想靠胶原蛋白保护膝盖?先认识这三大类营养补充的胶原蛋白吧!

先前有长辈为了补膝盖,把被归类在药品的维骨力当成仙丹吃,近期由于吃维骨力风潮的消退,想补膝盖、补骨骼健康的台湾人,也就将目标从维骨力转到胶原蛋白的补充上,胶原蛋白能不能用来补膝盖?应该如何选、如何吃?除了胶原蛋白之外,还有没有其他能够帮助我们达到目的的方法呢?

2019年11月13日是日本的膝盖日(いい膝の日),我们就来谈谈怎么保护好的膝盖吧。

之前长辈把维骨力当成仙丹吃,其实之前韦恩就谈过,维骨力是药,不能自己乱吃,而且因为维骨力功效受到医师等专家的质疑,比如说瑞士伯恩大学发表另一篇研究报告,在针对3803名病患的使用结果做了分析后发现,与安慰剂比较,无论是葡萄糖胺、软骨素、或是其混和制剂,对关节疼痛及软骨增生都没有统计学上有意义的治疗效果。因此,他们建议医疗专业人员及医疗保险提供者停止使用或补助这方面的治疗。台湾维骨力已经被踢出健保给付,所以已经没有那么红了。

维骨力是葡萄糖胺的硫酸盐型,食品可用葡萄糖胺的盐酸盐型,但是其功效也是不太明确,所以市面上也已经退流行了。现在市场上关注的重点偏向胶原蛋白的产品。

韦恩对胶原蛋白关注已经很多年,近年来有许多动物或临床的研究,相当肯定胶原蛋白对退化性关节炎(尤其是膝关节)的效果,只是胶原蛋白只是一个统称,而不同的胶原蛋白其实型态、组成都不太一样,所以功效与建议的剂量大不相同,这边韦恩就为大家分析一下:

胶原蛋白是动物体内​​含量最多的蛋白质,对人体非常重要,它约占人体蛋白质的25至35%,相当于人体重量的6%, 分布遍及全身各个组织器官,如骨骼、软骨、韧带、皮肤、角膜、各种内膜、筋膜等,尤其在人体的皮肤和结缔组织中,含有大量的胶原蛋白。胶原蛋白是一种很大型的蛋白质,分子量高达数10万,以三股螺旋的型态形成很长的纤维,胶原蛋白的特性是有很好的弹性,可以提供人体里面弹力的结构,可以说是人体里的张力网。

所以有此一说,撑起高大植物的纤维是纤维素,但是纤维素没弹性,所以植物无法行动;而撑起动物的纤维的是胶原蛋白,但是胶原蛋白有弹性,所以动物能自由活动,就是靠胶原蛋白。

根据研究,一条细细的胶原蛋白纤维,直径不过0.15公厘,仅仅等于一根比较粗的头发这么细而已,但是竟然可以拉住它2000倍的重量,然后长度最多可以延长为2倍之长。可见胶原蛋白惊人的拉力与弹性。

胶原蛋白依照其立体结构可以分成27型,分别位于身体的不同地方,总之,人体需要弹性的地方就需要有胶原蛋白的存在,尤其是结缔组织。所以皮肤需要弹性,就有很丰富的胶原蛋白存在真皮中,肌肤才会丰润有弹性;而关节也需要弹性,所以有大量胶原蛋白存在于关节软骨中,关节才能延展、转动;而我们的骨骼也需要弹性,否则很容易脆裂,所以也有大量的胶原蛋白存在硬骨里,与钙质形成复合结构,让骨头既坚强又有韧性。

27种胶原蛋白类别中的其中5种。(图片来源:韦恩的食农生活提供)

目前作为营养补充的胶原蛋白可以分为以下3类:

一、水解(第二型)胶原蛋白

水解胶原蛋白是作为营养补充品历史最长的胶原蛋白,来源现在主要可以分成牛、猪、鱼等等,牛猪主要是取其皮或硬骨、软骨(很多人不知道,其实人体里胶原蛋白的储量最高地方之一是骨骼,占了30%左右)、鱼主要是取鱼皮。

韦恩提醒,在胶原蛋白的选择上,牛要注意有没有狂牛病的问题;猪要注意有没有非洲猪瘟等问题;鱼就要注意有没有来自水体污染如重金属、戴奥辛的污染问题。

基本上,这种水解胶原蛋白宣称第二型其实没太大意义,因为胶原蛋白原本的分子量高达数十万,而依照其立体结构可以分成数十型,但是在水解过程中已经被切成数千分子量的小分子,失去原来的面貌,所以标榜其第几型已经失去本意。

从1980年代,就有很多科学家研究水解胶原蛋白对关节的功效,到目前为止,已经有很多研究肯定口服水解胶原蛋白5至10克对关节的活动力,或是对减缓关节疼痛有正面的帮助,所以对退化性关节炎有预防的效果。比如说这份发表于食品与农业科学期刊(Journal of the Science of Food and Agriculture)由日本新田公司与印度学者合作的双盲对照的临床研究A double-blind, placebo-controlled, randomised, clinical study on the effectiveness of collagen peptide on osteoarthritis显示,针对关节炎患者,每日服用10克的水解胶原蛋白,可以有效改善WOMAC(关节炎)指数,以及降低疼痛指数。

另一篇更早期发表于国际运动医学期刊(Int. J. Sport Med)由学者Beuker, F. and Rosenfeld, J. 的研究以双盲的方式,研究100 位老年病患(平均年龄62 岁) ,持续观察1到6个月。其中给团体中一半老人每天10g的水解胶原蛋白,团体另外一半给予安慰剂,并记录慢性关节功能退化之程度。结果显示吃水解胶原蛋白的那一组,其体内有明显很高的羟基脯胺酸(hydroxyproline)含量(胶原蛋白的主要成份)。在与对照组相比较后,可清楚发现吃水解胶原蛋白的那一组,其关节机能(如弯曲度、伸展度、旋转度)都有很明显的改善。

上面提到的羟基脯胺酸(hydroxyproline,Hyp)就是胶原蛋白与其

他蛋白质不同之处,蛋白质都是多种胺基酸所组成的,但是唯有胶原蛋白含有特别高的羟基脯胺酸这种特殊胺基酸,所以羟基脯胺酸常作为胶原蛋白存在的指标。检验胶原蛋白含量,也常用羟基脯胺酸的含量再倒推算计算得到胶原蛋白含量。

胶原蛋白最常被人质疑的是,胶原蛋白既然是种蛋白质,那不是被胃酸分解后就没了吗? 我认为可以从科学上来反思这种想当然尔的迷思:

1、人的胃酸没那么强,消化力没那么好,所以蛋白质不会100%在胃里分解。

大家思考看看,如果胃像个黑洞,分解力那么好,那么我们应该不会因为病菌而拉肚子了(事实上只有秃鹰才算是动物界的铁胃,胃酸连腐尸都不怕,人还差很远)。或是,人应该不会再担心食物过敏了,因为过敏原绝大部分都是蛋白质啊,事实上,还是许多过敏原会接触到小肠的淋巴细胞,造成过敏反应,甚至造成肠漏症。也因此,其实人的粪便里还是有2至3%的蛋白质,通过消化而残留。所以,蛋白质会在胃里完全分解为胺基酸是过度的想像。应该说,蛋白质在胃里会进行程度不同的分解,产物会有胺基酸、但是也会有胜肽、与少量的蛋白质。

2、需要完整胶原蛋白才能发挥功效,只不过是以形补形的迷思。

事实上,水解胶原蛋白对关节发挥功能,不是靠胶原蛋白的结构,而是靠胶原蛋白里特有的羟基脯胺酸形成的特殊二胜肽或是三胜肽。学者研究胶原蛋白中的机能性二胜肽:Pro-Hyp(脯胺酸-羟基脯胺酸,俗称PO)与Hyp-Gly(羟基脯胺酸-甘胺酸,俗称OG)或是三肽Gly -Pro-Hyp(甘胺酸-脯胺酸-羟基脯胺酸,才是功效的来源。这些胜肽都要用到胶原蛋白里特有的羟基脯胺酸,但是占胶原蛋白的整体量很低,大约只有0.01%到0.2%左右,但是却只有补充并消化胶原蛋白后才能得到。根据学者进一步的研究,这些胜肽发挥预防关节软骨退化的原因是,从细胞实验及动物实验的结果显示,这些胜肽可能可以保护软骨细胞,让软骨细胞免于过度分化与钙化,进而预防关节软骨的退化。

二、胶原蛋白短胜肽

这里指的是具机能性的二胜肽或是三胜肽,就是前面所提的Pro-Hyp(脯胺酸-羟基脯胺酸,俗称PO)与Hyp-Gly(羟基脯胺酸-甘胺酸,俗称OG)或是三肽Gly-Pro-Hyp(甘胺酸-脯胺酸-羟基脯胺酸)等等短胜肽。既然他们才是有功效的部分,所以也有人透过生技工程无论是经由胶原蛋白酵素处理后,将他们纯化浓缩出来,或是经过胺基酸合成的方法,生产这些短胜肽,但是因为处理成本很高,所以难以商业化,还是不如吃水解胶原蛋白,让身体自己靠消化分离出这些短胜肽比较经济。

三、非变性第二型胶原蛋白

近年来,有哈佛学者对胶原蛋白做了更深一层的研究,发明了非变性的第二型胶原蛋白的生产方式。非变性的胶原蛋白就是维持了胶原蛋白的原来的立体结构,所以保留了胶原蛋白的大分子,这样的分子保留了胶原蛋白三股螺旋的特性。而经过研究,这样的非变性第二型胶原蛋白与上面讲的水解胶原蛋白的效果很不一样,每天只要40毫克,就可以发挥预防关节退化的效果。而这非变性的第二型胶原蛋白还有一个特色,就是只能萃取自鸡胸软骨。

根据学者发表在期刊的研究结果显示,每天服用40毫克的非变性第二型胶原蛋白(原料名为UC-II)可以在WOMAC(退化性关节炎指数)获得降低,同时疼痛指数也可以明显降低,而对比葡萄糖胺与软骨素的对照组,改善程度可以达到2至3倍。而为什么这样低的量,还可以发挥这样的有效的特性呢?学者依据细胞实验的成果推论,这是因为非变性第二型胶原蛋白会刺激小肠的培氏斑块(Peyer’s patch),培氏斑块属于淋巴系统之一,负责人体的免疫反应,受非变性第二型胶原蛋白刺激会引发调节T细胞的反应,这个调节T细胞会抑制关节软骨的发炎,减少人体关节软骨因为发炎而被自体酵素分解的情形,让软骨组织得以有增生复原的机会,所以可以有效预防关节软骨的退化。

但是,这下子同样的问题又来了,这么大的非变性第二型胶原蛋白分子,如何通过胃酸?学者在另一项研究特别探讨此事,发现在模拟胃酸以及胰蛋白酵素的环境下,这个非变性第二型胶原蛋白在90分钟后还可以保留47%,这样的时间早就足以让食物从胃部排空进入小肠了。

以上介绍了胶原蛋白对于预防关节退化的功效,希望对大家有所帮助。当然预防关节退化绝对不是只靠补充胶原蛋白就能达到,而是应该配合整体的健康生活型态,包括:

1、保持规律的运动习惯

软骨需要运动刺激以及维持体液循环,才能有良好的新陈代谢,怕关节磨损而不运动是错误的,但是也不能从事过度剧烈的运动,以免关节有过度的负担。

2、良好的热身

良好的热身很重要,运动前一定要热身,尤其是天气冷时。因为软骨处没有血管,新陈代谢很慢,所以要充分热身才能让关节液对软骨组织有很好的润滑效果。

3、补充抗氧化剂

运动会产生很多自由基,平日多补充新鲜蔬果,吸收天然的抗氧化剂如花青素,或是鱼油的DHA都对预防氧化很好。

4、补充益生菌

近来很多研究发现,肠道好菌可以抑制发炎,对预防关节退化也有直接的效果。

活动力绝对是人体保持健康的关键,关节不好活力就会下降,越不活动,身体机能的退化就会越快,这是一个恶性循环。所以常保活动力,就是常保年轻活力之道。

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