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人體中無所無不在的膠原蛋白
              

文/蕭千祐(長庚技術學院營養學講師)

結締組織中約有六至七成的水分,而膠原蛋白約佔二至三成。由於結締組織在人體內無所不在,因此膠原蛋白也就遍布所有組織,因此與人體的健康也就息息相關。

 

   膠原蛋白是近來火紅的物質,不論是擦的、吃的都會含上一些膠原蛋白,到底膠原蛋白是什麼東西呢?其實膠原蛋白是一種動物結締組織的蛋白質, 為骨骼、軟骨、肌腱、韌帶、血管、皮膚的構成材料。

直接攝取膠原蛋白,效率會較高

  結締組織中約有六至七成的水分,而膠原蛋白約佔二至三成。由於結締組織在人體內無所不在,因此膠原蛋白也就遍布所有組織,因此與人體的健康也就息息相關。目前已知膠原蛋白種類將近二十種,成年人體內約有 三公斤 的膠原蛋白。

  膠原蛋白主要來自於動物性食物,如豬皮、 牛筋、豬腳、雞皮、魚皮及軟骨 。製作方式是將原料磨碎後,加酸溶解以除去雜質,最後用酵素分解纖維,讓膠原蛋白懸浮,然後再萃取純的膠原蛋白。

  膠原蛋白經由人體攝取後,必須透過消化成胺基酸才能吸收,胺基酸吸收後會再合成膠原蛋白的原料。身體中的膠原蛋白會也可以透過其他食物中所攝取的胺基酸來合成,由於 膠原蛋白含有甘胺酸( glycine )、脯胺酸( proline )、羥脯胺酸( hydroxyproline ), 所以攝取其他食物中的胺基酸,同樣也可以 合成這些胺基酸,只不過直接攝取膠原蛋白,效率會較高。

  由於膠原蛋白是一種蛋白質,攝取過多對腎臟是一種負擔,尤其本身有腎臟疾病的人,更應控制攝取量。一般建議膠原蛋白的攝取為 2~ 8 克 , 且最好 搭配能夠 幫助 膠原蛋白合成的維生素C 一起食用,如此就能發揮較好的功效。由於身體的膠原蛋白每天會不停的代謝,因此要隨時補充。

表一、膠原蛋白在體內的分布

1

皮膚、結締組織

2

血管

3

硬骨、軟骨

4

胎盤

5

表皮細胞基底膜


  目前製造膠原蛋白是從動物體中萃取出來,主要來源是豬和牛,而近來也有科學家利用生物技術,以基因工程合成膠原蛋白。膠原蛋白的用途非常廣泛,幾乎遍及美容保養品、生醫材料、醫藥品、化妝品、食品工業、化工原料等領域。

  由於過去有狂牛症的問題產生,因此從動物中萃取的組織,包括膠原蛋白的來源,就格外受到重視,不過膠原蛋白如從牛筋中抽取,通常品質控制得宜,應不會有太大的問題。雖然目前並沒有因使用膠原蛋白而感染狂牛症的病例,不過站在消費者的角度,仍須注意廠商的原料來源,以確保使用上的安全。

表二、膠原蛋白在產業上的利用

1. 美容保養品

保濕、保持彈性、除皺

2. 醫學治療

修補傷口、止血、治療關節痛、改善骨質疏鬆

3. 食品科技

健康食品、飲料

4. 生醫材料

假牙、人工骨骼、隱形眼鏡、燒傷保護膜

5. 化工材料

塗料、塑膠

美容保養功能上格外重要

  皮膚可分為表皮、真皮、皮下組織,而真皮層的結構中,主要為纖維狀的蛋白質負責支撐,而這些纖維狀蛋白質是由膠原蛋白和彈力蛋白所組成。 皮膚有七成是膠原蛋白,所以膠原蛋白在美容保養的功能上,顯得格外重要。隨著年齡的增長,膠原蛋白纖維會變得細小,而彈性也隨之下降,於是皺紋就開始增加。一般來說,六十 歲以上老人的真皮層厚度平均較年輕時減少二至三成,主要是因為膠原蛋白含量減少,而女性的減少程度比男性更為顯著。

  膠原蛋白可促進細胞之新陳代謝,並有提高皮膚之保濕性,可讓皮膚回春。膠原蛋白在美容整型上,更是讓人驚艷,尤其是皺紋、面皰所產生的疤痕,都可以透過注射膠原蛋白填補皮膚組織,使受損的皮膚得以改善,對於怕老的現代人來說,膠原蛋白可說是恢復青春的極佳聖品。

  雖然膠原蛋白在美容上有極特殊的功效,不過效果卻有時間性,不能維持長久,因為 打入身體的膠原蛋白會慢慢代謝掉,所以通常只能維持半年到一年,就需要再注射補充。由於少數人注射膠原蛋白會產生過敏,因此醫師通常會建議本身有過敏體質的人要先做過敏測試,以確保不會產生過敏反應。

膠原蛋白的醫療作用

  除了美容方面,膠原蛋白也用來輔助治療慢性病、提昇免疫力、預防筋骨退化、減少腰酸背痛的機率。許多研究發現,膠原蛋白在手術後可幫助細胞增殖,使傷口儘速癒合,並可增強血管彈性。

  膠原蛋白可使鈣質與骨細胞結合,因此補充膠原蛋白可預防骨質疏鬆症。關節間的軟骨含有膠原蛋白,許多老年人因關節退化,運動時容易有關節疼痛的問題,因此補充膠原蛋白可以增強關節的潤滑度,讓關節活動更為順暢,減少關節發炎的機會。

  由於膠原蛋白也構成骨骼中骨質中的成分,在缺乏膠原蛋白的情況下,會使鈣質流失的情況更為嚴重,而容易造成骨質疏鬆,因此未來預防骨質疏鬆症,除了要補充鈣質外,也要一併考量膠原蛋白的攝取是否足夠。

  膠原蛋白生物相容性很好,在保健營養食品、化妝品、醫藥、外科手術都有很大的發展空間。 膠原蛋白經適當處理後,可控制其在體內分解的速率並可加工製成不同的應用型態,尤其特別適合作為可引導組織修復之高級醫用敷傷基材,用於皮膚潰瘍、燒燙傷及其他各式慢性傷口,可加速傷口癒合。

膠原蛋白的產業開發

  目前工研院生醫中心已完成膠原蛋白及其複合基材的薄膜、多孔海綿體、水膠等雛形產品的研製,並委託學術界和教學醫院針對相容性作更進一步的研究,而 經濟部也通過多項有關膠原蛋白的產業開發計畫。

  目前膠原蛋白的原料部分來自於國外,多數使用於化妝品,其次為食品和美容等相關行業。目前日本膠原蛋白飲料很受到市場上的歡迎,所以未來膠原蛋白的運用會以化妝品和食品為主,而作為生醫材料的空間,則無限寬廣。

  膠原蛋白未來發展,應該多朝國際需求作考量,因為醫療級膠原蛋白光是在各類型組織填補材料,全球一年產值可達四十億美元,而國內預估在 2010 年的膠原蛋白市場應可達 8~10 億。由於目前全球投入研發膠原蛋白醫療產品的公司還算少數,所以國內廠商如能急起直追,還是有相當大發展和獲利的空間 。

膠原蛋白作為生醫材料的優點:
•  來源為天然的動物
•  有較低的抗原性
•  無毒性
•  相容性佳
•  可塑性高
•  可利用不同的官能基修飾膠原蛋白以產生新的材料

膠原蛋白的各項好處:

一、提升免疫力:膠原蛋白可以使淋巴球、巨噬細胞、免疫球蛋白更有活力,有強化免疫力的  作用。
二、防止皮膚老化:膠原蛋白有美容養顏的效果,主要為提高皮膚保水性、控制油脂分泌,使  皮膚有光澤和彈性。
三、  美容整形:豐頰、隆鼻、美化唇形、耳垂加大等美容整型上的應用
四、減肥:膠原蛋白為動物性蛋白,不含脂肪,卻含有許多人體所需的胺基酸,對於許多減肥
   的人來說,膠原蛋白無疑是減肥期間的最佳蛋白質來源。
五、治療關節炎:關節炎病患補充膠原蛋白有緩和症狀的效果。
六、抗癌:膠原蛋白可以提高身體免疫力來抑制癌細胞,或者阻擋癌細胞穿透,以達到防止癌  細胞轉移的效果。
七、其他功能:膠原蛋白可以避免食物氧化、作為藥劑的結合物質,或者用來製造人工骨骼、  人工血管、假牙等。

 
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