膠原蛋白生物學(xué)功能與應(yīng)用

（1）細(xì)胞－基質(zhì)間的相互作用

膠原蛋白是細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分，作為細(xì)胞生長的依附與支架，能誘導(dǎo)上

皮細(xì)胞等的增殖分化和移植，起支撐器官和保護(hù)肌體的重要機(jī)能。膠原基材料與

宿主細(xì)胞及組織之間良好的相互作用，成為細(xì)胞與組織正常生理功能的一部分。

膠原蛋白與其他成分以特定的形式排列結(jié)合形成細(xì)胞外間質(zhì)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種

結(jié)構(gòu)對細(xì)胞起到錨定和支持作用，并為細(xì)胞的增殖生長提供適當(dāng)?shù)奈h(huán)境。在生

理或病理機(jī)制的調(diào)控下，膠原蛋白有機(jī)地參與細(xì)胞遷移和代謝，從而使細(xì)胞更準(zhǔn)

確地發(fā)揮其功能。

膠原在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用包括：有利于創(chuàng)面的愈合和燒傷的修復(fù)、整形、皮膚及

神經(jīng)生長以及血管瓣膜手術(shù)等等。有研究表明注射合成膠原結(jié)合肽的凝膠不僅可

以在體內(nèi)還可以在體外增強(qiáng)成骨作用；試驗(yàn)證明，通過I型膠原處理后的

ADAMTS-1可提高成骨細(xì)胞的三維生長。實(shí)驗(yàn)證明將可吸收膠原海綿與人類基

本成纖維細(xì)胞生長因子重組體結(jié)合，可促進(jìn)鼠坐骨神經(jīng)的再生。如可以將這一成

果應(yīng)用到人類，將會是坐骨神經(jīng)痛病患者的福音。

（2）止血、創(chuàng)傷愈合機(jī)能

天然的膠原聚集體是良好的止血劑，血小板首先粘附在膠原表面誘導(dǎo)血小板

釋放，隨后血小板開始聚集并產(chǎn)生最終止血栓。膠原使血小板凝聚的能力似乎來

源于游離的氨基，尤其是賴氨酸側(cè)鏈氨基，因此，封閉膠原側(cè)鏈羧基，不會造成

凝聚能力的明顯下降，不過會減弱膠原促使血漿結(jié)塊的作用。膠原的天然結(jié)構(gòu)尤

其是足夠發(fā)達(dá)的四級結(jié)構(gòu)，是膠原具有凝聚能力的基礎(chǔ)。用膠原制備的凝血材料，

比如膠原／殼聚糖復(fù)合膜的止血性能比明膠等一般材料好得多。試驗(yàn)證明利用

BioGHK與膠原基質(zhì)結(jié)合的方法對治療糖尿病患者的創(chuàng)傷愈合非常有效。作為止

血劑使用的膠原，可以是粉狀、扁狀及海綿狀等多種物理形態(tài)。與膠原類止血材

料相競爭的有纖維素、明膠和纖維衍生物，后者優(yōu)勢是價格較低，但是膠原的止

血效果更好。試驗(yàn)證明以膠原為基礎(chǔ)制成的吻合器對股動脈穿刺術(shù)后傷口的愈合

效率高而且并發(fā)癥低。

（3）作用

膠原含有其它蛋白質(zhì)所沒有的羥基賴氨酸，因而營養(yǎng)十分豐富。明膠和膠原

多肽作為膠原蛋白的降解產(chǎn)物，同樣具有很多優(yōu)良的性能。膠原多肽的氨基

酸種類豐富，蛋白質(zhì)含量高，不含脂肪，符合人們對“低脂高蛋白”的食品需求，

已有大量研究表明，膠原多肽可以在腸道直接被吸收，肽類和氨基酸以不同的途

徑被吸收，而且肽類比氨基酸具有有速度快、耗能低、不易飽和，且各種肽之間

運(yùn)轉(zhuǎn)無競爭性與抑制性等特點(diǎn)。研究表明膠原蛋白可以降低血甘油三酯和膽固

醇，并可增高體內(nèi)某些缺乏的必需微量元素，維持穩(wěn)態(tài)。是一種理想的減肥降血

脂食品。同時膠原蛋白有加速血紅蛋白和紅細(xì)胞生成的功效，它具有改善循環(huán)、

對冠心病、缺血性腦病有利。膠原蛋白中的大量甘氨酸，在內(nèi)不僅參與合成

膠原．而且還是大腦細(xì)胞中是一種中樞神經(jīng)抑制性遞質(zhì)，以產(chǎn)生對中樞神經(jīng)的鎮(zhèn)

靜作用，對焦慮癥、神經(jīng)衰弱等有良好的治療作用。膠原蛋白食品．在胃里可以

抑制蛋白質(zhì)因胃酸作用引起的凝聚作用，從而有利于食物的消化；還有抑制胃酸

和胃原酶分泌的作用，可減輕胃潰瘍患者疼痛，促進(jìn)胃潰瘍愈合。膠原蛋白還可

以作為一種補(bǔ)鈣的食品，因?yàn)檠獫{中來自膠原蛋白的羥脯氨酸是將血漿中的

鈣運(yùn)輸?shù)焦羌?xì)胞的運(yùn)載工具，因此攝入足夠的膠原蛋白，就能在一定程度上保證

正常的鈣質(zhì)需要量，如缺乏膠原則補(bǔ)更多的鈣也達(dá)不到營養(yǎng)及治療效果。

（4）增強(qiáng)皮膚代謝機(jī)能

蛋白質(zhì)是生物體中最主要的組成物質(zhì)，就連的皮膚、毛發(fā)等都是由蛋白

質(zhì)組成。此外，蛋白質(zhì)幾乎主導(dǎo)著生物界全部的生命活動，如消化吸收、：細(xì)胞

增殖生長、新陳代謝、傳遞信息，以及對疾病的抵抗能力．都是依賴蛋白質(zhì)來完

成的。由于膠原蛋白及其水解物與人皮膚膠原的結(jié)構(gòu)相似．相容性好。存在著離

子鍵、氫鍵等．同時還含有大量羥基氨基和援基，膠原的這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予了

它在化妝品上有極大的作用。

營養(yǎng)性。膠原含有18種氨基酸．可以給予皮膚層所必需的養(yǎng)分，使皮膚中的

膠原蛋白活性加強(qiáng)。

修復(fù)性。膠原蛋白和周圍組織的親和性很好，從而具有修復(fù)組織的作用。

保濕性。由于膠原蛋白分子中含有大量的親水基，使之具有良好的保濕功

效．能夠達(dá)到保持皮膚潤澤的目的。

配伍性。膠原蛋白具有調(diào)節(jié)和穩(wěn)定pH值、穩(wěn)定泡沫、化膠體的作用。同

時，作為一種功能性成分，在化妝品中可以減輕各種表面活性劑、酸、堿等刺激

性物質(zhì)對皮膚、毛發(fā)的損害。

親和性。膠原蛋白對皮膚和頭發(fā)表面的蛋白質(zhì)分子有較大的親和力，膠原蛋

白主要通過物理吸附與皮膚和頭發(fā)結(jié)合，能耐漂洗處理。親和作用隨相對分子質(zhì)

量的增大而增強(qiáng)。相對分子質(zhì)量小的分子可以滲入皮膚和頭發(fā)的表皮，有時還可

以透過皮質(zhì)層，達(dá)到營養(yǎng)皮膚的作用。此外，膠原蛋白溶液還有很強(qiáng)的抗輻射作

用。保護(hù)皮膚免受太陽輻射作用