1. Cos'è il collagene?
Il collagene, la proteina più abbondante del corpo umano, svolge un ruolo importante nella struttura dei tessuti connettivi: cartilagini, tendini, legamenti, ossa, pelle... Questa proteina fibrillare agisce come una maglia e garantisce la coesione, l'elasticità e la rigenerazione dei tessuti (1).
Esistono molti tipi di collagene, ma predominano tre categorie:
- Il collagene di tipo I, il più abbondante nei vertebrati (90%), che forma la pelle, i tendini e il tessuto osseo.
- Il collagene di tipo II, che forma le cartilagini.
- Il collagene di tipo III, che forma i muscoli e le pareti dei vasi sanguigni.
Nota per le sue proprietà antirughe, questa proteina ha anche altri usi interessanti.
2. Perché assumere integratori?
A partire dai 25 anni, la qualità e la quantità di collagene prodotta dall'organismo si alterano lentamente. Dopo i 40 anni, la sintesi di collagene diminuisce dell'1% all'anno e, intorno agli 80 anni, la composizione corporea in collagene può ridursi del 75% rispetto a un adulto giovane (2, 3).
Questo deterioramento fisiologico è intimamente legato all'età, a fattori genetici o anche a fattori ambientali (raggi solari, inquinamento, radicali liberi indotti da una cattiva pratica sportiva..., cattiva alimentazione, fumo, alcol, malattie).
Quando si assume un integratore di collagene idrolizzato, non si tratta di ingerire "frammenti di collagene" che sostituiscano il collagene difettoso, ma di apportare molecole di collagene idrolizzato che stimolino le vie di segnalazione cellulare responsabili della produzione naturale di collagene da parte del nostro stesso organismo.
3. Come viene sintetizzato il collagene?
Il collagene viene prodotto a partire dal pre-collagene nelle cellule cartilaginee (condrociti), nelle cellule ossee (osteoblasti) o anche nei fibroblasti della pelle. Successivamente, questo pre-collagene viene tagliato, allungato, unito in catena ed espulso.
Il collagene è una proteina composta da tre catene di mille aminoacidi ciascuna che si avvolgono per formare una tripla elica che si organizza in fibre resistenti. Si potrebbe paragonarlo a un grande "scoubidou" (un tipo di intreccio). Gli aminoacidi che lo compongono sono principalmente glicina, prolina, idrossiprolina, lisina e idrossilisina.
L'assemblaggio delle proteine tra loro dipende dalla presenza di idrossiprolina. In assenza di questo amminoacido, la tripla elica è instabile. L'idrossilazione (aggiunta di un gruppo idrossilico -OH) della prolina dipende a sua volta dalla presenza di Vitamina C. Per questo motivo, la carenza di Vitamina C porta a una sintesi difettosa del collagene, causando un indebolimento dei vasi sanguigni, dei tendini e della pelle, che si traduce in una malattia che ha afflitto le grandi spedizioni marittime tra il XV e il XVIII secolo: lo scorbuto.
4. Cos'è il collagene idrolizzato o i peptidi di collagene?
Il collagene idrolizzato è una miscela di molecole di collagene tagliate (peptidi).
Utilizzato da molto tempo, specialmente nell'industria agroalimentare, il collagene nativo è difficilmente assorbito dalla barriera intestinale. Per ovviare a questo difetto, viene effettuato un "taglio" delle molecole di collagene chiamato idrolisi. L'idrolisi permette di ottenere piccoli segmenti proteici a basso peso molecolare chiamati "peptidi", che sono assimilabili nel tratto gastrointestinale e disponibili per il nostro organismo.
Le proprietà del collagene idrolizzato dipendono dal suo assorbimento, che a sua volta è determinato da diversi fattori:
- L'origine del tessuto fonte: il collagene di tipo I può essere estratto da diverse fonti animali (bovina, suina, ittica), ma la principale fonte di estrazione è quella bovina per la sua disponibilità e biocompatibilità.
- Il peso molecolare. Diversi studi suggeriscono che il collagene idrolizzato a basso peso molecolare abbia una maggiore biodisponibilità rispetto ad altri grazie alla sua miscibilità, il che lo rende più assimilabile a livello intestinale (4). Ad esempio, i collageni idrolizzati con un peso molecolare medio di 2000 Da aumentano l'attività osteoblastica in modo più efficace rispetto a quelli composti da peptidi con un peso medio di 6000 Da (5).
Il nostro sistema digestivo è in grado di frammentare a sua volta il collagene idrolizzato in piccoli peptidi di aminoacidi. Questi di- o tripeptidi composti in gran parte da glicina, prolina e idrossiprolina (6) attraversano la mucosa intestinale con l'aiuto di un trasportatore verso il sangue circolante, dove possono essere misurati nell'ora successiva alla loro ingestione (7). Questi aminoacidi circolanti agiranno quindi sulle cellule dei diversi tessuti che contengono collagene (tendini, ossa, cartilagini, pelle, ecc.). È stato dimostrato nei topi che i componenti del collagene idrolizzato, marcati con radioattività, si accumulano nella cartilagine (8), nel midollo osseo o nella pelle (9), dove esercitano direttamente il loro effetto biologico.
5. Come si ottiene il collagene idrolizzato?
I collageni idrolizzati si ottengono a partire da tessuti animali di origine bovina, suina o ittica. Il processo di fabbricazione si divide in tre fasi essenziali:
- Il pretrattamento della materia prima e l'eliminazione delle impurità.
- L'estrazione chimica (idrolisi basica o acida) o mediante un processo enzimatico. Il trattamento enzimatico, più innovativo, è più efficace (6) e si traduce in un prodotto finale di migliore qualità. Il risultato permette di ottenere peptidi di collagene con un peso molecolare compreso tra 2000 e 6000 dalton.
- La raffinazione del prodotto (filtrazione, chiarificazione, evaporazione, sterilizzazione, essiccazione, triturazione e setacciatura) per ottenere un prodotto finale di qualità.
Il collagene è un prodotto agroalimentare comune senza effetti nocivi a lungo termine ed è riconosciuto come GRAS (Generally Recognised as Safe) dalla Food and Drug Administration (FDA).
NUTRIPURE ha scelto un collagene bovino a basso peso molecolare (2000 Da), il PEPTAN®, estratto da Rousselot, che offre una garanzia al consumatore.
6. Il ruolo del collagene nel sistema muscoloscheletrico
Il collagene svolge un ruolo essenziale nella struttura ossea, tendinea e cartilaginea: la salute del nostro collagene gioca, pertanto, un ruolo fondamentale nel mantenimento di una buona mobilità articolare, sia che siamo sportivi sia che siamo persone anziane.
A. MUSCOLO - TENDINE - ARTICOLAZIONI negli sportivi
Un recente consenso del Comitato Olimpico Internazionale si è espresso sugli integratori alimentari per gli atleti di alto livello (10) e suggerisce che l'integrazione con collagene idrolizzato possa essere benefica per gli atleti, in quanto modula la sintesi di collagene (7) e riduce i dolori tendinei e articolari (11, 12).
TENDINE:
La glicina, il componente più abbondante del collagene idrolizzato, modulerebbe l'organizzazione della matrice di collagene, il rimodellamento delle cellule tendinee e la disponibilità dei precursori del collagene (13). Da un punto di vista clinico, modificherebbe le proprietà e l'infiammazione tendinea (14).
L'apporto di collagene idrolizzato potrebbe cambiare la struttura delle fibre di collagene, così come la composizione dei proteoglicani (15).
L'integrazione orale con collagene idrolizzato potrebbe accelerare i benefici della fisioterapia di rafforzamento muscolare in pazienti con tendinopatia d'Achille (16), come suggerito in uno studio condotto nel 2019.
Uno studio descrive anche gli effetti del collagene idrolizzato sull'instabilità articolare cronica di origine legamentosa che può verificarsi in seguito a una distorsione della caviglia. Uno studio in doppio cieco randomizzato con 50 atleti ha indagato l'effetto di un'integrazione di 5 g/giorno di collagene idrolizzato per 6 mesi per migliorare l'instabilità articolare cronica della caviglia (17). Dopo i 6 mesi di follow-up, la percezione di instabilità si era ridotta nel gruppo che ha ricevuto collagene idrolizzato, così come il rischio di subire una nuova lesione tendinea.
L'effetto benefico dei peptidi di collagene nei pazienti che soffrono di tendinopatia (18) sembra promettente.
DOLORE:
I peptidi di collagene potrebbero avere un effetto positivo sulle articolazioni degli atleti che non soffrono di artrosi, ma che sono affetti da sovraccarico. Uno studio randomizzato in doppio cieco condotto su 147 atleti per 24 settimane ha analizzato l'effetto del collagene idrolizzato sul dolore articolare valutato tramite una scala analogica visiva. Il gruppo che ha ricevuto un integratore quotidiano di 10 g/giorno di peptidi di collagene ha riscontrato un miglioramento del dolore e del fastidio articolare rispetto al gruppo placebo. Tuttavia, questo studio presentava dei limiti legati a un numero significativo di perdite di follow-up e a un'analisi statistica di bassa qualità (19).
MUSCOLO:
Il collagene è ricco di glicina e arginina, aminoacidi essenziali per la sintesi della creatina (20). Pertanto, il collagene idrolizzato potrebbe partecipare alla costruzione della massa muscolare.
Al fine di trovare una spiegazione all'effetto del collagene idrolizzato sull'anabolismo muscolare, nel 2015 è stato condotto uno studio (21) su uomini di età superiore ai 65 anni che presentavano sarcopenia (perdita di massa muscolare) legata all'età avanzata. Per tre mesi, 53 pazienti hanno eseguito esercizi di rafforzamento muscolare insieme a un integratore proteico, associato o meno a un'assunzione di collagene idrolizzato alla dose di 15 g/giorno. Dopo 12 settimane, gli uomini che assumevano collagene, oltre a svolgere esercizio fisico e assumere proteine, hanno sperimentato un aumento più significativo della loro massa muscolare. Tuttavia, questo studio può essere criticato per l'assunzione concomitante di proteine, che può indurre un fattore di confusione statistica, così come per il ridotto numero di pazienti inclusi.
Sono stati eseguiti altri lavori per studiare l'effetto del collagene idrolizzato sul recupero e sull'aumento della massa muscolare negli sportivi.
Uno studio pubblicato nel 2019 (22) analizzava l'impatto del collagene idrolizzato sul recupero dopo lo sforzo fisico. Su 24 pazienti che hanno assunto un integratore di 20 g/giorno di collagene idrolizzato (PEPTAN) per 7 giorni prima e 2 giorni dopo uno sforzo intenso (salti), è stata osservata una diminuzione del dolore muscolare e un miglioramento nel recupero.
L'integrazione con collagene idrolizzato durante un esercizio di resistenza influenzerebbe la composizione proteica muscolare e potrebbe aumentare la massa magra e la forza muscolare (23).
L'effetto del collagene idrolizzato sulla massa muscolare sembra interessante, specialmente negli atleti e nelle persone anziane.
B. ARTROSI
Negli anni '80 sono stati condotti diversi studi per analizzare l'effetto del collagene nel trattamento dell'artrosi.
Il collagene idrolizzato ridurrebbe il dolore articolare e migliorerebbe la mobilità nei pazienti affetti da artrosi. Il meccanismo d'azione sulla matrice cartilaginea non è ancora chiaramente stabilito, ma esistono numerose ipotesi che si stanno consolidando con il progredire delle scoperte scientifiche:
- Effetto stimolante sui condrociti (24).
- Effetto sugli enzimi di degradazione della cartilagine (le metalloproteasi) e sulla rigenerazione del collagene (25).
- Effetto stimolante e modifica nella composizione dei proteoglicani (26).
Nel 2000, un primo studio condotto sull'uomo ha menzionato l'effetto benefico del collagene idrolizzato in pazienti con artrosi grave (27).
Recentemente, uno studio clinico controllato randomizzato multicentrico (28) di qualità ha menzionato l'efficacia del collagene idrolizzato sulle articolazioni. Per 6 mesi, 250 soggetti che soffrivano di artrosi al ginocchio hanno ricevuto un integratore quotidiano di 10 g di peptidi di collagene. Al termine dello studio, è stata osservata una diminuzione del dolore e un miglioramento della funzionalità articolare nel gruppo che aveva ricevuto l'integrazione di collagene idrolizzato. L'effetto è stato ancora più evidente nei casi in cui il deterioramento della cartilagine era significativo e l'apporto proteico era basso.
Il collagene fa parte dell'arsenale molecolare che potrebbe essere proposto per il trattamento dell'artrosi (29, 30).
C. DENSITÀ MINERALE OSSEA
Dati i suoi effetti sul tessuto osseo, il collagene idrolizzato è stato studiato al fine di ridurre la progressione dell'osteoporosi.
L'osteoporosi è una perdita di massa ossea caratterizzata da una diminuzione della densità minerale ossea (DMO) associata a un'alterazione della microarchitettura dell'osso, che provoca un aumento del rischio di fratture. La menopausa è, nelle donne, il principale fattore che favorisce la demineralizzazione ossea.
Uno studio traslazionale pubblicato nel 2019 ha dimostrato che il collagene idrolizzato ha un impatto diretto sul comportamento delle cellule ossee sia negli esseri umani che in un modello murino. Inoltre, è stata osservata una riduzione della demineralizzazione ossea nei topi integrati con collagene idrolizzato (5).
Sebbene diversi studi menzionino l'influenza del collagene sul metabolismo osseo, il meccanismo d'azione sulle cellule ossee non è ancora stato precisato:
- Effetto sulla differenziazione delle linee cellulari osteoblastiche (31) tramite segnali molecolari: via delle MAP chinasi (32), citochine, fattori di crescita... che modulano l'espressione dei geni di sintesi del collagene.
- Azione sul dialogo tra osteoblasti e osteoclasti (5). In vivo e in vitro, la presenza di collagene idrolizzato stimolerebbe l'attività osteoblastica e quindi la formazione ossea, inibendo allo stesso tempo l'attività di riassorbimento degli osteoclasti. Favorendo la fase di formazione ossea, il collagene idrolizzato ingerito inibirebbe la perdita ossea e aumenterebbe la resistenza alla frattura delle ossa.
Nel 2014, uno studio clinico (33) ha indagato gli effetti dell'integrazione di collagene idrolizzato associato a calcio e vitamina D3 in 39 donne in menopausa. La perdita di massa ossea a 12 mesi è risultata meno pronunciata nel gruppo che ha ricevuto peptidi di collagene, suggerendone l'efficacia in combinazione con un integratore di vitamina D e calcio. Tuttavia, il ridotto numero di soggetti studiati in questo studio rendeva difficile l'estrapolazione dei risultati alla popolazione generale.
Nel 2018, Koning ha riferito sull'effetto benefico del collagene idrolizzato sulla massa ossea di pazienti in menopausa. Questo studio clinico randomizzato (34) di buona qualità statistica ha studiato la formazione e la densità minerale ossea in 131 pazienti in menopausa dopo 12 mesi di integrazione con 5 g/giorno. Dopo 12 mesi, la densità minerale ossea della colonna vertebrale e della testa femorale delle pazienti che hanno ricevuto collagene idrolizzato è aumentata. Inoltre, i marcatori biologici del turnover osseo indicavano un rimodellamento favorevole all'osteoformazione. Uno dei limiti di questo studio è stata l'assunzione concomitante non controllata di calcio e vitamina D, che potrebbe aver agito come fattore confondente.
L'effetto del collagene idrolizzato sulla matrice ossea sembra interessante, specialmente nelle donne in menopausa, e merita ulteriori studi per stabilire raccomandazioni per la popolazione.
7. Il collagene e la bellezza
A. Pelle
I peptidi di collagene sono nutricosmetici utilizzati per la salute della pelle. In studi preclinici, sono stati dimostrati diversi effetti del collagene idrolizzato sulla pelle:
- Effetto sulla produzione di acido ialuronico da parte dei fibroblasti della pelle (35).
- Effetto sulla sintesi proteica delle molecole di collagene (36), sulla produzione di fibrille di collagene dense e robuste (37) e sulla crescita dei fibroblasti (38).
Secondo uno studio condotto nel 2014 (39) su un gruppo di donne tra i 35 e i 55 anni, il consumo di collagene idrolizzato migliorerebbe l'elasticità della pelle e ridurrebbe le rughe del contorno occhi dopo 8 settimane di integrazione (40).
Uno studio pilota ha analizzato l'idratazione della pelle in 33 pazienti dopo un'integrazione di 10 g/giorno di collagene idrolizzato per 2 mesi (41). I peptidi di collagene (PEPTAN®) migliorerebbero l'idratazione della pelle del 16% dopo 4 settimane e del 28% dopo 8 settimane.
È stato condotto uno studio randomizzato, monocentrico e controllato (41) per studiare i parametri dell'invecchiamento cutaneo. Per 12 settimane, 106 pazienti hanno ricevuto quotidianamente 10 g di placebo (n=52) o 10 g di peptidi di collagene PEPTAN® (n=54). Sono stati osservati diversi effetti nel gruppo che ha ricevuto l'integratore PEPTAN®:
- Aumento della densità del collagene nel derma.
- Riduzione della frammentazione e alterazione del collagene nel derma.
- Aumento del contenuto di collagene e glicosaminoglicani della pelle.
Il collagene idrolizzato potrebbe essere interessante per il trattamento dell'invecchiamento cutaneo.
B. Cellulite
La cellulite si traduce in un accumulo di grasso, generalmente nelle cosce o nei glutei, che conferisce alla pelle un aspetto a cuscinetti, spesso definito "pelle a buccia d'arancia".
Uno studio randomizzato condotto nel 2015 (42) ha mostrato un miglioramento nella texture della pelle in un gruppo di donne tra i 24 e i 50 anni con peso normale o sovrappeso che hanno assunto un integratore di 2,5 g/giorno di peptidi di collagene per 6 mesi.
Sebbene questo studio sia evidentemente insufficiente per trarre conclusioni definitive, apre tuttavia la strada e la riflessione sull'utilità di un integratore di collagene per ridurre gli effetti della cellulite.
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