Sjávarkollagen: efnilegt lífefni fyrir sáragræðslu, öldrun húðar og endurnýjun beina

Vinsamlegast hafðu sambandoscar.xiao@wecistanche.comfyrir meiri upplýsingar

Ágrip:Sjávarlífverur geyma fjölmörg tvívirk efni sem hægt er að nýta í lyfja- og snyrtivöruiðnaðinum. Vísindarannsóknir á ýmsum notkunum á kollageni sem unnið er úr þessum lífverum hafa orðið sífellt frægari. Sjávarkollagen er hægt að nota sem lífefni vegna þess að það er vatnsleysanlegt, efnaskiptasamhæft og mjög aðgengilegt. Við skoðun á bókmenntum er augljóst að sjávarkollagen er fjölhæft efnasamband sem getur læknað húðmeiðsli af mismunandi alvarleika, auk þess að seinka náttúrulegu öldrunarferli mannsins. Frá in vitro tilraunum til in vivo tilrauna hefur kollagen sýnt fram á getu sína til að kalla fram flæði keratínfrumna og trefjafrumna sem og æðamyndun í húðinni. Auk þess hafa sjávarkollagen og afleiður reynst gagnlegar og gagnlegar fyrir bæði beinþynningu og slitgigtarvarnir og meðferð. Aðrir beinatengdir sjúkdómar geta einnig verið skotmark kollagensins, þar sem það er fær um að auka beinþéttni, steinefnaútfellingu, og mikilvægur, osteblast þroska og fjölgun. Í þessari umfjöllun sýnum við fram á kosti sjávarkollagens umfram landdýrauppsprettur og líflæknisfræðilega notkun sjávarkollagens sem tengist bein- og húðskemmdum. Að lokum er stuttlega fjallað um nokkrar takmarkanir sjávarkollagens.

Vinsamlegast smelltu hér til að vita meira

Leitarorð:sjávar kollagen; sársgræðsla; endurnýjun beina; kollagen peptíð; gegn öldrun; beinþynning;slitgigt; fisk kollagen; sjávarsvampur

1. Inngangur

Utanfrumu fylkið (ECM) gegnir mikilvægu hlutverki í líkamlegri heilleika frumna, þar sem það tekur þátt í frumufjölgun, sérhæfingu, flutningi og viðloðun [1-6]. Kollagen er helsta byggingarpróteinið í ECM og bandvef dýra. Hjá spendýrum er kollagenprótein mjög mikið og aðallega staðbundið í ECM trefjabandvefja, eins og sin og húð [7-10]. Það gegnir lykilhlutverki í uppbyggingu með því að styðja við myndun, togstyrk, og sveigjanleika liða [11-15]. Kollagen gerðir I, II, II, V og XI geta myndað fibrils sem eru nauðsynlegar fyrir burðarvirki og mótstöðu gegn vélrænni streitu í bandvef [16,17]. Kollagen af ​​tegund I er algengasta formið og er aðallega til staðar í sinum og húð [18-20].

Kollagen hefur fjölmörg lífeðlisfræðileg notkun, allt frá sáragræðslu, endurnýjun beina og vefja og lyfjagjöf (Mynd 1) [21,22]. Aðgengi þess, sveigjanleiki og lífsamhæfi gera það að gagnlegu lífefni á nokkrum sviðum [22-24]. Kollagen er trimeric sameind sem samanstendur af þremur fjölpeptíð alfa-keðjum, sem myndar mjög skipulagða þrívíddarbyggingu sem er fær um að standast vélræna streitu og styðja við vöxt frumna [25,26].

Sjávarlífverur eins og fiskar, marglyttur, svampar og aðrir hryggleysingjar geyma umtalsverða uppsprettu kollagens og eru mjög hagstæðar umfram aðrar uppsprettur, þar sem þær eru samhæfðar við efnaskipti, skortir trúarlegar skorður og eru lausar við dýrasjúkdóma [27-30].

Cistanche getur gegn öldrun

Reyndar eru fiskaskinn almennt notuð til að draga úr kollageni af tegund I, þar sem þau eru ekki aðeins gríðarlega mikið heldur hafa þær ekki trúarlegar takmarkanir og ekki hætta á sjúkdómssmiti [31-33]. Landdýr búa við marga smitsjúkdóma sem gerir þau óhagstæð til notkunar í iðnaði. Til dæmis, nautgripir, þó þeir séu stór uppspretta af kollageni, stafar hætta af kúariðu og smitandi heilakvilla (TSE) [29,34,35]. Þessir versnandi taugasjúkdómar hafa áhrif á nautgripi og geta leitt til lífshættulegra sýkinga hjá mönnum [29]. Að auki eru nokkrar trúarlegar takmarkanir á notkun nautgripa fyrir lyfja- og snyrtivöruiðnaðinn til umræðu[35]. Þessir þættir gera sjávaruppsprettur kollagens að miklu öruggari, auðveldari og vænlegri valkost.

Húðsár geta tekið langan tíma að gróa og gróa oft ekki alveg.cistanche แอ ม เว ย์Sjávarkollagen sem er einangrað úr lífverum eins og fiskum, marglyttum og svampum hefur verið bendlað við nokkrar rannsóknir á möguleikum þess til að auka sársgræðsluhraða [36-41]. Ferlarnir fela í sér aukna bandvefja- og keratínfrumuflutninga auk æðamyndunar og húðþekjuvaxtar [42-44]. Auk þess að flýta fyrir sársheilun hefur sjávarkollagen einnig verið sýnt fram á að hafa öldrunareiginleika með því að hægja á öldrun í músum[45-48]. Rannsóknir á mönnum hafa einnig sýnt að sjávarkollagen getur dregið úr hrukkum, bætt mýkt húðarinnar og aukið heildarbyggingu og útlit húðarinnar. Ennfremur hefur verið sýnt fram á að hæfni kollagens til að endurnýja bein skilar árangri í rottumlíkönum um beinþynningu á tíðahvörf [49]. Sjávarkollagen er fær um að auka beinþéttni og beinþynningarvirkni og þjónar verndandi áhrifum gegn beinhrörnun [49-53]. Einnig hefur verið sýnt fram á að kollagen framkallar kondrógena aðgreiningu og kemur í veg fyrir þróun slitgigt (OA) [54,55].

Hér skoðum við hugsanlega notkun sjávarkollagens til að auðvelda sársheilun og undirstrika að sjávarkollagen getur aukið mýkt húðarinnar og þannig dregið úr öldrun húðarinnar. Ennfremur lýsum við hæfi sjávarkollagens fyrir beinvefsverkfræði og brjóskmyndun vegna mikils lífsamrýmanleika þess. Þó nokkrar takmarkanir sem tengjast notkun sjávarkollagens séu fyrir hendi, er augljóst að hagkvæmir og áhrifaríkir möguleikar sjávarkollagens vega verulega þyngra en gallarnir þess.

2.Kollagenumsókn í sáragræðslu og öldrun

Húðhúð okkar er mikilvægasta meðfædda varnarhindrun gegn öllum sýkingum og gegnir mikilvægu hlutverki í vefjajafnvægi [56-58]. Erfitt er að meðhöndla húðmeiðsli en verða sífellt algengari vegna bruna, sýkinga, öra, erfðasjúkdóma og annarra sjúkdóma [59,60]. Meðferðarlyf miða að því að endurheimta heilleika vefsins, sem felur í sér ferli eins og bólgu, frumuskiptingu, aðgreiningu og æðavæðingu. gegndræpi æðaþels gerir frumuviðloðun kleift, sem er fylgt eftir með frumuaðgreiningu og þroska [61,62]. Sýnt hefur verið fram á að sjávarkollagen sé áhrifaríkt lífefni til að gróa sár. Hægt er að nota kollagen í ýmsum samsetningum, svo sem notkun á kollagenpeptíðum og hýdroxýlötum, eða kollagentrefjum og vinnupallalíkum byggingum [44,63].

Sjávarkollagenpeptíð eru framleidd úr kollageni með bæði efna- og ensímvatnsrofi og minni mólþungi þeirra eykur vatnsleysni þeirra, sem gerir þau frásoganlegri [63,64]. Hu o.fl. notaði in vitro rispupróf til að sýna fram á að sjávarkollagenpeptíð bæti lokun sára við styrk upp á 50 ug ml - frá og með 12 klst. eftir meðferð með kollageni (Mynd 2)[63]. Sýnt var að við 50-ug ml-l, var frumuflutningurinn af völdum svipaður fólksflutningur sem sést af 10,0 ng ml-1 af húðþekjuvaxtarþætti, þáttur sem er þekktur fyrir að gegna mikilvægu hlutverki í sárum lækningu. Ennfremur, með því að nota sjávarkollagenpeptíð einangruð úr húð tilapia, gróuðu særðar kanínur sem voru meðhöndlaðar með kollageni marktækt hraðar samanborið við samanburðarhópinn eftir 11 daga [63].

Ennfremur, Yang o.fl. einangruðu kollagenpeptíð úr alaskaufsa og sýndi fram á að inntaka kollagenpeptíða til inntöku til særðra rotta jók batahraða verulega samanborið við samanburðarhópana [65]. Hýdroxýprólín, sem stuðlar að útfellingu kollagens og þar með lækningu, reyndist vera meira í hópnum sem fékk kollagen (10,6 ug mg mg l) með tímanum en í samanburðarhópnum (9,25 ug mg To5]. Á 12. degi lækninga, meðhöndluðu hóparnir sýndu algjöra endurþekjuvæðingu, og tilvist hársekkja sást, en samanburðarhópurinn hafði lélega flæði keratínfrumna og engin hársekk [65].

Svipað og ofangreindar rannsóknir, Wang o.fl. komist að því að sjávarkollagenpeptíð (MCP) einangruð úr laxahúð bættu verulega togstyrk húðsára hjá rottum [42]. Eins og sést á mynd 3 var sá bati háður skammti af kollagenpeptíðum og tíma eftir keisaraskurð [42]. Ennfremur jókst magn hýdroxýprólíns ótrúlega í kollagenmeðhöndluðu hópunum samanborið við samanburðarhópana, jókst á tíma- og skammtaháðan hátt [42]. Það kemur ekki á óvart að rottur í hópnum sem fengu kollagen sýndu aukna fjölgun vefjafruma og æðamyndun 7 dögum eftir meðferð [42]. Þessar niðurstöður eru svipaðar tilraun Zhang o.fl., sem sýndu fram á að sjávarkollagenpeptíð jók lokunarhraða sár hjá rottum, togstyrk á skurðstaðnum og kollagenútfellingu [43]. Vefjafræðileg greining leiddi í ljós bætta æðamyndun, æðamyndun og íferð vefjafruma í kollagen-meðhöndluðu hópunum [43].hversu mikið cistanche á að takaKollagenútfelling er mikilvægur þáttur í bata eftir húðmeiðsli og þróun kyrningavefs og hýdroxýprólín, sem stuðlar að kollagenútfellingu, hækkaði í meðhöndluðum hópum 7-og 11-dögum eftir meiðsli [ 43].

Að auki, Pozzolini o.fl. einangruð og hreinsuð sjávarkollagenhýdroxýlöt úr sjávarsvampinum Chondrosia reniformis [66]. Með því að nota in vitro klóraprófun var 50 ug/ml af kollagenpeptíðhlutum bætt við og frumur voru greindar 0,6,24 og 30 klst. eftir gjöf. Í samanburði við samanburðarhópana sýndu meðferðarfrumurnar flæði og fjölgun trefjafrumna og keratínfrumna, sem jók lokun sárbils á bæði húð- og húðfrumum. Fyrst sást frumur flytjast og búa til klórabilssvæðið, fylgt eftir með aukinni frumufjölgun með 24-klst tímapunkti [66]. Þessar niðurstöður gefa til kynna efnilegan sárgræðsluhæfileika sjávarkollagenhýdroxýlötanna sem eru einangruð úr C.reniformis. Á sama hátt sýndi vatnsrofið peptíð kollagen, einangrað og hreinsað úr marglyttunni Rhopilema esculentum, sáragræðsluvirkni bæði in vitro og in vivo. Í fyrsta lagi, með því að nota klóra sársgræðslupróf, sýndu höfundarnir fram á að hópar sem fengu kollagenpeptíð höfðu aukið frumuflutning og lokun sár skammtaháð 18, 36-og 48-klst. eftir meðferð [67]. Þegar þau voru rannsökuð á særðum músum, bættu kollagenpeptíð (0,9 g/kg) sárgræðsluáhrif, að hluta til með því að stuðla að aukinni tjáningu efnafræðilegra þátta (þ.e. -FGF og TGF- 1). Þessir þættir gegna hlutverki við að vernda sárið gegn sýkingu með því að fá til sín bólgufrumur, sem geta einnig stjórnað flutningi trefjafrumna og keratínfrumna; þannig að stuðla að sársheilun [67].

Þar að auki, Veeruraj o.fl. einangrað astaxantín, andoxunar- og bólgueyðandi efnasamband sem og sýru- og pepsínleysanlegt kollagen úr smokkfiskinum, Doryteuthis sing-halensis [68]. Særðar rottur voru meðhöndlaðar með astaxanthini og kollageni samsetningu og hraðari sárgræðsluhraði sást samanborið við saltvatnsmeðhöndluð sár. Rannsóknin leiddi einnig í ljós að kollagen-meðhöndlaðir hópar höfðu aukna þekjumyndun, æðamyndun, keratínmyndun og tilvist kollagentrefja, sem saman stuðla að sársheilun [68].

Sömuleiðis, Chen o.fl. einangraði kollagen úr sjávartilapia húð og nautgripahúð kollagen nanófrefjum og sýndi að kollagenmeðhöndlaðir rottuhópar höfðu hraðari endurheimtartíðni sár en viðmið [44]. Að auki leiddi rannsóknin í ljós að hýdroxýprólín, sem er hluti af kollageni, gegndi mikilvægu hlutverki í hraða sáragræðslu með því að stuðla að endurþekjumyndun. Kollagen-meðhöndlaða hóparnir höfðu fleiri trefjafrumur, meiri æðamyndun, minni bólgur og fleiri kollagenþræðir en viðmiðunarhóparnir [4].

Rannsóknir á stærri dýrum, eins og sauðfé, hafa einnig verið gerðar til að sýna fram á áhrif kollagens á sáragræðslu. Til dæmis, Melotti o.fl. framleitt kollagen-undirstaða húðlíka vinnupalla (CBSS) úr kollageni sem var einangrað úr matarúrgangi ígulkera til að meðhöndla húðsár í sauðfé [69]. Þeir sýndu að sár sem voru meðhöndluð með CBSS gróu mun hraðar en viðmiðunarhópar. Frá og með 14. degi eftir meiðsli sýndu meðhöndluðu hóparnir marktækt meira magn keratínfrumnaflutninga samanborið við ómeðhöndlaða samanburðarhópana. Ennfremur höfðu CBSS-meðhöndlaðir hópar minni bólgu með tímanum og meiri útfellingu kornvefs en samanburðarhópurinn [69]. Genatjáningargreining sýndi uppstýringu mikilvægs vaxtarþáttar, VEGF-A, í meðhöndluðum hópum samanborið við samanburðarhópinn [69].lífflavonoidsAð auki sást hKER, merki fyrir tjáningu hársekkja, fyrst á degi 14 eftir meiðsli, aðeins í meðhöndluðum hópum [69]. Samanlagt benda þessar niðurstöður til þess að kollagen sé efnilegt lífefni til að gróa sár og endurnýja húðina.

Í annarri tilraun Ferrario o.fl., var heilleiki og frammistaða þrívíddarframleidds CBSS metin með því skilyrði að bæta við mismunandi styrk af etanóli og mismunandi frosthitastigum [21]. Tilraunaniðurstöður þeirra sýndu að viðbót etanóls í því ferli að framleiða kollagen-undirstaða vinnupalla við mismunandi hitastig getur aukið þykkt þessara vinnupalla og þéttleiki kollagentrefja í efri og neðri yfirborði þessara vinnupalla gæti einnig aukist (Mynd 4) ). Þessir þættir leiddu á endanum til meiri vélræns stöðugleika og minni aflögunar á þessu vinnupalli í frumuræktun og sárumhverfi in vivo [21].

Lífeðlisfræðileg notkun kollagens í þeim tilgangi að endurnýja húð er enn algengari í öldrunargeiranum, öldrunartengdar breytingar sem tengjast húðinni geta haft neikvæð áhrif á fagurfræðilega þætti húðbyggingar [70]. Mýkt, vélrænni styrkur og heildarbygging húðarinnar er aðallega viðhaldið af kollagen- og elastíntrefjum [71,72]. Kollagenmyndun minnkar með einum aldri og þetta er eitt helsta framlag til breytinga sem tengjast öldrun húðar [73,74]. Mörg efnasambönd, eins og vítamín, fitusýrur og nauðsynlegar amínósýrur, hafa reynst gagnleg fyrir heilsu og útlit húðarinnar [75-77]. Hins vegar eru jurtaafleidd fæðuefnasambönd takmörkuð af lágu aðgengi þeirra í gegnum þörmunarhindrunina og háum efnaskiptahraða [78] Efni sem lofandi er að sjávarkollagen og kollagenpeptíð hafa mikið aðgengi, styrkleika og hagstæð öryggissnið [79,80]. Rannsókn sem Ito o.fl. sýndi fram á að fæðubótarefni með kollagenpeptíð og ornitíni (CPO) úr fiski dró verulega úr vatnstapi yfir húðþekju og húðholafjölda og jók mýkt í hópum sem fengu CPO (Mynd 5) [45].

Ennfremur er vitað að öldrun tengist minnkaðri styrk vaxtarhormóns.hvað er cistancheStyrkur insúlínlíks vaxtarþáttar-1 (IGF-1) tengist meiri seytingu vaxtarhormóns og í ljós kom að IGF-1 gildi voru marktæk hækkuð frá grunnlínu í CPO hópnum [45 ]. Rannsóknin greindi einnig frá neinum skaðlegum áhrifum sem svar við einu 30 ml CPO fæðubótarefni [45]. Á sama hátt, De Luca o.fl. komust að því að eftir að hafa tekið 570 mg af kollagenpeptíðum einangruð úr fiski höfðu þátttakendur aukna húðþykkt og hljóðþéttleika, úthljóðsmerki [46]. Að auki jókst húðteygjanleiki og fituframleiðsla einnig marktækt eftir kollagen peptíð viðbót og engin eituráhrif sáust [45]. Alves o.fl. sýndi fram á að kollagen tegund I sem var einangrað úr lax- og þorskskinnum sýndi enga ertingu á húð manna [81]. Cýtókínin interleukin (IL)-6 og IL-8 voru notuð sem merki fyrir bólgu og ertingu í rannsókninni og það kom í ljós að engin cýtókínlosun var eftir kollagengjöf [81]. Auk þess er kollagen hátt í amínósýrunum glýsíni, prólíni og hýdroxýprólíni, sem stuðla að stöðugleika kollagens og getu þess til að standast háan hita vegna mikils fjölda vetnistengja [81]. Kollagen var einnig fær um að halda umtalsverðu magni af vatni, sem er mikilvægt fyrir notkun þess í snyrtivörum [81].

Evans o.fl. gerði slembiraðaða og þríblinda klíníska rannsókn á 45-60-ára konum til að sýna fram á áhrif kollagens frá ferskvatnsfiski á hrukkaða húð og mýkt [82]. Eftir þriggja mánaða töku kollagenuppbótarinnar var marktæk minnkun (35 prósent) á hrukkum þátttakenda samanborið við grunnlínu [82]. Einnig kom fram að teygjanleiki kinnhúðarinnar batnaði verulega 6 vikum eftir meðferð. Ennfremur, samanborið við lyfleysuhópinn, kom fram að auk mýktar og hrukkubóta var 14 prósenta bati á vökva, 22 prósenta bata á útgeislun og 25 prósenta bati á stinnleika húðarinnar [82]. Í annarri tilraun með því að nota tímaröð aldraðar mýs, sýndi staðbundin notkun eða inntöku kollagen vatnsrofsefna jákvæð áhrif á öldrun húðar [83]. Sex sinnum eftir meðferð var marktæk aukning á kollageninnihaldi og mikilvægum andoxunarensímum, þar á meðal ofuroxíð dismutasa og glútaþíon peroxíðasa. Saman bættu þessir þættir uppbyggingu og útlit húðarinnar. Það kom í ljós að þegar það var meðhöndlað með kollageni bætti þéttleiki og útbreiðsla kollagenþráða af tegund I og tegund II uppbyggingu húðþekju og leðurhúðar [83]. Pei o.fl. komst einnig að því að þegar aldraðar mýs voru meðhöndlaðar með sjávarkollagenpeptíðum jókst þykkt húðþekju, fibroblastvirkni og andoxunarensímvirkni [84].

Þessir andoxunareiginleikar sjávarkollagens lofa góðu sem mjög hvarfgjarnir og óstöðugir sindurefna, og oxandi tegundir skaða frumuhimnur, DNA og stórsameindir húðfrumna, og vitað er að þau taka mikinn þátt í öldrun húðar [85-87]Andoxunarensím eins og súperoxíð dismútasi og glútaþíon peroxidasi eru mikilvægir að því leyti að þeir vernda gegn oxunarálagi með því að hindra sindurefna og aðrar hættulegar súrefnistegundir [88]. Chi o.fl. einangraði sýruleysanlegt kollagen úr vog croceine croaker og sýndi andoxunargetu þriggja kollagenpeptíða [89]. Við notkun súrefnisrótefnagleypni (ORAC) var sýnt fram á að kollagenpeptíð sýndu verndandi áhrif gegn hýdroxýli, súperoxíði og öðrum róttækum. Ennfremur voru áhrif kollagenpeptíða (ACH-P1, P2, P3) á lípíðperoxíðun, leið sem tekur þátt í myndun oxunartegunda, könnuð. Eins og sést á mynd 6, samanborið við viðmiðunarhópa, minnkaði lípíðperoxun verulega vegna lækkunar á gleypni, sem mælir oxunarstigið [89]. Kollagenpeptíð virkuðu á svipaðan hátt og BHT, þekkt og áhrifaríkt andoxunarefni [89].

Samanlagt er ljóst að sjávarkollagen er farsælt og efnilegt lífefni fyrir sáragræðslu og snyrtivörur.

3. Hugsanlegt hlutverk kollagens í endurnýjun beina og brjósks

Sjávarkollagenuppsprettur þjóna ekki aðeins sem vænleg leið til að lækna húðmeiðsli heldur einnig fyrir beintengd áverka og endurnýjun. Viðgerð og gróun beinbrota er tegund af endurnýjun vefja og er flókið ferli sem felur í sér beinmyndun og niðurbrot [90,91]. Oft eru sjúklingar með sjúkdóma sem krefjast enduruppbyggingar stórra beina vegna erfðafræðilegra frávika, áverka, sýkingar og æxla [92]. Það er aukin eftirspurn eftir því að bæta aðferðir við beinaviðgerðir og endurnýjun, svo sem hagnýta beinígræðslu [93].

Sjávarkollagen lífvirk peptíð eru þekkt fyrir að aðstoða við frásog kalsíums og sinks, sem eru mikilvægir þættir beina og eru gagnleg til að koma í veg fyrir beinþynningu [94,95]. Rannsókn sem gerð var af Xu o.fl. leiddi í ljós að sjávarkollagenpeptíð einangruð og unnin með vatnsrofi úr chum laxi jók sermi osteocalcin í meðhöndluðum rottum samanborið við viðmið. Osteocalcin er próteinhormón sem er seytt af beinþynningum og gegnir hlutverki við viðhald og endurnýjun beina með samskiptum við kalsíum. Rannsóknin leiddi einnig í ljós að lífrænt fylki bein, þéttleiki, lengd lærleggs og steinefnajónir í lærlegg voru marktækt hærri í hópnum sem fékk kollagen en í viðmiðunarhópnum [9]. Gert var ráð fyrir að aukning beinþéttni væri líklega vegna aukinnar beinþynnuvirkni, eins og sést af aukningu á beinstærð og osteókalsíni í sermi [94]. Þessar niðurstöður varpa ljósi á hugsanleg kollagenpeptíð sem taka þátt í steinefnaútfellingu, þróun beinfylkis og aukningu á beinþynningarvirkni, sem bendir eindregið til þess að kollagen sé efnilegt lífefni til að koma í veg fyrir og meðhöndla beinþynningu [94]. Beinhola og hreint beintap eru algeng meðal aldraðra kvenna sem fara í gegnum tíðahvörf vegna estrógenskorts [49]. Nomura o.fl. sýndi fram á að 20 mg af kollageni sem var einangrað úr hákarlagelatíni jók einnig beinþéttni svampbeinsins í rottumódelum um beinþynningu í tíðahvörf [49].

Ennfremur hefur einnig verið sýnt fram á líffræðileg áhrif sjávarkollagens á beinmergsstofnfrumur úr rottum. Liu o.fl.kaupa cistanchesýndi að {{0}}.2mg/mL kollagen einangrað úr fiski stuðlaði að lifun frumna og stýrði tjáningu nokkurra bein- og æðaþelsmerkja [50]. Eins og sést á mynd 7 var marktæk aukning á lífvænleika frumna við 0,2 og 0,02 mg/ml í hópunum sem fengu cccollagen [50]. Athyglisvert er að auk þess, beinmyndandi merki, eins og basísk fosfatasa (sem eykur aðgreining frumna) inn í beinfrumur/beinmyndandi frumur), var marktækt uppstýrt í hópunum sem fengu kollagen 3 og 10 dögum eftir meðferð [50]. Svipað og í þessari rannsókn, Elango o.fl. komist að því að kollagenmeðhöndlaðar beinmergsstofnfrumur og þroskaðar beinmergsfrumur sýndu skammtaháða aukna fjölgun miðað við viðmið [52]. Að auki jókst beinmyndandi mRNA og próteintjáning marktækt í meðhöndluðum hópum samanborið við viðmið [52]. Þessar niðurstöður benda til þess að kollagen geti stuðlað að aðgreiningu stofnfrumna og beinþynningarvirkni. Yamada o.fl. sýndi einnig að sjávarkollagenpeptíð sem dregin voru út úr bæði beinum og húð fiska gátu aukið beinfrumufjölgun, tjáningu beinmyndandi merkja og steinefnaútfellingu [96]

Auk notkunar á vatnsrofnu kollagenpeptíðum hefur verið sýnt fram á að uppbygging kollagen vinnupalla sé gagnleg með tilliti til endurnýjunar beina. Diogo o.fl. komst að því að kollagen-kalsíumfosfat vinnupallar sem krosstengdir eru við EDC/NHS studdu við viðhengi og framleiðslu beinbyggjandi frumna [9]. Nýlegri rannsókn leiddi í ljós að innan marglyttukollagenspallanna var meiri beinmyndun og aukin nýliðun átfrumna samanborið við samanburðarhópa [98]. Vitað er að bólgufrumur, eins og átfrumur, stuðla að viðgerð vefja, stjórna bólgu og jafnvægi, sem lofar góðu fyrir endurnýjun beinvefja [98]. Svipað og ofangreindar rannsóknir, Rachmawati o.fl. komist að því að kollagen vinnupallar einangraðir úr Aureli aurita marglyttum hjálpuðu til við að endurnýja lungnablöðrubein [9]. Þegar það var meðhöndlað með kollagenhlífinni var aukning á beinþynningum og minnkuð beinþynning samanborið við viðmiðunarhópinn sem benti til möguleika á endurnýjun beina í lungnablöðrum. STRO-1, lífmerki fyrir mesenchymal stofnfrumur og osteocalcin, próteinhormón sem er myndað af osteoblastum, var einnig aukið í hópunum sem fengu kollagen. Þessar niðurstöður benda til lofandi eiginleika beinendurnýjunar [99].

Sjávarsvampar, einnig þekktir sem poriferans, þjóna sem mikilvæg uppspretta kollagens og hafa uppbyggingu sem líkist hráefnisbyggingu beinvefs. Lin o.fl. framkvæmt in vitro próf með því að nota trefjakennt kollagen sem var einangrað úr Callyspongidae sjávarsvampinum [100]. Í rannsókninni kom í ljós að beinfrumur gátu fest sig við yfirborð svamptrefja, fjölgað og vaxið á frumu-svampsbyggingunum. Í rannsókninni var einnig metið beinleiðnigetu svampkollagensbygginganna og komst að því að eftir 7 daga jókst genatjáning tveggja beinmyndandi merkja, osteocalcin og osteopontin, verulega [100]. Á 14. degi jókst einnig marktækt tjáning basísks fosfatasa gena, vísbending um beinþynningaraðgreiningu [100]. Á sama hátt, Green o.fl. notaði einnig beinagrind úr sjávarsvampi til að meta hvort kollagen gæti framkallað beinmyndun [101]. Rannsóknin leiddi í ljós að beinfrumur úr mönnum gátu fest sig við vinnupallinn innan 16 klst. og eftir 21 dag seyttu beinfrumufrumur utanfrumufylki. Ennfremur, eftir 9 og 14 daga, jókst virkni basísks fosfatasa verulega samanborið við viðmið [101]. Samanlagt benda þessar niðurstöður til þess að kollagenþræðir í beinagrind sjávarsvampsins séu vinnupallar fyrir viðhengi, fjölgun og flæði beinhimnu, sem benda til vænlegra möguleika til notkunar í beinvefsverkfræði [100,101].

Lífeindafræðileg notkun sjávarkollagens er ekki takmörkuð við húð og bein heldur nær einnig til endurnýjunar brjósks. Slitgigt (OA) einkennist af truflun á brjóskjafnvægi, sem skortir sjálfsviðgerð og endurnýjunarmöguleika [103]Við OA á sér stað niðurbrot á brjóskinu, sem leiðir til váhrifa á subchondral bein, og þetta hefur neikvæð áhrif á lífsgæði manns vegna sársaukafullra og stífra liða [103]. Það sem lofar góðu hefur verið sýnt fram á að kollagen úr sjó framkallar aðgreining á kónrógeni, sem ryður brautina fyrir hugsanlega endurmyndun brjósks. Raabe o.fl. komst að því að vatnsrofið fiskkollagen sem og vaxtarþátturinn TGFB1 olli nýmyndun próteóglýkans og kollagentrefja [104]. Fiskkollagen olli einnig kondrógena aðgreiningu [104]. Á sama hátt hafa Bourdon o.fl. rannsakað áhrif þriggja kollagens vatnsrofsefna úr fiskroði og brjóski á niðurbrot chondrocytes [55]. Rannsóknin leiddi í ljós að 0,5, 50 og 100 ug/mL kollagen vatnsrof hækkuðu magn kollagens af tegund I og II kollageni. Að auki höfðu kollagenmeðhöndlaðar frumur minnkað tjáningu próteasamerkja sem vitað er að taka þátt í þróun OA, Htral, Mmp103, Adamts5 og Cox2[55]. Ohnishi o.fl. komst einnig að því að kanínur sem fengu blöndu af kollagenpeptíðum úr fiski og glúkósamíni voru verndaðar gegn framkölluðu brjóskniðurbroti (OA), en viðmiðunarhópar mynduðu OA[105]. Það kom í ljós að kollagen peptíð og glúkósamín úr fiski, sem eru til staðar í miklu magni í bandvef, og hjálpa til við að viðhalda uppbyggingu brjósks og heilleika, höfðu nokkur verndandi áhrif eingöngu, en samanlögð áhrif þeirra veittu mestu vörnina gegn OA [105].

Í vefjafræðilegri tilraun Ahmed o.fl., komu fram áhrif kollagens úr marglyttusvampspallum á kóndrogenicity brjósks nautgripa [106]. Chondrogenicity er flókið ferli sem felur í sér útbreiðslu og aðgreiningu chondroprogenitors og útfellingu á utanfrumu fylki (ECM) [106]. Í þessari tilraun voru chondrocytes fengnar úr brjóskvef nautgripa sáð á marglyttu vinnupalla til að meta magn kollagenútfellingar, og rautt litarefni var notað til að fylgjast með innihaldi og stefnu kollagenþráða (Mynd 8)[106]. Þeir notuðu þrjá mismunandi ræktunarmiðla: innfæddan vef (óþroskað brjósk úr nautgripum) og brjóskvef úr nautgripum sem innihéldu æðarafrumur í nærveru og fjarveru umbreytandi vaxtarþáttur- 1 (TGF 1)[106]. Sýnt hefur verið fram á að TGF 1 er áhrifaríkur vaxtarþáttur í brjóskmyndun og er til staðar í miklu magni í heilbrigðu brjóski, en magn þess minnkar verulega í brjóski OA sjúklinga [106]. Niðurstöður litunar sýndu að í innfæddum nautgripavef eru kollagenþræðir aðallega staðsettir á yfirborði vefja, en í kondrógenræktun, bæði á yfirborði vefja og á dýpri svæðum, er útfelling kollagenþráða meira sýnilegt. Þar að auki stuðlaði viðbót TGF 1 við ræktunarmiðilinn enn frekar til að auka útfellingu kollagenþráða [106]. Samanlagt styðja núverandi gögn beitingu sjávarkollagens við endurnýjun brjósks.

4.Kostir og takmarkanir tengdar notkun sjávarkollagens

Sjávarauðlindir kollagens hafa marga kosti fram yfir landdýr og aðrar uppsprettur. Þeir eru ekki aðeins fáanlegir í gnægð, hafa engar trúarlegar takmarkanir og eru auðveldlega aðgengilegar, það hefur verið tilkynnt um fá eituráhrif við virka skammta [32,33]. Þetta er mikilvægt þar sem aðal uppspretta kollagens er frá nautgripum, sem eru í hættu á að smitast af mjög hættulegum kúariðu og smitandi heilahrörnun [29,35]. Til viðbótar við lofandi öryggissniðið er notkun sjávarkollagens umhverfisvæn. Húð, bein og hreistur eru miklir uppsprettur kollagens, en þeim er þó oft hent af sjávarafurðavinnslu[30]. Með því að nota sjávarkollagen minnkar nytsamleg úrgangur og engar frekari lífverur skaðast við einangrun kollagens. Ennfremur hefur kollagen margvísleg notkun á mörgum sviðum, svo sem lyfjagjöf, sáragræðslu, öldrun húðar og endurnýjun vefja. Sjávarkollagen var einnig sýnt fram á að vera eins áhrifaríkt og sýndarkollagen. Í dæminu sem nefnt er hér að ofan var sjávarkollagen eins áhrifaríkt og andoxunarefnið BHT sem nú er gefið [89]. Að auki sýndi annar samanburður á svampkollagenhimnu á móti pólýúretanhimnu við lækningu styrkgjafastaða að kollagennotkun jók marktækt sárgræðslugæði og stytti lækningatíma [107]. Sjávarkollagen er einnig vatnsrofið auðveldara en spendýrakollagen, sem gerir það hentugra til frekari vinnslu í peptíðafleiður [108]. Ennfremur hefur kollagen bæði uppbyggingu og hagnýta eiginleika sem gera það að náttúrulegu hvarfefni fyrir frumufestingu, vöxt og aðgreiningu [109]. Það er hins vegar mikilvægt að hafa í huga að þó að það sé smávægilegt þá eru einhverjar takmarkanir fyrir hendi. Sýnt hefur verið fram á að sjávarkollagen er minna hitastöðugt en kollagen úr nautgripum, þar sem það hefur færri prólín- og hýdroxýprólínleifar [10]. Auk þess hafa flestar rannsóknir rannsakað virkni sjávarkollagens in vitro eða í dýralíkönum; Hins vegar er þörf á fleiri rannsóknum sem rannsaka virkni og hugsanleg skaðleg áhrif sjávarkollagens á húð manna. Á heildina litið vega hinar fáu takmarkanir sjávarkollagens verulega upp af margvíslegum ávinningi þeirra.

5. Lokaorð

Í þessari umfjöllun er lögð áhersla á lífeðlisfræðilega notkun sjávarkollagens við sáragræðslu, gegn öldrun húðar og endurnýjun beina og brjósks. Það er augljóst að uppsprettur sjávarkollagens eru mun hagstæðari en uppsprettur landdýra. Sýnt hefur verið fram á hæfni sjávarkollagens til að stuðla að endurþekjumyndun húðar, æðamyndun, flutningi vefjafruma og almennt hraðari sársheiðni. Ennfremur eru öldrunaráhrif sjávarkollagens sem tengjast meiri teygjanleika húð og minnkun hrukku mjög efnileg fyrir snyrtivöruiðnaðinn. Ennfremur eru veruleg áhrif á forvarnir og meðferð beinþynningar með því að auka beinþéttni og steinefnaútfellingu einnig augljós. Beinatengdir sjúkdómar eins og beinþynning og OA geta haft neikvæð áhrif á lífsgæði manns. Sýnt var að sjávarkollagen og afleiður þess seinka og vernda gegn OA og draga þannig úr dánartíðni. Þess vegna ætti að halda áfram að rannsaka og uppgötva kollagenuppsprettur sjávar, þar sem þær hafa hingað til reynst afar gagnlegar.

Þessi grein er dregin út úr Mar. Drugs 2022, 20, 61. https://doi.org/10.3390/md20010061 https://www.mdpi.com/journal/marinedrug