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什麼是膠原蛋白?

膠原蛋白是由氨基酸組成的蛋白質分子。它為結締組織的細胞外空間提供結構支持。由於其剛性和抗拉伸性，它是皮膚，肌腱，骨骼和韌帶的完美基質。
膠原蛋白可以根據它們形成的結構類型進一步分為幾組。已經發現了28種不同類型的膠原蛋白，但到目前為止，最常見的是I至IV型，其中I型包含超過90％的人體膠原蛋白。

氨基酸是蛋白質的基本原料，因此，膠原蛋白是由氨基酸所組成。膠原蛋白的氨基酸組成序列是甘氨酸 - 脯氨酸-X (glycine-proline-X )或甘氨酸-X-羥脯氨酸 (glycine-X-hydroxyproline)，X可以是其他17種氨基酸中的任何一種，每次第三個氨基酸就是甘氨酸 (glycine)。

膠原蛋白由3條鏈組成。鏈纏繞在一起形成三螺旋。由於甘氨酸 (glycine) 是所有氨基酸中最小的，因此它可以使鏈形成緊密的構型，並且它可以承受壓力。膠原蛋白合成的過程主要發生在纖維母細胞(fibroblasts cell)的細胞中，纖維母細胞是合成膠原蛋白(collagen)和基質(stroma)的主要功能的特化細胞，膠原蛋白合成會在細胞內和細胞外發生。

圖片來自 Molecular Biology Life 57(3):161-72 · April 2005

值得注意的疾病包括壞血病，成骨不全和Ehlers-Danlos綜合徵，會使得膠原蛋白的合成存在一些錯誤，導致膠原蛋白產量不足的現象。

• 壞血病(Scurvy):水溶性維生素C或抗壞血酸的營養缺乏最常引起壞血病。維生素C是合成膠原蛋白過程中關鍵的輔酶，補充膠原蛋白也必須確保有足夠的維生素C的數值。
• 成骨不全症（Osteogenesis Imperfecta）：這是一個遺傳性疾病家族，影響骨骼，使其變得脆弱，容易破碎。
• Ehlers-Danlos綜合徵（EDS): 這是一組遺傳性結締組織疾病，影響全球約5000人中的1人。有13個EDS，症狀和體徵根據EDS的類型而有所不同。大多數形式的EDS是常染色體顯性遺傳。

膠原蛋白的類型有哪些?

膠原蛋白存在於全身的許多地方。然而，體內超過90％的膠原蛋白是I型，到目前為止，已經鑑定和描述了28種類型的膠原蛋白。五種最常見的類型是：

• 膠原蛋白I：皮膚，肌腱，器官，骨骼（骨骼有機部分的主要成分）
• 膠原蛋白II：軟骨（軟骨的主要成分）
• 膠原蛋白III：網狀纖維
• 膠原蛋白IV：形成基底膜，基底膜的上皮分泌層。
• 膠原蛋白V：細胞表面，毛髮和胎盤膠原蛋白

膠原蛋白在體內的分解與吸收?

雖然所有蛋白質都會被消化成氨基酸才能被吸收，所以吃膠原蛋白跟喝牛奶吃肉品沒差別，這個理由在科學上不一定是對的。有很多科學證據顯示，蛋白質不一定需要完全消化成氨基酸才能被吸收，有相當一部分會以二胜肽或三胜肽的形式被吸收進入血液循環。所謂的二胜肽、三胜肽，分别是两個、三個氨基酸组成的片段。

消化的第一步包括水解膠原的分解以形成二胜肽和三胜肽或游離氨基酸。有好幾種蛋白酶（例如胰蛋白酶;小腸刷狀緣蛋白酶;肽酶）參與消化分解過程。在動物和人類中進行的幾項科學研究已經描述了口服給藥後水解膠原蛋白的生物利用度。通常認為在吸收之前，胜肽(peptide)會在胃腸道中被水解，主要是游離氨基酸會因而進入血液循環。然而，有相當多的證據表明胜肽也可被直接吸收。例如，Hyp （hydroxyproline) 會以游離氨基酸形式和胜肽形式被吸收。 Pro-Hyp (proline-hydroxyproline) 是口服攝入任何水解膠原蛋白後在人血漿中發現的主要胜肽。90%的膠原蛋白在服用後的12小時被吸收，水解膠原蛋白攝入後2小時，即可在血液中發現的高濃度的小胜肽脯氨酸 - 羥脯氨酸（Pro-Hyp）。

廣泛研究穿過腸膜的吸收機制，觀察到上皮細胞是吸收幾種營養素的主要部位。寡胜肽通過腸道轉運有三種可能的機制：（i）PEPT1介導的二胜肽和三胜肽的跨細胞轉運（ii）已知用於轉運大分子（如蛋白質）的轉胞吞 (transcytotic)途徑（iii）細胞內被動轉運吸收胜肽。然而，這些途徑在腸道寡胜肽吸收中的作用尚不完全清楚。

至於膠原蛋白的胜肽被吸收之後，可停留在組織的時間，研究以放射性方式觀察，在皮膚中的停留的時間方面，發現高濃度的膠原蛋白胜肽可在保留在該組織達14天，這顯示膠原蛋白胜肽在皮膚中到達真皮的能力。日本有一項研究發現在食用水解膠原蛋白之前，人體血漿中無法測得羥脯氨酸 (hydroxyproline)。然而服用膠原蛋白之後1到2小時，血液中的羥脯氨酸 (hydroxyproline)含量立即增加。其中大约有25%的羥脯氨酸 (hydroxyproline)以二胜肽或三胜肽的形式存在。人體血漿中有胜肽酶，會將進入血液的胜肽分解成氨基酸。其他的胜肽通常只需要數分鐘就會被分解一半，而來自膠原蛋白的脯氨酸-羥脯氨酸 (proline-hydroxyproline)二胜肽，經過24小時仍有75%未被分解成胺基酸。

膠原蛋白 II 對骨關節炎的研究結果?

一項發表在2019年的統合分析，針對膠原蛋白對骨關節炎症狀改善，共整理5篇隨機雙盲的臨床研究，包含519位骨關節炎的病人。結果顯示膠原蛋白可有效的減少疼痛指數 (WOMAC index and VAS scale)及硬度指數 (stiffness score)。

2011年7月歐洲食品安全局 (EFSA) 將結果公布在該網站上，歐洲官方從廠商報告發現，水解膠原蛋白治療關節炎的報告沒有證實對一般健康常人有「維持關節健康」的重要數據（primary data）。也就是說，廠商的報告沒有被歐洲官方所接受。最後，審視審查廠商提交的所有相關研究結果之後，歐洲官方委員會(EFSA)的結論是：使用水解膠原蛋白與維持關節功能並未建立起因果關係

KK 藥師建議

1. 膠原蛋白的補充對於患有骨關節炎的病人，會改善其疼痛的不適感。但對於一般健康常人，服用膠原蛋白的好處則未被證實。

2. 維他命C是體內合成膠原蛋白重要的輔酶，補充膠原蛋白時別忘了補充維他命C

3. 口服膠原蛋白後，體內會將其分解成 1)游離脂肪酸 2) 二胜肽 3)三胜肽 之後會進入血液循環，至於這些胜肽能否順利被運送到目的地，之後是否能順利的與其他關鍵物質作用，以便進一步合成膠原蛋白，後面這些過程仍需更多的研究來探索及驗證

參考文獻

1. García-Coronado, J.M., Martínez-Olvera, L., Elizondo-Omaña, R.E. et al. International Orthopaedics (SICOT) (2019) 43: 531. https://doi.org/10.1007/s00264-018-4211-5

2. Osteoarthritis and Cartilage 20 (2012) 809e821 https://doi.org/10.1016/j.joca.2012.04.008

3. http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/2291

4. J. Agric. Food Chem.2005,53,6531−6536