌肤的作用。
  7. 营养:胶原蛋白对皮肤的渗透性强,可透过角质层与皮肤上皮细胞结合,参与和改善皮肤细胞的代谢,使皮肤中的胶原蛋白活性加强。它能保持角质层水分及纤维结构的完整性,改善皮肤细胞生存环境和促进皮肤组织的新陈代谢,增强血液循环,达到滋润皮肤的目的。
  8. 美乳:胶原蛋白中独有的羟脯氨酸具有收紧结缔组织的作用,能使松弛的组织紧实、承托起下垂的乳房,使乳房挺拔、丰满、富有弹性。
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