首页 >> 新闻动态 >>行业动态 >> 高原胶原的科学探索:牦牛骨胶原蛋白肽在皮肤健康方面的研究进展
详细内容

高原胶原的科学探索:牦牛骨胶原蛋白肽在皮肤健康方面的研究进展


1785810883730907.gif

皮肤屏障并不是简单的表层覆盖结构,而是由角质层、细胞间脂质以及真皮基质共同构成的动态防御体系。一方面,它需要抵御紫外辐射、环境干燥以及外界刺激带来的持续影响;另一方面,也需要不断完成水分维持、组织更新和结构重塑。


当皮肤屏障功能受到破坏时,仅依靠表层补水往往难以改善长期状态。近年来,研究逐渐关注如何通过营养干预影响皮肤自身修复过程。其中,来源于高原牦牛骨的胶原蛋白肽,凭借其特有的氨基酸组成、可控分子量制备工艺以及多项实验研究证据,成为胶原蛋白功能研究中的一个重要方向。


1785810956654590.png


一、来自高原环境的胶原蛋白资源
牦牛长期生活于海拔3000米以上的青藏高原地区,长期面临高紫外辐射、低氧以及寒冷干燥环境的影响,在自然适应过程中,其骨骼和结缔组织形成了较为稳定的胶原结构体系。来自兰州大学的一项研究不同来源水解胶原蛋白进行了系统比较,指出目前常见鱼源胶原蛋白在实际应用中仍存在分子量分布不稳定、分子量与生物活性关系尚不明确,以及部分原料存在重金属风险等问题[1]。相比之下,研究显示,牦牛骨胶原蛋白含量可达到干重的21.5%,其中甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸等特征性氨基酸比例接近总氨基酸含量的50%[1]。其中,羟脯氨酸是维持胶原三螺旋结构稳定的重要组成部分,其含量与胶原纤维形成过程密切相关。此外,青藏高原牧场环境相对封闭,工业污染来源较少,在原料端有助于降低部分外源污染物引入风险[1],这些特点共同构成了牦牛骨胶原蛋白作为特色胶原来源的基础。


1785811037798422.png

图1:胶原蛋白口服液的分子量分布

不过,天然胶原蛋白属于大分子蛋白质,分子量通常超过100 kDa,直接摄入后难以充分发挥生物利用价值。因此,通过酶解技术将胶原蛋白转化为具有特定分子量范围的活性肽,是提升其功能价值的重要方式。兰州大学研究团队利用分子量控制技术制备了不同分子量范围的口服牦牛皮胶原蛋白(oral yak skin collagen,OYC),并进一步评价其对光老化皮肤的影响[1][2]。研究发现,不同分子量组分在生物活性方面存在明显差异,其中中等分子量牦牛皮胶原蛋白(MOYC,1 kDa<M<3 kDa)在促进光老化皮肤恢复方面表现更为突出[2]。这一结果提示,胶原肽的功能表现不仅取决于原料来源,也与酶解后形成的分子量分布密切相关。通过精准控制酶解过程,使活性肽段保持适宜结构特征,有助于兼顾吸收利用效率与生物活性

二、胶原肽对屏障功能的影响
皮肤屏障的重要作用之一,是维持角质层水分平衡。其中,经表皮水分流失(transepidermal water loss,TEWL)是评价皮肤屏障完整性的常用指标。在紫外线诱导的皮肤光老化过程中,角质层脂质结构受到破坏,天然保湿因子减少,导致皮肤锁水能力下降,TEWL水平升高。因此,改善TEWL水平以及提升皮肤水合状态,是评价皮肤屏障功能的重要参考指标。

兰州大学研究团队建立紫外线诱导的小鼠皮肤光老化模型,并连续给予MOYC干预8周。实验结果显示,与光老化模型组相比,MOYC干预后小鼠皮肤TEWL值明显下降,并逐渐恢复至接近正常对照组水平;同时,反映皮肤水合程度的皮肤电容值也得到显著改善[2]。进一步的皮肤成像分析显示,OYC干预能够减少光老化模型动物的皱纹形成,提高皮肤紧致度,并促进皮肤水分状态恢复[2]

1785811169630842.png

图2:DermaLab Combo定量评估不同分子量OYC对光老化皮肤修复的效果——真皮密度、水合度及TEWL

相关研究认为,胶原蛋白肽对皮肤水分状态的影响并非简单依赖表面覆盖作用,而可能与其分子结构特点有关。胶原肽中的亲水性氨基酸残基能够通过氢键作用结合水分子,提高组织对水分的保持能力;同时,其参与细胞外基质代谢的潜在作用,也可能进一步影响皮肤屏障结构维持。因此,牦牛骨胶原蛋白肽对皮肤水分状态的影响,体现出从水分保持到组织环境调节的综合作用
三、胶原代谢与组织重塑作用
皮肤的弹性和支撑能力主要依赖真皮层中的胶原网络,其中Ⅰ型胶原是皮肤中含量最高的结构蛋白,其含量和排列状态直接影响皮肤韧性与弹性。随着年龄增长以及紫外线长期刺激,皮肤中的活性氧水平升高,基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)表达增加,加速已有胶原纤维降解;与此同时,成纤维细胞合成新胶原的能力逐渐下降,最终导致真皮结构松散。

在牦牛骨胶原蛋白肽对光老化皮肤影响的研究中,兰州大学团队通过组织学染色观察发现,MOYC干预后的光老化小鼠皮肤真皮层胶原纤维面积比例明显增加,胶原断裂和碎片化现象减少,纤维排列结构更加完整[2]。进一步检测发现,MOYC组皮肤组织中的羟脯氨酸含量显著提高[2]。由于羟脯氨酸是胶原蛋白的重要特征性氨基酸,其含量变化通常用于评价胶原合成水平,因此该结果提示MOYC可能促进皮肤组织中胶原相关蛋白的生成和沉积。

1785811311477010.png

图3:Masson染色评估不同分子量OYC对光老化皮肤的修复效果(第2、4、6、8周)

从作用机制来看,牦牛骨胶原蛋白肽并不仅仅作为胶原合成所需的氨基酸来源,其特定分子量肽段还可能参与调节成纤维细胞活性以及细胞外基质代谢过程,从而帮助维持皮肤组织结构稳定。这种对胶原合成和组织环境的综合影响,是其区别于普通蛋白质补充的重要特点。
四、胶原活性肽对光损伤环境的影响
紫外线诱导产生的大量活性氧(reactive oxygen species,ROS)是皮肤光老化发生发展的重要因素之一。当ROS水平持续升高时,会引起脂质氧化、蛋白质损伤以及胶原降解,进一步影响皮肤屏障稳定性。因此,调节氧化应激状态,也是评价胶原活性肽皮肤健康作用的重要研究方向。近年来研究发现,来源于胶原蛋白的特定活性肽除提供氨基酸营养外,还可能具有一定的抗氧化活性。
江南大学的研究团队从牦牛骨胶原蛋白水解产物中筛选获得4条具有抗氧化潜力的活性肽,并通过DPPH自由基清除能力、Fe²⁺螯合能力、羟自由基清除能力以及ABTS阳离子自由基清除能力等实验对其活性进行了评价[4]。结果显示,4条活性肽均表现出较好的抗氧化能力,其中P1具有较强的DPPH自由基清除能力,清除率达到(50.36±0.33)%;P4表现出较好的Fe²⁺螯合能力,达到(45.99±0.32)%[4]。进一步稳定性研究发现,经体外模拟胃肠消化后,4条活性肽的DPPH自由基清除能力均提高至60%以上,在不同处理条件下仍能保持85%以上的清除能力,说明这些活性肽具有较好的稳定性[4]

1785811374818724.png

图4:四条牦牛骨胶原蛋白肽的抗氧化活性(Fe²⁺螯合、DPPH、ABTS、羟自由基清除)

在作用机制研究中,研究人员通过分子对接分析发现,P1、P2和P3能够通过氢键及范德华力与抗氧化通路中的关键调控蛋白Keap1结合,提示其可能参与调节细胞抗氧化防御机制。随后发表于《Journal of the Science of Food and Agriculture》的研究进一步验证了代表性抗氧化肽GGGPPGPM(P1)的作用,结果显示,该肽DPPH自由基清除率达到(83.42±3.07)%,Fe²⁺螯合能力达到(69.25±6.10)%,并能够通过调控Keap1/Nrf2信号通路减轻UVA诱导的氧化损伤[3]。在动物实验中,MOYC干预同样表现出调节氧化应激状态的作用,研究发现,经MOYC处理后,光老化小鼠皮肤组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,而脂质过氧化产物丙二醛(MDA)水平降低[2]。这些研究结果表明,牦牛骨胶原蛋白肽对皮肤健康的影响可能不仅局限于胶原相关营养补充,还涉及对氧化应激环境的调节,从而帮助维持皮肤组织稳态。
五、安全性评价与应用前景
对于应用于长期营养补充领域的胶原蛋白肽而言,安全性是评价其应用价值的重要基础。兰州大学研究团队针对不同分子量组分的牦牛皮胶原蛋白(OYC)开展了系统安全性评价。实验结果显示,在急性毒性和亚慢性毒性实验中,各分子量组OYC均未观察到明显不良反应,实验动物体重、脾脏指数以及胸腺指数均未出现异常变化[2]。此外,细胞实验结果也表明,OYC具有较低的细胞毒性,表现出较好的生物相容性[2]

1785811422586077.png

图5:胶原蛋白口服液的毒理学评价:体重、脾脏指数及胸腺指数
这些研究结果为牦牛骨胶原蛋白肽进一步应用于功能食品及营养健康领域提供了安全性依据。随着消费者对于皮肤健康管理的需求逐渐从外部护理向内在营养支持延伸,具有明确来源、可控制备工艺以及实验研究基础的胶原蛋白肽,正在成为皮肤健康营养研究的重要方向。未来,随着更多人体临床研究以及作用机制研究的深入,牦牛骨胶原蛋白肽在皮肤健康营养领域的应用价值仍有进一步探索空间。
六、从高原资源到皮肤健康营养探索

对于从高原环境下形成的胶原结构特点,到现代酶解技术实现的分子量精准控制,再到皮肤水分维持、胶原代谢调节以及氧化应激干预等多个层面的实验研究,牦牛骨胶原蛋白肽逐渐呈现出较为清晰的“结构基础—分子特征—生物作用”研究路径。现有研究表明,特定分子量范围的牦牛骨胶原蛋白肽能够在动物模型中改善光老化相关指标,包括降低经表皮水分流失(TEWL)、促进胶原纤维结构恢复、提高羟脯氨酸含量,并调节氧化应激相关指标。同时,来源于牦牛骨胶原的活性肽也展现出一定的自由基清除能力以及调控Keap1/Nrf2抗氧化通路的潜力。
这些研究为胶原蛋白肽从传统营养补充向皮肤健康管理领域拓展提供了新的科学依据。基于上述研究基础,泓九原生肽选择青藏高原优质牦牛骨作为原料来源,结合定向酶解、膜分离等现代生物制造技术,对胶原蛋白进行精细化加工,开发具有明确来源和工艺特点的牦牛骨胶原蛋白肽粉。通过对原料特性、分子结构以及功能研究的持续探索,未来牦牛骨胶原蛋白肽有望在皮肤健康营养领域发挥更大的应用价值。

参考文献

[1] 李娜. 特定分子量水解牦牛胶原蛋白的制备及其在皮肤/骨健康中的应用[D]. 兰州大学, 2024.
[2] 么林妍, 肖建喜等. Molecular weight-controllable oral yak skin collagen for enhanced healing of photoaged skin[J]. Collagen and Leather, 2025.
[3] Wang ZJ, Xu PF, Hu B, et al. A yak bone collagen-derived antioxidant peptide with excellent stability alleviates UVA-induced photoaging by activating the Keap1/Nrf2 signaling pathway[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2025, 105(12):6362-6374.
[4] 王子俊, 徐鹏飞, 朱天晴, 胡博, 顾正华, 辛瑜, 郭忠鹏, 郭自涛, 张梁. 牦牛骨胶原蛋白肽的抗氧化活性验证、稳定性评估及机制分析[J]. 食品与发酵工业, 2025, 51(19):126-134.

“版权归原作者平台所有,如有侵权请联系删除,谢谢”


联系我们

地址:

山东省济南市槐荫区经十路28988号乐梦公寓3号楼2703室

电话:18668927855

邮箱:350236864@qq.com

手机站


Copyright 2022 . 山东中食信康生物科技有限公司 . All rights reserved


技术支持: 全企网 | 管理登录
seo seo