Чи весь колаген розщеплюється до амінокислот: які пептиди реально потрапляють у кров

Найпоширеніший аргумент проти гідролізованого колагену звучить логічно: будь-який білок у травному тракті розкладається до вільних амінокислот, тому колаген нічим не відрізняється від звичайного м'яса чи желатину. Аргумент майже правильний — і саме через це «майже» за останні двадцять років з'явився окремий напрям досліджень. Прицільна мас-спектрометрія показала, що частина колагенових фрагментів доходить до кровотоку неушкодженою: у плазмі людини після прийому гідролізату стабільно виявляють ди- і трипептиди — Pro-Hyp, Hyp-Gly, Gly-Pro-Hyp та кілька десятків їхніх аналогів. Нижче — що саме показують ці роботи, наскільки надійні їхні методи і, головне, чого вони не доводять.

Що відбувається з білком у травному тракті

Базова схема травлення білка не має винятків для колагену. У шлунку працює пепсин, у тонкій кишці — панкреатичні протеази, далі екзопептидази щіткової облямівки відщеплюють кінцеві амінокислоти від коротких фрагментів. Основна маса будь-якого харчового білка справді доходить до вільних амінокислот і всмоктується через амінокислотні транспортери.

Але транспортер не один. Паралельно в мембрані ентероцита працює PepT1 — переносник, спеціалізований саме на ди- і трипептидах. Він переносить короткі пептиди цілими, без попереднього розщеплення. Тобто система від початку влаштована так, що частина білка потрапляє в клітину кишківника у пептидній формі. Питання не в тому, чи розщеплюється колаген — розщеплюється, і переважно повністю. Питання в тому, які фрагменти встигають дійти до транспортера цілими і чому саме вони.

Чому гідроксипролін «виживає»: хімія, що робить Pro-Hyp можливим

Колаген має жорстку послідовність: повтор (Gly-X-Y)n, де в позиції Y дуже часто стоїть гідроксипролін (Hyp), а в позиції X — пролін. Триплет Gly-Pro-Hyp — найчастіший у молекулі колагену, на нього припадає близько десятої частини всієї послідовності.

Пролін і гідроксипролін мають циклічну структуру бічного ланцюга, і це не косметична деталь. Кільце створює просторову перешкоду для активного центру пептидаз: зв'язки за участю Pro і Hyp гідролізуються повільніше за звичайні. Саме тому фрагменти на кшталт Pro-Hyp переживають повний цикл травлення, тоді як більшість інших дипептидів встигає розпастися.

Друга властивість гідроксипроліну корисна вже дослідникам: він майже не трапляється в інших тваринних білках. Це робить його зручним хімічним маркером — якщо Hyp з'явився в крові після прийому їжі, походження в нього колагенове.

Вільний і пептидно-зв'язаний гідроксипролін: що показує розрив між ними

Ключовий методичний прийом виглядає так. Зразок плазми аналізують двічі: у вихідному вигляді (тоді видно тільки вільний Hyp) і після повного кислотного гідролізу, який руйнує всі пептидні зв'язки (тоді видно весь Hyp — і вільний, і той, що був у складі пептидів). Різниця між двома числами і є тією часткою, що циркулювала не як амінокислота.

Розрив виявився стабільним і відтворюваним у різних лабораторіях. Ohara та ін. (2007) оцінили частку Hyp-вмісних пептидів приблизно у 30% усього виявленого гідроксипроліну. Shigemura та ін. (2014) отримали близько 25%. У роботі Virgilio та ін. (2024) інкрементальна площа під кривою для загального Hyp була на 36–47% вищою, ніж для вільного, залежно від сировини гідролізату.

Це і є фактична відповідь на питання із заголовка. Більшість колагену справді розщеплюється до вільних амінокислот — але приблизно чверть-третина гідроксипроліну потрапляє в кров у складі пептидів. Теза «все стає виключно вільними амінокислотами» на цих даних не тримається.

Які саме пептиди знаходять у крові людини і як довго вони там

Перший систематичний опис зробили Iwai та ін. (2005): добровольці після дванадцятигодинного голодування приймали гідролізати желатину зі шкіри свині, курячих лапок і хряща в дозах від 9,4 до 23 г. Пептидна форма Hyp, якої до прийому в крові практично не було, досягала максимуму через 1–2 години і за чотири години знижувалася вдвічі. Основним компонентом виявився Pro-Hyp, а в менших кількостях — Ala-Hyp, Ala-Hyp-Gly, Pro-Hyp-Gly, Leu-Hyp, Ile-Hyp і Phe-Hyp.

Далі перелік лише зростав. Ichikawa та ін. (2010) кількісно визначили дев'ять Hyp-вмісних пептидів методом LC-MS/MS: Pro-Hyp домінував з максимальною концентрацією близько 60 нмоль/мл, мінорні компоненти вкладалися в діапазон від 24 до 0,7 нмоль/мл. Yazaki та ін. (2017) ідентифікували в плазмі людини 17 типів колагенових пептидів після прийому гідролізату з високим вмістом трипептидів, із помітним збагаченням на Gly-Pro-Hyp. Taga та ін. (2022) описали ще один стійкий трипептид — Gly-3Hyp-4Hyp.

Сила цих робіт саме методична. Йдеться не про непрямі маркери, а про прицільну кількісну хроматографію з тандемною мас-спектрометрією (UPLC-MS/MS) зі стабільно-міченими внутрішніми стандартами — метод, який визначає конкретну молекулу за її масою і фрагментацією. Кінетика теж узгоджена між дослідженнями: підйом протягом години-двох, повернення до вихідного рівня в межах доби (Shigemura та ін., 2018).

Чому склад порошку не передбачає складу крові

Найцікавіший результат опорної роботи Virgilio та ін. (2024) стосується не кількості, а походження пептидів. Дослідники спочатку виміряли вміст ди- і трипептидів у самих гідролізатах, а потім — у плазмі шести добровольців після одноразового прийому 10 г продукту, розчиненого у 200 мл води.

Результат виявився дзеркальним до очікуваного. Дипептид Gly-Pro був найпредставленішим у сухій сировині — але в крові його приріст концентрації був приблизно в сто разів меншим, ніж у Pro-Hyp. А Pro-Hyp, навпаки, мав найнижчий вміст у порошку до прийому — і став найрясніший пептидом у плазмі.

Висновок звідси прямий: колагенові пептиди в крові переважно не «переносяться готовими» з продукту, а утворюються під час травлення — відщеплюються від довших олігопептидів уже в травному тракті. Аналіз Kleinnijenhuis та ін. (2020) підтверджує це з іншого боку: розподіл фрагментів за розміром змінюється протягом травлення, а основний внесок у приріст Hyp у крові дають саме Pro-Hyp і Hyp-Gly.

З цього ж випливає обережне ставлення до маркетингу «молекулярної маси». У тій самій роботі бичачі гідролізати із середньою масою 2000 і 5000 Да дали практично однаковий профіль пептидів у плазмі. Різниця з'являється лише на іншому масштабі: Iwasaki та ін. (2022) порівняли низькомолекулярний гідролізат зі звичайним желатином (близько 100 000 Да) і отримали для вільного Hyp 169,1 нмоль/мл проти 94,4 нмоль/мл на користь гідролізату. Тобто гідроліз як такий має значення, а тонке налаштування середньої маси в межах кількох тисяч дальтон — здебільшого ні.

Сировина, індивідуальні відмінності та тривалий прийом

Джерело колагену на всмоктування впливає, але вибірково. У перехресному дослідженні Ohara та ін. (2007) п'ятеро добровольців приймали гідролізати з луски риби, шкіри риби та шкіри свині: загальна площа під кривою для луски риби була значуще вищою, ніж для свинячої шкіри, а деякі мінорні пептиди — Ala-Hyp-Gly, Ser-Hyp-Gly — з'являлися взагалі лише після риб'ячої сировини. У роботі 2024 року вільний гідроксипролін всмоктувався однаково з риб'ячого, свинячого та бичачого гідролізатів, а от окремі пептиди різнилися: Hyp-Gly був найвищим після риб'ячого продукту.

Окремо варто відзначити міжіндивідуальний розкид. Автори прямо вказують на нього як на істотний чинник: за однакової дози площі під кривою в різних учасників відрізнялися помітно. Співвідношення Pro-Hyp до Hyp-Gly теж не константа — воно змінюється і між джерелами сировини, і між людьми.

Тривалий прийом додає ще один шар. Shigemura та ін. (2018) давали учасникам 4,5 г гідролізату щодня протягом чотирьох тижнів: Pro-Hyp лишався провідним компонентом увесь період, але частка Hyp-Gly поступово зростала, а частка Pro-Hyp знижувалася. Автори припускають зміну активності протеаз травного тракту при регулярному надходженні субстрату. Це означає, що дані одноразового прийому не можна автоматично переносити на щоденне вживання.

Що ці дані доводять — і що вони не доводять

Тут варто бути точними, бо саме на цьому місці наукові роботи найчастіше переказують некоректно.

Дані фармакокінетики доводять факт присутності: колагенові ди- і трипептиди справді потрапляють у системний кровотік людини у вимірних, доволі високих для харчових пептидів концентраціях. Вони спростовують твердження, що гідролізований колаген повністю зводиться до вільних амінокислот.

Вони не доводять клінічного ефекту. Присутність молекули в плазмі й біологічна відповідь у тканині — різні речі. Автори роботи 2024 року формулюють це прямо: порогові концентрації метаболітів, потрібні для фізіологічної реакції в тканині-мішені, досі не визначені, і потрібні більші дослідження, щоб їх оцінити.

Є ще три застереження, які варто тримати в голові. По-перше, Pro-Hyp утворюється не тільки з їжі: він з'являється і при природному оновленні власного колагену організму (Sato та ін., 2019), тому базовий рівень у крові не нульовий. По-друге, вибірки в цих роботах крихітні — від чотирьох до шести осіб; це нормально для фармакокінетичного пілота, але це не масштаб клінічного випробування. По-третє, частина досліджень профінансована виробниками колагенової сировини, і автори це відкрито декларують — зокрема роботу 2024 року фінансувала компанія-виробник гідролізату. Це не робить дані хибними, надто з огляду на сильний перехресний дизайн і подвійне засліплення, але це контекст, який читачеві варто знати.

Як зазвичай вживають гідролізований колаген і на що звернути увагу

У фармакокінетичних протоколах гідролізат приймають натщесерце, розчиненим у воді — це стандартизує умови вимірювання, а не рекомендація для щоденного побуту. У практиці порошок зазвичай просто розмішують у воді чи іншому напої; білкова добавка не потребує спеціальних умов прийому. Гідролізований колаген у форматі порошку є, зокрема, в асортименті Stark Pharm — Stark Collagen Hydrolyzed Pure Powder. Порцію та спосіб застосування варто брати згідно з інструкцією на упаковці.

Обережності стандартні для білкових добавок. Варто зважати на джерело сировини за наявності харчової алергії — колаген отримують зі шкіри та кісток свиней, великої рогатої худоби або з риби. Вагітним і жінкам у період лактації, людям із хронічними захворюваннями, порушеннями функції нирок або тим, хто приймає лікарські засоби, перед початком прийому варто проконсультуватися з лікарем. Колаген — неповноцінний білок за амінокислотним складом, тож він не замінює основні джерела білка в раціоні й розглядається як доповнення до нього.

Часті питання

Чи весь колаген розщеплюється до амінокислот?
Ні. Більшість — так, але приблизно 25–47% гідроксипроліну (за різними дослідженнями) потрапляє в кров у складі ди- і трипептидів, а не як вільна амінокислота.

Що таке Pro-Hyp і звідки він береться?
Це дипептид із проліну та гідроксипроліну, найпоширеніший колагеновий фрагмент у плазмі після прийому гідролізату. Здебільшого він утворюється безпосередньо під час травлення, відщеплюючись від довших пептидів.

Скільки часу колагенові пептиди тримаються в крові?
Максимум концентрації настає приблизно через 1–2 години після прийому, за чотири години рівень знижується орієнтовно вдвічі, а протягом доби повертається до вихідного.

Чи означає наявність пептидів у крові, що вони працюють у шкірі?
Ні, це різні питання. Фармакокінетика підтверджує лише всмоктування; порогові концентрації, потрібні для біологічної відповіді в тканинах, наразі не встановлені.

Чи є різниця між риб'ячим, свинячим і яловичим колагеном?
За всмоктуванням вільного гідроксипроліну різниці практично немає. Профіль окремих пептидів дещо відрізняється: після риб'ячої сировини вищий рівень Hyp-Gly, після свинячої — деякі інші фракції.

Чи краще всмоктується колаген із меншою молекулярною масою?
У межах типових гідролізатів (близько 2000 проти 5000 Да) різниці в профілі пептидів у крові не показано. Різниця помітна лише при порівнянні гідролізату з високомолекулярним желатином.

Чи те саме желатин і гідролізат колагену?
Ні. Желатин — денатурований колаген із дуже високою молекулярною масою, гідролізат отримують додатковим ферментативним розщепленням. У прямому порівнянні гідролізат давав вищу концентрацію вільного гідроксипроліну в крові.

Джерела

• Iwai K. та ін. (2005). Identification of food-derived collagen peptides in human blood after oral ingestion of gelatin hydrolysates. Journal of Agricultural and Food Chemistry. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16076145/
• Ohara H. та ін. (2007). Comparison of quantity and structures of hydroxyproline-containing peptides in human blood after oral ingestion of gelatin hydrolysates from different sources. Journal of Agricultural and Food Chemistry. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17253720/
• Ichikawa S. та ін. (2010). Hydroxyproline-containing dipeptides and tripeptides quantified at high concentration in human blood after oral administration of gelatin hydrolysate. International Journal of Food Sciences and Nutrition. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19961355/
• Shigemura Y. та ін. (2014). Dose-dependent changes in the levels of free and peptide forms of hydroxyproline in human plasma after collagen hydrolysate ingestion. Food Chemistry. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24767063/
• Yazaki M. та ін. (2017). Oral ingestion of collagen hydrolysate leads to the transportation of highly concentrated Gly-Pro-Hyp and its hydrolyzed form of Pro-Hyp into the bloodstream and skin. Journal of Agricultural and Food Chemistry. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28244315/
• Shigemura Y. та ін. (2018). Changes in composition and content of food-derived peptide in human blood after daily ingestion of collagen hydrolysate for 4 weeks. Journal of the Science of Food and Agriculture. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28914450/
• Spanier B., Rohm F. (2018). Proton coupled oligopeptide transporter 1 (PepT1) function, regulation, and influence on the intestinal homeostasis. Comprehensive Physiology. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29687907/
• Sato K., Jimi S., Kusubata M. (2019). Generation of bioactive prolyl-hydroxyproline (Pro-Hyp) by oral administration of collagen hydrolysate and degradation of endogenous collagen. International Journal of Food Science & Technology. https://doi.org/10.1111/ijfs.14145
• Kleinnijenhuis A. J. та ін. (2020). Non-targeted and targeted analysis of collagen hydrolysates during the course of digestion and absorption. Analytical and Bioanalytical Chemistry. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31872275/
• Iwasaki Y. та ін. (2022). Comparison of gelatin and low-molecular weight gelatin hydrolysate ingestion on hydroxyproline (Hyp), Pro-Hyp and Hyp-Gly concentrations in human blood. Food Chemistry. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34461513/
• Taga Y. та ін. (2022). Identification of a highly stable bioactive 3-hydroxyproline-containing tripeptide in human blood after collagen hydrolysate ingestion. npj Science of Food. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35662250/
• Virgilio N. та ін. (2024). Absorption of bioactive peptides following collagen hydrolysate intake: a randomized, double-blind crossover study in healthy individuals. Frontiers in Nutrition. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11325589/

Дієтична добавка. Не є лікарським засобом. Перед застосуванням проконсультуйтеся з лікарем.