Pro-Hyp, Hyp-Gly i Gly-Pro-Hyp: czy peptydy kolagenowe mogą stymulować syntezę własnej macierzy?

Kiedy poważnie rozważa się hydrolizowany kolagen, rozmowa prędzej czy później sprowadza się do trzech nazw: Pro-Hyp, Hyp-Gly i Gly-Pro-Hyp. To nie jest budulec – dwa czy trzy aminokwasy na tle dziesiątek gramów białka z diety nie mają niezależnej wartości odżywczej. Zainteresowanie nimi jest inne: zakłada się, że te fragmenty działają jak sygnał dla komórki, zmuszając fibroblasty do aktywniejszej budowy macierzy zewnątrzkomórkowej. Hipoteza jest piękna, dowody na jej poparcie są niejednorodne, a różnica między tym, co obserwuje się w hodowlach komórkowych, a tym, co obserwuje się u ludzi, jest tutaj fundamentalna. Przeanalizujmy oba poziomy osobno.

Trzy peptydy, które zazwyczaj są wymieniane przecinkami

Pierwsza rzecz, którą należy sobie uświadomić: Pro-Hyp, Hyp-Gly i Gly-Pro-Hyp to nie jest równoważna trójca. Występują one we krwi na różne sposoby, w różnych ilościach i zostały zbadane na bardzo różnym poziomie szczegółowości.

Istnieje jeszcze jeden niuans, który komplikuje obraz. Gly-Pro-Hyp w krwiobiegu jest częściowo hydrolizowany do Pro-Hyp – wykazali to Yazaki i in. (2017), którzy śledzili obie cząsteczki po zażyciu hydrolizatu o wysokiej zawartości tripeptydów. Oznacza to, że trudno jest oddzielić „efekt Gly-Pro-Hyp” od „efektu Pro-Hyp” w żywym organizmie, nawet teoretycznie: pierwszy przekształca się w drugi.

Skąd w ogóle wzięła się hipoteza sygnału?

Logika jest taka. Di- i tripeptydy kolagenu rzeczywiście przenikają do krwiobiegu człowieka – zostało to potwierdzone celowaną spektrometrią mas w dziesiątkach badań i szczegółowo omówione w osobnym artykule na temat tego , czy cały kolagen jest rozkładany na aminokwasy . Jednak ich ilości są znikome w porównaniu z normami żywieniowymi: organizm otrzymuje z nich ułamki procenta dziennego zapotrzebowania na aminokwasy.

Jeśli zatem te peptydy w ogóle cokolwiek znaczą, to nie jako surowce. Pozostaje wariant, dobrze znany w biologii: krótka cząsteczka jako sygnał, który komórka rozpoznaje i zmienia swoje zachowanie. To właśnie ta hipoteza zaczęła być testowana – głównie w hodowlach komórkowych.

Co Pro-Hip robi z komórkami w hodowli

Praca referencyjna: Ohara i in. (2010). Naukowcy dodali różne peptydy kolagenowe do hodowli fibroblastów skóry ludzkiej i zmierzyli odpowiedź. Pro-Hyp w stężeniu 200 nmol/ml zwiększył proliferację komórek 1,5-krotnie, syntezę kwasu hialuronowego 3,8-krotnie, a poziom mRNA syntazy hialuronianu 2 (HAS2) 2,3-krotnie.

Ostatnia liczba jest najciekawsza z mechanistycznego punktu widzenia. HAS2 to gen kodujący enzym, który faktycznie syntetyzuje kwas hialuronowy. Zwiększenie jego transkrypcji oznacza, że komórka nie tylko się „włączyła”, ale zmieniła ekspresję genu w odpowiedzi na obecność dipeptydu. Wygląda to już na sygnał, a nie na losowy efekt metaboliczny.

Poza skórą, Nakatani i wsp. (2009) stwierdzili, że Pro-Hyp wykazuje działanie chrzęstno-ochronne na chrząstkę stawową myszy. Co więcej, Taga i wsp. (2018) wykazali, że tripeptydy typu X-Hyp-Gly wpływają na różnicowanie komórek prekursorowych osteoblastów. Wszystkie trzy wyniki uzyskano w hodowlach komórkowych lub na gryzoniach.

Kolagen, elastyna, fibronektyna: co dokładnie mierzono

„Stymuluje produkcję kolagenu” to najczęściej pojawiające się sformułowanie w tym temacie, a jednocześnie najmniej poparte konkretnymi pomiarami, dlatego warto przyjrzeć się, które białka macierzy były oceniane w badaniach i co się z nimi działo.

Edgar i wsp. (2018) pracowali z normalnymi, pierwotnymi ludzkimi fibroblastami skórnymi w modelu o gęstości zbliżonej do fizjologicznej gęstości macierzy. Peptydy kolagenowe znacząco zwiększyły syntezę elastyny, a także zahamowały uwalnianie metaloproteinaz macierzy MMP-1 i MMP-3 oraz zmniejszyły degradację elastyny. Dwa wyjaśnienia, bez których wynik jest niepoprawnie interpretowany. Po pierwsze: testowali nie czysty Pro-Hyp, ale mieszaninę peptydów wraz z przeciwutleniaczami z gotowego produktu, a wpływ na proliferację był wzmocniony właśnie w obecności przeciwutleniaczy. Po drugie: hamowanie MMP to mechanizm „mniej jest niszczone”, a nie „więcej jest syntetyzowane”. W tekstach marketingowych te dwie rzeczy są zazwyczaj łączone w jedną, chociaż biologicznie są różne.

Najważniejsze pytanie: ile peptydu potrzebuje komórka i ile znajduje się go we krwi?

Oznacza to, że stężenia robocze w hodowli są około 3–12 razy wyższe niż stężenia szczytowe we krwi. I to wciąż optymistyczne szacunki: komórki w szalce są przemywane roztworem bezpośrednio, podczas gdy peptyd nie dotarł jeszcze do skóry właściwej ani chrząstki, a to, ile go tam ostatecznie trafia, stanowi osobną, słabo zbadaną kwestię.

Istnieje drugi problem, znacznie mniej znany. Asai i in. (2020) stwierdzili, że surowica cielęca płodowa – standardowy składnik pożywki do takich hodowli – sama zawiera peptydy hydroksyprolinowe, w tym Pro-Hyp, w stężeniach około 70–100 μmol/l. W ich eksperymentach fibroblasty początkowo w ogóle nie reagowały na dodanie Pro-Hyp i Hyp-Gly, ponieważ pożywka była już nimi nasycona. Efekt pojawił się dopiero po chromatograficznym usunięciu frakcji niskocząsteczkowej z surowicy. Autorzy wyraźnie zaznaczają, że podważa to wnioski z niektórych wcześniejszych prac, a jednocześnie potwierdza, że przy odpowiedniej kontroli efekt ten rzeczywiście występuje.

Od mechanizmu do problemu klinicznego

Złóżmy cały łańcuch w całość i zobaczmy, co podtrzymuje każde ogniwo:

• Przyswajanie i trawienie – hydrolizat ulega rozkładowi, część di- i tripeptydów przeżywa w przewodzie pokarmowym. Potwierdzone bezpośrednimi pomiarami u ludzi.
• Występowanie we krwi — Pro-Hyp, Hyp-Gly i inne fragmenty mierzono w osoczu, opisano kinetykę. Potwierdzono to bezpośrednimi pomiarami u ludzi.
• Sygnał dla komórki – fibroblasty i chondrocyty reagują zmianą proliferacji i ekspresji genów. Występuje głównie w hodowlach komórkowych, w stężeniach wyższych niż fizjologiczne.
• Dostarczanie do tkanek docelowych badano fragmentarycznie, głównie w modelach zwierzęcych.
• Wyniki kliniczne u ludzi weryfikowane są w odrębnych badaniach, które mierzą punkty końcowe, a nie mechanizm.

Przykład tego ostatniego powiązania: Proksch i in. (2014) przeprowadzili badanie z podwójnie ślepą próbą, kontrolowane placebo, z udziałem 69 kobiet w wieku 35–55 lat, które przyjmowały 2,5 lub 5 g hydrolizatu kolagenu lub placebo dziennie przez osiem tygodni, z instrumentalnymi pomiarami elastyczności i nawilżenia skóry. To inny rodzaj dowodu – odpowiada on na pytanie „czy się zmienia?”, a nie „w jaki sposób?”.

Obecność dowodów na pierwszym i ostatnim poziomie nie oznacza, że łańcuch między nimi jest zamknięty. Prace mechanistyczne wyjaśniają, jak ten efekt mógł zostać osiągnięty, i jest to uzasadniona hipoteza naukowa – ale nie potwierdzenie, że spożycie kolagenu stymuluje syntezę własnej macierzy u ludzi. Autorzy pracy z 2024 roku formułują problem wprost: progowe stężenia metabolitów wymagane do wystąpienia reakcji fizjologicznej w tkance docelowej nie zostały jeszcze określone.

Czytelnik powinien zwrócić uwagę na jeszcze jeden szczegół: znaczna część kluczowych prac w tym temacie została wykonana przez badaczy powiązanych z producentami surowców kolagenowych lub firmami kosmetycznymi, a autorzy otwarcie to deklarują. Nie oznacza to, że dane są błędne – recenzja naukowa i transparentne metody nie zmienią niczego – ale wyjaśnia, dlaczego w tej dziedzinie jest tak wiele prac mechanistycznych, a tak mało niezależnych badań klinicznych.

Co to oznacza w praktyce?

Praktyczne wnioski są bardziej powściągliwe, niż chcieliby producenci, i bardziej uczciwe, niż zazwyczaj piszą. Peptydy kolagenowe nie są obojętnymi białkami, które są po prostu trawione: wykazują mierzalną aktywność biologiczną w modelach komórkowych i potwierdzoną obecność we krwi. Jednak droga od tej aktywności do widocznych rezultatów na skórze lub w stawach nie została jeszcze w pełni opisana, a decyzja o jej podjęciu jest rozsądna, biorąc pod uwagę ten poziom pewności. Hydrolizowany kolagen w postaci proszku jest dostępny w szczególności w asortymencie Stark Pharm — Stark Collagen Hydrolyzed Pure Powder ; porcję i sposób użycia należy stosować zgodnie z instrukcją na opakowaniu.

Środki ostrożności są standardowe w przypadku suplementów białkowych: należy zwrócić uwagę na źródło surowca, jeśli masz alergię pokarmową. Kobiety w ciąży i karmiące piersią, osoby z chorobami przewlekłymi, dysfunkcją nerek lub przyjmujące leki powinny wcześniej skonsultować się z lekarzem. Kolagen ma gorszą zawartość aminokwasów i nie zastępuje głównych źródeł białka w diecie.

Często zadawane pytania

Czym jest peptyd sygnałowy i czym różni się od materiału budowlanego?
Komórka rozkłada budulec na aminokwasy i wykorzystuje je do syntezy. Peptyd sygnałowy działa inaczej: jest rozpoznawany przez komórkę i zmienia jej zachowanie, pozostając w znikomych ilościach.

Czy Pro-Hyp stymuluje produkcję własnego kolagenu u człowieka?
Obecnie nie ma takich dowodów. W hodowli ludzkich fibroblastów skórnych Pro-Hyp zwiększał proliferację i syntezę kwasu hialuronowego, ale nie można go bezpośrednio przenieść do żywego organizmu.

Czym jest HAS2 i co ma z nim wspólnego kwas hialuronowy?
HAS2 to gen kodujący enzym syntetyzujący kwas hialuronowy. W pracy Ohara i wsp. (2010) dodanie Pro-Hyp do hodowli komórkowej zwiększyło poziom jego mRNA 2,3-krotnie.

Czy Pro-Hyp, Hyp-Gly i Gly-Pro-Hyp są tak samo skuteczne?
Nie. Pro-Hyp konsekwentnie dominuje we krwi i jest najlepiej zbadany; Hyp-Gly występuje w znacznie mniejszych ilościach; Gly-Pro-Hyp pojawia się głównie po hydrolizatach o wysokiej zawartości tripeptydów.

Dlaczego wyniki badań laboratoryjnych nie przekładają się bezpośrednio na ludzi?
Stężenia, przy których uzyskano ten efekt w hodowli, są około 3–12 razy wyższe niż szczytowe poziomy we krwi ludzkiej, a komórki w naczyniu zanurzono w roztworze bez barier dla tkanek.

Czy istnieją badania kliniczne, a nie tylko badania na komórkach?
Owszem, istnieją badania kontrolowane placebo, mierzące parametry skóry. Ale weryfikują one wynik końcowy i nie dowodzą, że jest on realizowany precyzyjnie poprzez opisany mechanizm komórkowy.

Źródła

• Nakatani S. i inni. (2009). Chondroprotekcyjne działanie bioaktywnego peptydu prolil-hydroksyproliny w chrząstce stawowej myszy in vitro i in vivo. Choroba zwyrodnieniowa stawów i chrząstka. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19559809/
• Ohara H. i inni (2010). Dipeptyd pochodzący z kolagenu, prolina-hydroksyprolina, stymuluje proliferację komórek i syntezę kwasu hialuronowego w hodowanych ludzkich fibroblastach skórnych. The Journal of Dermatology. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20507402/
• 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 (2011). Identyfikacja nowego peptydu kolagenowego pochodzącego z żywności, hydroksyproliloglicyny, w ludzkiej krwi obwodowej poprzez derywatyzację przedkolumnową z izotiocyjanianem fenylu. Chemia żywności. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25212331/
• Proksch E. i inni (2014). Doustna suplementacja specyficznymi peptydami kolagenowymi ma korzystny wpływ na fizjologię skóry ludzkiej: badanie z podwójnie ślepą próbą i kontrolą placebo. Farmakologia i fizjologia skóry. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23949208/
• 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/
• Edgar S. i inni. (2018). Wpływ bioaktywnych peptydów pochodzących z kolagenu i naturalnych związków antyoksydacyjnych na proliferację i syntezę białek macierzy zewnątrzkomórkowej przez hodowane normalne ludzkie fibroblasty skórne. Scientific Reports. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29992983/
• Taga Y. i inni (2018). Tripeptydy typu X-Hyp-Gly pochodzące z kolagenu promują różnicowanie preosteoblastów MC3T3-E1. Journal of Functional Foods. https://doi.org/10.1016/j.jff.2018.05.017
• Asai TT i inni. (2020). Peptydy kolagenowe pochodzące z żywności, prolilohydroksyprolina (Pro-Hyp) i hydroksyproliloglicyna (Hyp-Gly) stymulują wzrost pierwotnych fibroblastów skóry myszy w hodowli z wykorzystaniem surowicy płodowej bydlęcej wolnej od peptydu hydroksyprolilowego. International Journal of Molecular Sciences. https://doi.org/10.3390/ijms21010229
• Chae M. i inni. (2023). Doustne spożycie peptydu kolagenu AP prowadzi do ogólnoustrojowej absorpcji Gly-Pro-Hyp, łagodząc starzenie się fibroblastów skóry wywołane H2O2. Journal of Medicinal Food. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37074675/
• 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.