La prima vedere, colagenul, gelatina, colagenul hidrolizat sunt substanțe foarte asemănătoare, ținând cont că toate conțin 18 tipuri de aminoacizi și furnizează opt dintre cei nouă aminoacizi esențiali. Cu toate acestea, există diferențe subtile care fac ca fiecare dintre aceste proteine să fie unică.
Ce este colagenul?
Colagenul – cea mai importantă proteină structurală din organism – construiește pielea, țesutul conjunctiv, oasele, corneea, cartilajele, vasele de sânge, pereții intestinali și discurile intervertebrale.
Din punct de vedere structural, colagenul este constituit din trei lanțuri foarte lungi de peste 1.000 de molecule de aminoacizi, răsucite sub formă de spirală, ceea ce conferă o rezistență deosebită.
Colagenul diferă de proteinele obișnuite prin faptul că are în compoziție o concentrație mai mare de anumiți aminoacizi, respectiv glicina (cel mai mic aminoacid), prolina și hidroxiprolina, care îi conferă proprietăți funcționale unice (diferite de celelalte proteine). Molecula foarte mică a glicinei împreună cu proprietățile prolinei îi dau colagenului forma unică a unei elice triple. Hidroxiprolina, aminoacid constituent specific al colagenului, apare foarte rar în structura altor proteine și constituie un indicator al absorbției aminoacizilor din colagen.
Digestia în această formă este practic imposibilă din cauza dimensiunilor foarte mari ale moleculei de colagen, astfel încât aceasta nu poate traversa peretele intestinal și nu poate fi absorbită ca atare în organism.
Ce este gelatina?
Ca să poată fi consumat, colagenul trebuie să fie mai întâi descompus. Acest proces de descompunere termică este o hidroliză parțială (care poate fi considerată o pre-digerare a colagenului) și constă în fierberea îndelungată a oaselor, pielii și articulațiilor. Rezultatul este obținerea concentratului (bulionului) de oase sau a binecunoscutei piftii, varianta tradițională a gelatinei.
În gelatină, fibrele triplu helix de colagen sunt despărțite în fire (lanțuri) simple, fiecare dintre acestea păstrând aceeași succesiune și același număr de aminoacizi ca și fibrele din colagenul inițial, dar având o greutate moleculară (o dimensiune) mult mai mică, de numai 100 kDa. Din cauza greutății moleculare relativ mari, gelatina se dizolvă numai în apă fierbinte, iar soluția apoasă răcită formează un gel.
Gelatina este parțial scindată în tractul digestiv de către enzimele proteolitice și aminoacizii rezultați sunt ușor absorbabili în organism. Este recomandată de nutriționiști pentru beneficiile multiple în reconstruirea articulațiilor, a oaselor și a pielii, pentru reducerea durerii articulare, reducerea poftei de mâncare și ameliorarea inflamațiilor tractului gastrointestinal. Suplimentarea cu gelatină poate provoca disconfort abdominal (balonări) și intestinal.
Ce este colagenul hidrolizat?
Dacă gelatina este hidrolizată în continuare, sub acțiunea acizilor, bazelor sau a unor enzime proteolitice specifice, firele (catenele) de proteină sunt descompuse (scindate) în fragmente de 2, 3 sau mai mulți aminoacizi, numite „peptide“. Acestea au o greutate moleculară de 0,3-8 kDa, fiind mult mai mici decât molecula de gelatină sau de colagen.
Spre deosebire de gelatină, pulberea de colagen hidrolizat se dizolvă ușor în apă rece (nu doar apă fierbinte) și nu formează gel cu apa.
Deoarece au dimensiuni mult mai mici decât catena din care provin, peptidele pot fi digerate mult mai ușor. Unele peptide formate din 2, 3 sau 4 aminoacizi pot fi absorbite direct în sânge fără a fi descompuse în aminoacizii constituenți. Investigațiile efectuate au demonstrat că acestea se pot acumula în piele, oase și articulații.
În prezentările uzuale ale suplimentelor alimentare sau în sfaturile nutriționiștilor, pentru simplificare, de multe ori termenii „colagen hidrolizat“, „gelatină hidrolizată“ sau „peptide din colagen“ (au același sens) sunt înlocuiți prin cuvântul „colagen“.
Este colagenul hidrolizat mai bun decât gelatina?
Deși consumul de colagen este indicat în orice formă (gelatină sau colagen hidrolizat), datorită beneficiilor de necontestat pentru sănătate, totuși biodisponibilitatea (absorbția) crescută și proprietățile specifice ale colagenului hidrolizat fac ca acesta să aibă o capacitate de acțiune superioară, fiind considerat o opțiune mult mai bună pentru sănătate decât gelatina.
Din punct de vedere al ratei de absorbție, aceasta este de peste 90% în cazul colagenului hidrolizat față de cel mult 27% în cazul gelatinei.
Toate colagenurile hidrolizate sunt la fel?
Indiferent de sursa colagenului (vită, porc, pește sau pui), aminoacizii constituenți sunt aceiași. Există mici diferențe doar în ceea ce privește raportul dintre aceștia, dar nu aceste diferențe imprimă specificitatea de acțiune a diferitelor sorturi de colagen hidrolizat, ci prezența și cantitatea unor anumite peptide bioactive.
Procedeul de hidroliză cel mai ieftin și neselectiv utilizează acizi sau baze, care rup neselectiv catena (lanțul) de aminoacizi, ducând la obținerea unui amestec neomogen de aminoacizi liberi și peptide cu 2, 3 sau mai mulți aminoacizi legați, amestec a cărui compoziție este aleatorie, neputând fi controlată sau reprodusă.
Procesul de hidroliză enzimatică (de fragmentare) este cel care influențează atât mărimea peptidelor (greutatea moleculară) obținute, cât și succesiunea sau tipul aminoacizilor din peptidele sau tripeptidele obținute, acesta fiind un proces bine controlat, caracterizat și reproductibil.
Prin utilizarea concomitentă sau succesivă a unor enzime proteolitice se scindează preferențial legăturile dintre anumiți aminoacizi, astfel încât procesul de hidroliză este dirijat în sensul obținerii unor anumite fragmente de colagen (di- și tri-peptide), care se acumulează preferențial în diferite țesuturi sau zone ale corpului (piele, articulații, oase).
Absorbția colagenului – Mit sau Adevăr?
Ingerarea colagenului hidrolizat este considerată a fi o strategie utilă pentru contracararea schimbărilor asociate cu îmbătrânirea pielii, pentru întărirea articulațiilor și a oaselor.
Mulți sceptici însă atribuie virtuțile de sănătate ale colagenului (ne referim evident la colagenul hidrolizat) doar aportului de aminoacizi, manifestându-și îndoiala în ceea ce privește absorbția moleculelor mai mari (peptide), care, după cum s-a dovedit, au acțiune diferită în organism comparativ cu cea a aminoacizilor constituenți.
În organism, colagenul hidrolizat acționează prin două mecanisme: 1) furnizează aminoacizii liberi ce constituie „blocurile“ necesare formării fibrelor de colagen și a elastinei; 2) furnizează peptidele bioactive care, „supraviețuind“ digestiei, trec prin tractul gastrointestinal intacte, și prin intermediul sistemului circulator sunt transportate la diferite organe și țesuturi unde modulează structura și funcția enzimelor metabolice care participă la patogenia bolilor cronice și la prevenirea îmbătrânirii premature.
În ceea ce privește absorbția peptidelor din colagenul hidrolizat, există dovezi substanțiale că acestea sunt hidrolizate în tractul gastrointestinal datorită enzimelor proteolitice (proteaze pancreatice, peptidaze etc.) înainte de a fi absorbite, astfel încât în circulația sangvină intră predominant aminoacizii liberi. S-a demonstrat însă că hidroxiprolina poate fi absorbită atât sub formă de aminoacid, cât și în formă de peptide, care pot fi absorbite ca atare la nivelul celulelor epiteliale din membrana intestinală.
Până acum 20 de ani se credea că peptidele/proteinele trebuie să fie complet hidrolizate în intestin pentru a fi convertite la aminoacizi și că numai aceștia pot străbate membrana intestinală. În 1996, Leibach și Ganapathy au descoperit în vilozitățile intestinale niște proteine cu rol de transportori (PepT1 și PepT2), care, spre deosebire de transportorii aminoacizilor liberi, au un substrat specific mult mai larg, permițând peptidelor cu greutate moleculară mică să străbată membrana intestinală. Absorbția di- și tri-peptidelor este mai bună și mai rapidă decât a aminoacizilor liberi sau a proteinelor ingerate și, spre deosebire de absorbția aminoacizilor, necesită un consum energetic mai mic.
Dovezi privind absorbția colagenului hidrolizat
Experimentul efectuat de Iwai și colaboratorii a demonstrat că o cantitate semnificativă de hidroxiprolină provenită din digestia colagenului hidrolizat a apărut în sângele voluntarilor umani sănătoși care au consumat colagenul hidrolizat din cartilaje, picioare de pui și piele de porc. După administrarea colagenului, cantitatea de peptide conținând hidroxiprolină, în sânge, a crescut, atingând un maxim după 2 ore, urmată de scăderea la jumătate din nivelul maxim, la 4 ore după ingestie. O peptidă de dimensiuni mici, prolina-hidroxiprolina (Pro-Hyp), a fost identificată, cantitatea găsită în plasma umană fiind de 25-60 nmol/ml după ingerarea a 9,4-23 g de colagen hidrolizat. Nivelurile mai ridicate de Pro-Hyp găsită în sânge ar putea fi corelate parțial cu cantitatea mai mare a secvenței Pro-Hyp în colagen. Rezultatele obținute sugerează că Pro-Hyp poate fi considerată o peptidă nedigerabilă, deoarece mai mult de 75% din Pro-Hyp s-a dovedit a persista în sânge timp de 24 de ore.
Oesser și colaboratorii au investigat greutatea moleculară a colagenului absorbit în tractul intestinal prin tehnici de cromatografie lichidă de înaltă performanță și electroforeză pe gel de poliacrilamidă cu dodecilsulfat de sodiu, demonstrând că peptidele cu greutate moleculară între 1 și 10 kDa pot fi absorbite direct în sânge.
Ohara și colaboratorii au realizat un studiu simplu-orb, care a comparat structura și cantitatea peptidelor din colagenul hidrolizat de tip I, de diferite proveniențe (pește sau porc), din sângele a 5 voluntari sănătoși care au consumat, după 12 ore de post, alimente conținând colagen. S-a constatat că aproximativ 30% din peptidele care conțin hidroxiprolină au fost detectate în sânge chiar și după 24 de ore de la consum.
După ingestie, peptidele de colagen sunt digerate și distribuite în tot corpul. Watanabe-Kamiyama și colaboratorii au studiat distribuția peptidelor de colagen în piele și în alte țesuturi prin intermediul unui experiment in vivo, în care prolina și colagenul hidrolizat marcate cu C14 au fost administrate șobolanilor Wistar. Radioactivitatea a fost măsurată în diferite țesuturi după 0-6 ore de la ingestia peptidelor de colagen și timp de 14 zile după aceea. Rezultatele în ceea ce privește timpul de remanență în piele au fost foarte promițătoare, radioactivitatea menținându-se în țesutul cutanat la un nivel ridicat până la 14 zile. Acest lucru indică capacitatea peptidelor de colagen de a ajunge în derm.
Oesser și colaboratorii au urmărit același model de administrare a prolinei și colagenului hidrolizat marcate cu C14 și urmărind distribuția radioactivității în diferite organe și țesuturi. Acumularea colagenului hidrolizat în cartilaj (măsurată prin determinarea radioactivității) a fost mult mai pronunțată și a durat mai mult timp decât în cazul administrării prolinei, indicând preferința de acumulare a peptidelor din amestecul heterogen conținut în colagenul hidrolizat, pentru cartilaje.
În concluzie, colagenul hidrolizat, ca oricare altă sursă de proteină, este digerat și prin acțiunea enzimelor proteolitice este fragmentat în aminoacizi liberi. În acest timp însă, di- și tri-peptidele conținând în mod preferențial aminoacidul hidroxiprolină străbat direct membrana intestinală prin intermediul unor transportori specifici (care au capacitatea să preia și să transporte molecule mai mari și mai complexe decât aminoacizii liberi) și odată ajunse în sânge sunt dirijate către anumite zone ale corpului unde se acumulează (piele, articulații, oase). Recunoscute ca fiind fragmente de colagen, ele determină stimularea metabolismului colagenului pentru contrabalansarea presupusei degradări a acestuia. Rezultatul este creșterea producției de colagen în zona în care aceste peptide s-au acumulat.
Surse:
www.vitafor.com.br/OLD/upload/artigos/colageno2.pdf
www.benthamopen.com/contents/pdf/TONUTRAJ/TONUTRAJ-8-29.pdf
www.jn.nutrition.org/content/129/10/1891.full
www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24401291
www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4206255/
www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4685482/
www.collagenliftparis.eu/sites/default/files/Study%20Verisol%20Publication%20II0001.pdf
www.collagen.com.br/site/artigos/1_.pdf
www.researchgate.net/publication/281713457_The_effect_of_oral_collagen_peptide_supplementation_on_skin_moisture_and_the_dermal_collagen_network_Evidence_from_an_ex_vivo_model_and_randomized_placebo-controlled_clinical_trials
www.researchmap.jp/?action=cv_download_main&upload_id=87532
