Czy cały kolagen rozkłada się na aminokwasy: które peptydy faktycznie przedostają się do krwiobiegu?

Najczęstszy argument przeciwko hydrolizowanemu kolagenowi brzmi logicznie: każde białko w przewodzie pokarmowym rozkłada się na wolne aminokwasy, więc kolagen niczym nie różni się od zwykłego mięsa czy żelatyny. Argument ten jest niemal trafny – i to właśnie z tego powodu w ciągu ostatnich dwudziestu lat pojawił się „prawie” odrębny kierunek badań. Celowana spektrometria mas wykazała, że niektóre fragmenty kolagenu docierają do krwiobiegu w stanie nienaruszonym: w osoczu ludzkim po zażyciu hydrolizatu stabilnie wykrywane są di- i tripeptydy – Pro-Hyp, Hyp-Gly, Gly-Pro-Hyp i kilkadziesiąt ich analogów. Poniżej – co dokładnie pokazują te prace, jak wiarygodne są ich metody i, co najważniejsze, czego nie dowodzą.

Co dzieje się z białkiem w przewodzie pokarmowym?

Podstawowy schemat trawienia białek nie zawiera wyjątków dla kolagenu. Pepsyna działa w żołądku, proteazy trzustkowe w jelicie cienkim, a następnie egzopeptydazy rąbka szczoteczkowego odcinają aminokwasy końcowe od krótkich fragmentów. Większość białka w diecie rzeczywiście dociera do wolnych aminokwasów i jest wchłaniana przez transportery aminokwasów.

Istnieje jednak więcej niż jeden transporter. Równolegle w błonie enterocytów działa PepT1 – transporter wyspecjalizowany w transporcie di- i tripeptydów. Transportuje on krótkie peptydy w stanie nienaruszonym, bez wcześniejszego rozszczepienia. Oznacza to, że system jest początkowo zaprojektowany tak, aby część białka wnikała do komórki jelitowej w postaci peptydu. Pytanie nie brzmi, czy kolagen ulega rozszczepieniu – ulega rozszczepieniu, i to przeważnie całkowicie. Pytanie brzmi, które fragmenty docierają do transportera w stanie nienaruszonym i dlaczego.

Dlaczego hydroksyprolina „przeżywa”: Chemia, która umożliwia Pro-Hyp

Kolagen ma sztywną sekwencję: powtórzenie (Gly-XY)n, gdzie hydroksyprolina (Hyp) bardzo często występuje w pozycji Y, a prolina w pozycji X. Triplet Gly-Pro-Hyp jest najczęściej występujący w cząsteczce kolagenu i stanowi około jednej dziesiątej całej sekwencji.

Prolina i hydroksyprolina mają cykliczną strukturę łańcucha bocznego, co nie jest kwestią kosmetyczną. Pierścień tworzy przeszkodę przestrzenną dla miejsca aktywnego peptydaz: wiązania między Pro i Hyp są hydrolizowane wolniej niż wiązania normalne. Dlatego fragmenty takie jak Pro-Hyp przechodzą pełny cykl trawienia, podczas gdy większość innych dipeptydów ma czas na rozpad.

Druga właściwość hydroksyproliny jest przydatna dla badaczy: prawie nigdy nie występuje w innych białkach zwierzęcych. To czyni ją wygodnym markerem chemicznym – jeśli Hyp pojawia się we krwi po posiłku, jego źródłem jest kolagen.

Wolna i związana z peptydem hydroksyprolina: co pokazuje różnica między nimi

Kluczowa technika metodologiczna jest następująca. Próbkę osocza analizuje się dwukrotnie: w postaci pierwotnej (wtedy widoczny jest tylko wolny Hyp) oraz po całkowitej hydrolizie kwasowej, która niszczy wszystkie wiązania peptydowe (wtedy widoczny jest cały Hyp – zarówno wolny, jak i ten, który był częścią peptydów). Różnica między tymi dwiema liczbami to frakcja, która nie krążyła jako aminokwas.

Stwierdzono, że przerwanie było stabilne i powtarzalne w różnych laboratoriach. Ohara i in. (2007) oszacowali, że udział peptydów zawierających Hyp wynosił około 30% całkowitej wykrytej hydroksyproliny. Shigemura i in. (2014) uzyskali około 25%. W pracy Virgilio i in. (2024) przyrost pola pod krzywą dla całkowitego Hyp był o 36–47% większy niż dla wolnego Hyp, w zależności od surowca hydrolizatu.

To jest właściwa odpowiedź na pytanie zawarte w tytule. Większość kolagenu rzeczywiście rozkłada się na wolne aminokwasy – ale około jedna czwarta do jednej trzeciej hydroksyproliny przedostaje się do krwiobiegu jako część peptydów. Teza, że „wszystko staje się wyłącznie wolnymi aminokwasami”, nie potwierdza się w świetle tych danych.

Jakie dokładnie peptydy znajdują się we krwi człowieka i jak długo się tam znajdują?

Pierwszy opis systematyczny został sporządzony przez Iwai i in. (2005): ochotnicy, po dwunastogodzinnym poście, przyjmowali hydrolizaty żelatyny ze skóry wieprzowej, kurzych łapek i chrząstki w dawkach od 9,4 do 23 g. Peptydowa forma Hyp, która przed podaniem była praktycznie nieobecna we krwi, osiągnęła maksimum po 1–2 godzinach i zmniejszyła się o połowę po czterech godzinach. Głównym składnikiem był Pro-Hyp, a w mniejszych ilościach – Ala-Hyp, Ala-Hyp-Gly, Pro-Hyp-Gly, Leu-Hyp, Ile-Hyp i Phe-Hyp.

Lista stale się wydłużała. Ichikawa i in. (2010) skwantyfikowali dziewięć peptydów zawierających Hyp za pomocą LC-MS/MS: dominował Pro-Hyp z maksymalnym stężeniem około 60 nmol/ml, z pomniejszymi składnikami w zakresie od 24 do 0,7 nmol/ml. Yazaki i in. (2017) zidentyfikowali 17 rodzajów peptydów kolagenowych w osoczu ludzkim po spożyciu hydrolizatu o wysokiej zawartości tripeptydu, ze znacznym wzbogaceniem w Gly-Pro-Hyp. Taga i in. (2022) opisali kolejny stabilny tripeptyd, Gly-3Hyp-4Hyp.

Siłą tej pracy jest jej metodologia. Nie chodzi o markery pośrednie, lecz o celowaną chromatografię ilościową z tandemową spektrometrią mas (UPLC-MS/MS) z użyciem stabilnie znakowanych wzorców wewnętrznych – metodę, która identyfikuje konkretną cząsteczkę na podstawie jej masy i stopnia fragmentacji. Kinetyka jest również spójna między badaniami: wzrost w ciągu godziny lub dwóch, powrót do poziomu wyjściowego w ciągu dnia (Shigemura i in., 2018).

Najciekawszy wynik przełomowej pracy Virgilio i in. (2024) dotyczy nie ilości, ale pochodzenia peptydów. Naukowcy najpierw zmierzyli zawartość di- i tripeptydów w samych hydrolizatach, a następnie w osoczu sześciu ochotników po jednorazowym podaniu 10 g produktu rozpuszczonego w 200 ml wody.

Rezultat był odwrotny od oczekiwanego. Dipeptyd Gly-Pro występował w największej ilości w suchym surowcu, ale we krwi wzrost jego stężenia był około sto razy mniejszy niż w przypadku Pro-Hyp. Z kolei Pro-Hyp, z kolei, miał najniższą zawartość w proszku przed podaniem i stał się najobficiej występującym peptydem w osoczu.

Wniosek z tego jest prosty: peptydy kolagenowe we krwi nie są w większości „przenoszone w postaci gotowej” z produktu, lecz powstają podczas trawienia – są odcinane od dłuższych oligopeptydów już w przewodzie pokarmowym. Analiza Kleinnijenhuis i in. (2020) potwierdza to z innej perspektywy: rozkład wielkości fragmentów zmienia się podczas trawienia, a główny udział w wzroście poziomu Hyp we krwi mają Pro-Hyp i Hyp-Gly.

Sugeruje to również ostrożne podejście do marketingu „masy cząsteczkowej”. W tej samej pracy hydrolizaty bydlęce o średniej masie cząsteczkowej 2000 i 5000 Da dały niemal taki sam profil peptydowy w osoczu. Różnica pojawia się jedynie w innej skali: Iwasaki i in. (2022) porównali hydrolizat o niskiej masie cząsteczkowej ze zwykłą żelatyną (około 100 000 Da) i uzyskali bezpłatnie wartość Hyp 169,1 nmol/ml w porównaniu z 94,4 nmol/ml na korzyść hydrolizatu. Oznacza to, że hydroliza sama w sobie ma znaczenie, a precyzyjne dostrojenie średniej masy w granicach kilku tysięcy daltonów zazwyczaj nie.

Surowce, różnice indywidualne i długotrwałe użytkowanie

Źródło kolagenu wpływa na wchłanianie, ale selektywnie. W badaniu przekrojowym przeprowadzonym przez Ohara i in. (2007) pięciu ochotników spożywało hydrolizaty z łusek ryb, skóry ryb i skóry świńskiej: całkowite pole pod krzywą dla łusek ryb było istotnie większe niż dla skóry świńskiej, a niektóre mniej istotne peptydy – Ala-Hyp-Gly, Ser-Hyp-Gly – pojawiły się dopiero po spożyciu surowca rybnego. W badaniu z 2024 roku wolna hydroksyprolina była wchłaniana w równym stopniu z hydrolizatów rybnych, wieprzowych i wołowych, ale poszczególne peptydy różniły się między sobą: Hyp-Gly był najwyższy po spożyciu produktu rybnego.

Warto zwrócić uwagę na zmienność międzyosobniczą. Autorzy wprost wskazują na nią jako na istotny czynnik: przy tej samej dawce pole pod krzywą u różnych uczestników różniło się istotnie. Stosunek Pro-Hyp do Hyp-Gly również nie jest stały – różni się zarówno w zależności od źródła surowca, jak i od osoby.

Długotrwałe przyjmowanie dodaje kolejny poziom. Shigemura i wsp. (2018) podawali uczestnikom 4,5 g hydrolizatu dziennie przez cztery tygodnie: Pro-Hyp pozostał dominującym składnikiem przez cały okres, ale udział Hyp-Gly stopniowo wzrastał, a udział Pro-Hyp malał. Autorzy sugerują, że aktywność proteaz trawiennych zmienia się wraz z regularnym przyjmowaniem substratu. Oznacza to, że danych z pojedynczej dawki nie można automatycznie przenieść na dzienne spożycie.

Co te dane udowadniają, a czego nie udowadniają

Warto być precyzyjnym, ponieważ to właśnie w tym miejscu najczęściej dochodzi do błędnych cytowań prac naukowych.

Dane farmakokinetyczne dowodzą obecności di- i tripeptydów kolagenu w ludzkim krwiobiegu w mierzalnych, dość wysokich stężeniach peptydów pokarmowych. Obalają one twierdzenie, że hydrolizowany kolagen jest całkowicie redukowany do wolnych aminokwasów.

Nie dowodzą one działania klinicznego. Obecność cząsteczki w osoczu i odpowiedź biologiczna w tkance to dwie różne rzeczy. Autorzy artykułu z 2024 roku mówią wprost: progowe stężenia metabolitów wymagane do wystąpienia odpowiedzi fizjologicznej w tkance docelowej nie zostały jeszcze określone i potrzebne są szersze badania, aby je ocenić.

Należy pamiętać o trzech innych zastrzeżeniach. Po pierwsze, Pro-Hyp nie jest produkowany wyłącznie w żywności: występuje również podczas naturalnej odnowy kolagenu w organizmie (Sato i in., 2019), więc poziom wyjściowy we krwi nie wynosi zera. Po drugie, liczebność próby w tych badaniach jest niewielka – od czterech do sześciu osób; jest to normalne w przypadku pilotażowego badania farmakokinetycznego, ale nie jest to skala badania klinicznego. Po trzecie, niektóre badania były finansowane przez producentów surowców kolagenowych, co autorzy otwarcie deklarują – w szczególności badanie z 2024 roku było finansowane przez producenta hydrolizatu. Nie oznacza to, że dane są błędne, zwłaszcza biorąc pod uwagę silny projekt krzyżowy i podwójnie ślepą próbę, ale jest to kontekst, którego czytelnik powinien być świadomy.

Jak zazwyczaj stosuje się hydrolizowany kolagen i na co zwrócić uwagę?

W protokołach farmakokinetycznych hydrolizat przyjmuje się na czczo, rozpuszczając w wodzie – ujednolica to warunki pomiaru i nie jest zaleceniem do stosowania w życiu codziennym. W praktyce proszek zazwyczaj po prostu miesza się z wodą lub innym napojem; suplement białkowy nie wymaga specjalnych warunków przyjmowania. Hydrolizowany kolagen w postaci proszku jest dostępny w ofercie Stark Pharm – Stark Collagen Hydrolyzed Pure Powder.

Środki ostrożności są standardowe w przypadku suplementów białkowych. Warto zwrócić uwagę na źródło pochodzenia surowca, jeśli masz alergie pokarmowe – kolagen pozyskiwany jest ze skóry i kości świń, bydła lub ryb. Kobiety w ciąży i karmiące piersią, osoby z chorobami przewlekłymi, zaburzeniami czynności nerek lub przyjmujące leki powinny skonsultować się z lekarzem przed rozpoczęciem kuracji. Kolagen jest białkiem niepełnowartościowym pod względem składu aminokwasowego, dlatego nie zastępuje głównych źródeł białka w diecie i jest traktowany jako jego uzupełnienie.

Często zadawane pytania

Czy cały kolagen rozkłada się na aminokwasy?
Nie. Większość tak, ale według różnych badań około 25–47% hydroksyproliny przedostaje się do krwiobiegu w postaci di- i tripeptydów, a nie wolnego aminokwasu.

Czym jest Pro-Hip i skąd się wziął?
Jest to dipeptyd proliny i hydroksyproliny, najliczniej występujący fragment kolagenu w osoczu po spożyciu hydrolizatu. Powstaje głównie bezpośrednio podczas trawienia, odcinając się od dłuższych peptydów.

Jak długo peptydy kolagenowe utrzymują się we krwi?
Maksymalne stężenie występuje po około 1–2 godzinach od podania, w ciągu czterech godzin spada o połowę, a poziom powraca do wartości wyjściowej w ciągu 24 godzin.

Czy obecność peptydów we krwi oznacza, że działają one także w skórze?
Nie, to są różne kwestie. Farmakokinetyka potwierdza jedynie wchłanianie; progowe stężenia wymagane do wystąpienia odpowiedzi biologicznej w tkankach nie zostały jeszcze ustalone.

Czy jest różnica między kolagenem rybim, wieprzowym i wołowym?
Praktycznie nie ma różnicy w absorpcji wolnej hydroksyproliny. Profil poszczególnych peptydów jest nieco inny: po surowcach rybnych poziom Hyp-Gly jest wyższy, po wieprzowinie – niektóre inne frakcje.

Czy kolagen o niższej masie cząsteczkowej jest lepiej wchłaniany?
W zakresie typowych hydrolizatów (około 2000 vs. 5000 Da) nie zaobserwowano różnic w profilu peptydowym we krwi. Różnica jest zauważalna jedynie przy porównaniu hydrolizatu z żelatyną o dużej masie cząsteczkowej.

Czy żelatyna i hydrolizat kolagenu to to samo?
Nie. Żelatyna to zdenaturowany kolagen o bardzo wysokiej masie cząsteczkowej, a hydrolizat uzyskuje się poprzez dodatkowe rozszczepienie enzymatyczne. W bezpośrednim porównaniu, hydrolizat wykazał wyższe stężenie wolnej hydroksyproliny we krwi.

Źródła

• Iwai K. i inni (2005). Identyfikacja peptydów kolagenowych pochodzących z żywności we krwi ludzkiej po doustnym spożyciu hydrolizatów żelatyny. Journal of Agricultural and Food Chemistry. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16076145/
• Ohara H. i inni (2007). Porównanie ilości i struktury peptydów zawierających hydroksyprolinę we krwi ludzkiej po doustnym spożyciu hydrolizatów żelatyny z różnych źródeł. Journal of Agricultural and Food Chemistry. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17253720/
• Ichikawa S. i inni. (2010). Dipeptydy i tripeptydy zawierające hydroksyprolinę oznaczane ilościowo w wysokim stężeniu we krwi ludzkiej po doustnym podaniu hydrolizatu żelatyny. International Journal of Food Sciences and Nutrition. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19961355/
• Shigemura Y. i inni (2014). Zależne od dawki zmiany poziomów wolnej i peptydowej formy hydroksyproliny w osoczu ludzkim po spożyciu hydrolizatu kolagenu. Chemia żywności. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24767063/
• Yazaki M. i inni (2017). Doustne spożycie hydrolizatu kolagenu prowadzi do transportu wysoce skoncentrowanego Gly-Pro-Hyp i jego zhydrolizowanej formy Pro-Hyp do krwiobiegu i skóry. Journal of Agricultural and Food Chemistry. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28244315/
• Shigemura Y. i inni. (2018). Zmiany składu i zawartości peptydu pochodzącego z żywności we krwi ludzkiej po codziennym spożyciu hydrolizatu kolagenu przez 4 tygodnie. Journal of the Science of Food and Agriculture. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28914450/
• Spanier B., Rohm F. (2018). Funkcja, regulacja i wpływ transportera oligopeptydów sprzężonych z protonami 1 (PepT1) na homeostazę jelitową. Comprehensive Physiology. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29687907/
• Sato K., Jimi S., Kusubata M. (2019). Generowanie bioaktywnej prolilohydroksyproliny (Pro-Hyp) poprzez doustne podanie hydrolizatu kolagenu i degradacja kolagenu endogennego. International Journal of Food Science & Technology. https://doi.org/10.1111/ijfs.14145
• Kleinnijenhuis AJ i inni. (2020). Analiza niecelowana i celowana hydrolizatów kolagenu w trakcie trawienia i wchłaniania. Chemia analityczna i bioanalityczna. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31872275/
• Iwasaki Y. i inni. (2022). Porównanie spożycia żelatyny i hydrolizatu żelatyny niskocząsteczkowej na stężenie hydroksyproliny (Hyp), Pro-Hyp i Hyp-Gly we krwi ludzkiej. Chemia żywności. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34461513/
• Taga Y. i inni. (2022). Identyfikacja wysoce stabilnego bioaktywnego tripeptydu zawierającego 3-hydroksyprolinę we krwi ludzkiej po spożyciu hydrolizatu kolagenu. npj Science of Food. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35662250/
• Virgilio N. i inni. (2024). Wchłanianie peptydów bioaktywnych po spożyciu hydrolizatu kolagenu: randomizowane badanie krzyżowe z podwójnie ślepą próbą u osób zdrowych. Frontiers in Nutrition. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11325589/

Suplement diety. Nie jest lekiem. Przed użyciem należy skonsultować się z lekarzem.