1. Che cos'è il collagene?
Il collagene, la proteina più abbondante nel corpo umano, svolge un ruolo importante nella struttura dei tessuti connettivi: cartilagine, tendini, legamenti, ossa, pelle, ecc. Questa proteina fibrillare agisce come una rete e garantisce la coesione, l'elasticità e la rigenerazione dei tessuti (1). Esistono molti tipi di collagene, ma predominano tre categorie:
- Collagene di tipo I, il più abbondante nei vertebrati (90%), che forma la pelle, i tendini e il tessuto osseo.
- Collagene di tipo II, che forma la cartilagine.
- 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 interessanti utilizzi.
2. Perché assumere integratori?
A partire dai 25 anni, la qualità e la quantità di collagene prodotto dall'organismo si deteriorano lentamente. Dopo i 40 anni, la sintesi di collagene diminuisce dell'1% all'anno e, all'età di 80 anni, la composizione corporea del collagene può diminuire del 75% rispetto a un giovane adulto (2, 3). Questo declino fisiologico è strettamente legato all'età, a fattori genetici e persino a fattori ambientali (raggi solari, inquinamento, radicali liberi indotti da scarsa pratica sportiva, cattiva alimentazione, fumo, alcol e malattie).
Quando si assume un integratore di collagene idrolizzato, non si ingeriscono semplicemente "frammenti di collagene" che sostituiscono il collagene difettoso, ma si forniscono molecole di collagene idrolizzato che stimolano i percorsi di segnalazione cellulare responsabili della produzione naturale di collagene nel nostro corpo.
3. Come viene sintetizzato il collagene?
Il collagene viene prodotto a partire dal precollagene presente nelle cellule cartilaginee (condrociti), nelle cellule ossee (osteoblasti) o persino nei fibroblasti cutanei. Questo precollagene viene poi tagliato, allungato, legato ed escreto.
Il collagene è una proteina composta da tre catene di mille amminoacidi ciascuna, avvolte a formare una tripla elica organizzata in fibre resistenti. Potrebbe essere paragonato a un grande "scoubidou". I suoi amminoacidi costituenti sono principalmente glicina, prolina, idrossiprolina, lisina e idrossilisina.
L'assemblaggio delle proteine dipende dalla presenza di idrossiprolina. In assenza di questo amminoacido, la tripla elica è instabile. L'idrossilazione (aggiunta di un gruppo ossidrilico -OH) della prolina dipende a sua volta dalla presenza di vitamina C. Pertanto, una carenza di vitamina C porta a una ridotta sintesi di collagene, che causa l'indebolimento di vasi sanguigni, tendini e pelle, con conseguente sviluppo di una malattia che affliggeva le grandi spedizioni marittime condotte tra il XV e il XVIII secolo: lo scorbuto.
4. Cosa sono il collagene idrolizzato o i peptidi di collagene?
Il collagene idrolizzato è una miscela di molecole di collagene tagliate (peptidi).
Utilizzato da tempo, soprattutto nell'industria agroalimentare, il collagene nativo è scarsamente assorbito dalla barriera intestinale. Per superare questo difetto, le molecole di collagene vengono "tagliate" tramite idrolisi. L'idrolisi produce piccoli segmenti proteici a basso peso molecolare chiamati "peptidi", che vengono assimilati nel tratto gastrointestinale e resi disponibili al nostro organismo.
Le proprietà del collagene idrolizzato dipendono dal suo assorbimento, che a sua volta è determinato da diversi fattori:
- Origine del tessuto di origine: il collagene di tipo I può essere estratto da diverse fonti animali (bovino, suino, pesce), ma la principale fonte di estrazione è quella bovina per la sua disponibilità e biocompatibilità.
- Peso molecolare. Diversi studi suggeriscono che il collagene idrolizzato a basso peso molecolare abbia una maggiore biodisponibilità rispetto ad altri tipi di collagene grazie alla sua miscibilità, che lo rende più facilmente 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 ai composti peptidici con un peso medio di 6000 Da (5).
Il nostro apparato digerente è in grado di scomporre il collagene idrolizzato in piccoli peptidi amminoacidici. Questi di- o tripeptidi, composti in gran parte da glicina, prolina e idrossiprolina (6), attraversano la mucosa intestinale con l'aiuto di un trasportatore nel sangue circolante, dove possono essere misurati entro un'ora dall'ingestione (7). Questi amminoacidi circolanti agiscono quindi sulle cellule dei vari tessuti contenenti collagene (tendini, ossa, cartilagine, pelle, ecc.). È stato dimostrato nei topi che i componenti radioattivi del collagene idrolizzato 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 sono ottenuti da tessuti animali di origine bovina, suina o persino ittica. Il processo di produzione si articola in tre fasi essenziali:
- Pretrattamento delle materie prime e rimozione delle impurità.
- Estrazione chimica (idrolisi basica o acida) o processo enzimatico. Il trattamento enzimatico più innovativo è più efficace (6) e si traduce in un prodotto finale di qualità superiore. Il risultato sono peptidi di collagene con un peso molecolare compreso tra 2000 e 6000 dalton.
- Raffinazione del prodotto (filtrazione, chiarificazione, evaporazione, sterilizzazione, essiccazione, macinazione e setacciatura) per ottenere un prodotto finale di qualità.
Il collagene è un prodotto alimentare agricolo comune, privo di effetti nocivi a lungo termine, ed è riconosciuto come GRAS (Generally Recognized as Safe) dalla Food and Drug Administration (FDA). NUTRIPURE ha scelto un collagene bovino a basso peso molecolare (2000 Da), PEPTAN®, estratto da Rousselot, che garantisce il consumatore.
6. Il ruolo del collagene nel sistema muscolo-scheletrico
Il collagene svolge un ruolo essenziale nella struttura di ossa, tendini e cartilagini: la salute del nostro collagene gioca quindi un ruolo fondamentale nel mantenimento di una buona mobilità articolare, che siamo atleti o anziani.
A. MUSCOLO - TENDINE - ARTICOLAZIONI negli atleti
Un recente consenso del Comitato Olimpico Internazionale si è espresso sugli integratori alimentari per gli atleti di alto livello (10) e presume che l'integrazione con collagene idrolizzato possa essere benefica per gli atleti, poiché modula la sintesi del collagene (7) e riduce il dolore ai tendini e alle articolazioni (11,12).
TENDINE:
La glicina, il componente più abbondante del collagene idrolizzato, modulerebbe l'organizzazione della matrice collagenica, il rimodellamento delle cellule tendinee e la disponibilità dei precursori del collagene (13). Dal punto di vista clinico, modificherebbe le proprietà tendinee e l'infiammazione (14).
Il contributo del collagene idrolizzato potrebbe modificare 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 nei pazienti con tendinopatia di Achille (16), come suggerito in uno studio del 2019.
Uno studio descrive anche gli effetti del collagene idrolizzato sull'instabilità articolare cronica di origine legamentosa che può verificarsi dopo una distorsione alla caviglia. Uno studio randomizzato, in doppio cieco, condotto su 50 atleti ha indagato l'effetto dell'integrazione di 5 g/die di collagene idrolizzato per 6 mesi sul miglioramento dell'instabilità articolare cronica della caviglia (17). Al follow-up di 6 mesi, la percezione di instabilità era stata ridotta nel gruppo che riceveva collagene idrolizzato, così come il rischio di subire una nuova lesione tendinea.
L'effetto benefico dei peptidi di collagene nei pazienti affetti da tendinopatia (18) appare promettente.
DOLORE:
I peptidi di collagene possono avere un effetto positivo sulle articolazioni degli atleti che non soffrono di osteoartrite ma che sono sottoposti a sforzi eccessivi. Uno studio randomizzato, in doppio cieco, della durata di 24 settimane, condotto su 147 atleti ha esaminato l'effetto del collagene idrolizzato sul dolore articolare valutato utilizzando una scala analogica visiva. Il gruppo che ha ricevuto un'integrazione giornaliera di 10 g/die di peptidi di collagene ha notato un miglioramento del dolore e del fastidio articolare rispetto al gruppo placebo. Tuttavia, questo studio è stato influenzato da un numero significativo di perdite al follow-up e da un'analisi statistica di scarsa 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.
Per 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) correlata all'età avanzata. Per tre mesi, 53 pazienti hanno eseguito esercizi di rafforzamento muscolare insieme a un integratore proteico, associato o meno all'assunzione di collagene idrolizzato alla dose di 15 g/die. Dopo 12 settimane, gli uomini che hanno assunto collagene, oltre all'esercizio fisico e alle 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 confondimento statistico, nonché per il piccolo numero di pazienti inclusi.
Sono stati condotti altri studi per analizzare l'effetto del collagene idrolizzato sul recupero e sull'aumento della massa muscolare negli atleti.
Uno studio pubblicato nel 2019 (22) ha analizzato l'impatto del collagene idrolizzato sul recupero dopo uno sforzo fisico. In 24 pazienti che hanno assunto un integratore di 20 g/die di collagene idrolizzato (PEPTAN) per 7 giorni prima e 2 giorni dopo uno sforzo intenso (salto), è stata osservata una diminuzione del dolore muscolare e un miglioramento del recupero.
L'integrazione con collagene idrolizzato durante l'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, soprattutto negli atleti e nelle persone anziane.
B. ARTROSI
Negli anni '80 sono stati condotti diversi studi per studiare l'effetto del collagene nel trattamento dell'osteoartrite.
Il collagene idrolizzato può ridurre il dolore articolare e la mobilità nei pazienti affetti da osteoartrite. Il meccanismo d'azione sulla matrice cartilaginea non è ancora stato chiarito, ma con il progredire delle scoperte scientifiche stanno emergendo numerose ipotesi:
- Effetto stimolante sui condrociti (24).
- Effetto sugli enzimi di degradazione della cartilagine (metalloproteasi) e sulla rigenerazione del collagene (25).
- Effetto stimolante e modificazione della composizione dei proteoglicani (26).
Nel 2000, un primo studio sull’uomo ha menzionato l’effetto benefico del collagene idrolizzato nei pazienti con osteoartrite grave (27).
Recentemente, uno studio clinico multicentrico randomizzato controllato di alta qualità (28) ha evidenziato l'efficacia del collagene idrolizzato sulle articolazioni. Per 6 mesi, 250 soggetti affetti da osteoartrite del ginocchio hanno ricevuto un'integrazione giornaliera di 10 g di peptidi di collagene. Al termine dello studio, nel gruppo che ha ricevuto integratori di collagene idrolizzato sono stati osservati una diminuzione del dolore e un miglioramento della funzionalità articolare. L'effetto è stato ancora più evidente nei casi in cui il deterioramento della cartilagine era significativo e l'assunzione di proteine era bassa.
Il collagene fa parte dell'arsenale molecolare che potrebbe essere proposto per il trattamento dell'osteoartrite (29,30).
C. DENSITÀ MINERALE OSSEA
Visti i suoi effetti sul tessuto osseo, il collagene idrolizzato è stato studiato per ridurre la progressione dell'osteoporosi.
L'osteoporosi è una perdita di massa ossea caratterizzata da una diminuzione della densità minerale ossea (BMD) associata a cambiamenti nella microarchitettura ossea, con conseguente aumento del rischio di fratture. La menopausa è il principale fattore che favorisce la demineralizzazione ossea nelle donne.
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 ridotta demineralizzazione ossea nei topi a cui è stato somministrato un integratore di collagene idrolizzato (5).
Sebbene diversi studi menzionino l'influenza del collagene sul metabolismo osseo, il meccanismo d'azione sulle cellule ossee non è stato ancora specificato:
- Effetto sulla differenziazione delle linee cellulari osteoblastiche (31) attraverso segnali molecolari: pathway della 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 al contempo l'attività di riassorbimento degli osteoclasti. Favorendo la fase di formazione ossea, il collagene idrolizzato ingerito inibirebbe la perdita ossea e aumenterebbe la resistenza alle fratture ossee.
Nel 2014, uno studio clinico (33) ha indagato gli effetti dell'integrazione di collagene idrolizzato associata a calcio e vitamina D3 in 39 donne in postmenopausa. La perdita ossea a 12 mesi è stata meno pronunciata nel gruppo che ha ricevuto peptidi di collagene, suggerendo la sua efficacia in combinazione con un integratore di vitamina D e calcio. Tuttavia, il numero limitato di soggetti studiati in questo studio ha reso difficile estrapolare i risultati alla popolazione generale.
Nel 2018, Koning ha riferito sull'effetto benefico del collagene idrolizzato sulla massa ossea nelle pazienti in menopausa. Questo studio clinico randomizzato (34) ha studiato la formazione ossea e la densità minerale in 131 pazienti in menopausa dopo 12 mesi di integrazione con 5 g/die. Dopo 12 mesi, la densità minerale ossea nella colonna vertebrale e nella testa del femore delle pazienti che hanno ricevuto collagene idrolizzato è aumentata. Inoltre, i marcatori biologici del turnover osseo hanno indicato un rimodellamento favorevole all'osteoformazione. Uno dei bias di questo studio è stata l'assunzione concomitante incontrollata di calcio e vitamina D, che potrebbe aver agito come fattore confondente. Questo studio, di buona qualità statistica, ha incluso tutti i pazienti randomizzati nella sua analisi.
L'effetto del collagene idrolizzato sulla matrice ossea appare interessante, soprattutto nelle donne in menopausa, e merita ulteriori studi per stabilire raccomandazioni per la popolazione.
7. Collagene e bellezza
A. Pelle
I peptidi di collagene sono nutricosmetici utilizzati per la salute della pelle. Studi preclinici hanno dimostrato 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 di età compresa tra 35 e 55 anni, il consumo di collagene idrolizzato migliorerebbe l’elasticità della pelle e ridurrebbe le rughe intorno agli occhi dopo 8 settimane di integrazione (40).
Uno studio pilota ha esaminato l'idratazione della pelle in 33 pazienti dopo l'integrazione con 10 g/giorno di collagene idrolizzato per 2 mesi (41). È stato riportato che i peptidi di collagene (PEPTAN®) migliorano 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 10 g di placebo (n = 52) o 10 g di peptidi di collagene PEPTAN® (n = 54) al giorno. Sono stati osservati effetti diversi nel gruppo che ha ricevuto l'integratore PEPTAN®:
- Aumento della densità del collagene nel derma.
- Riduzione della frammentazione del collagene e delle alterazioni del derma.
- Aumento del contenuto di collagene e glicosaminoglicani nella pelle.
- Il collagene idrolizzato potrebbe essere interessante per il trattamento dell'invecchiamento cutaneo.
Il collagene idrolizzato potrebbe essere interessante per il trattamento dell'invecchiamento cutaneo.
B. Cellulite
La cellulite provoca un accumulo di grasso, solitamente sulle cosce o sui glutei, che conferisce alla pelle un aspetto gonfio, spesso definito "pelle a buccia d'arancia".
Uno studio randomizzato condotto nel 2015 (42) ha mostrato un miglioramento della consistenza della pelle in un gruppo di donne di età compresa tra 24 e 50 anni, normopeso o in sovrappeso, che hanno assunto un integratore di peptidi di collagene da 2,5 g/giorno per 6 mesi.
Sebbene questo studio sia chiaramente insufficiente per trarre conclusioni definitive, apre la strada alla riflessione sull'utilità di un integratore di collagene per ridurre gli effetti della cellulite.
Letteratura
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