Гидролизат Коллагена и остеоартрит

Под ред. M.Teppner, Germany

Это издание представляет взгляд изнутри на роль гидролизата коллагена в профилактике и терапии остеоартрита.

В этой публикации дается полное описание самых последних разработок этого продукта.

Содержание

Рис.1. Гидролизат Коллагена и остеоартрит

Гидролизат Коллагена и остеоартрит

Несмотря на долгие годы исследований, все еще не нашли лекарство от такой болезни, как остеоартрит. Самое лучшее, что придумали, это анальгетики и противовоспалительные препараты, которые могут ослабить боль и приглушить воспалительный процесс. Практически профилактике и терапии остеоартрита подлежит значительное количество пациентов, среди которых наблюдаются хронические прогрессирующие случаи заболевания, и имеет место влияние социально-экономического статуса на развитие болезни.

Долгое время считали, что желатин — это потенциально регенерирующее питательное вещество для суставов. С 1970-х гг наблюдался растущий интерес со стороны ученых к изучению метаболизма хрящевой ткани и действию гидролизата коллагена, особого вида желатина, который подходит для терапевтического применения. Наиболее недавние биохимические открытия, практическое применение в медицине и клинические исследования подтверждают, что гидролизат коллагена оказывает восстановительный эффект на суставы. Предотвращает или препятствует это вещество остеоартриту? Гидролизат коллагена — это дополнительное лечение или альтернатива противовоспалительным препаратам и анальгетикам? В этой публикации дается полное описание самых последних разработок этого продукта.

Остеоартрит — является ли он неизбежным последствием возраста?

Проблема

Остеоартрит — наиболее распространенное заболевание. Только в США более чем 16 миллионов людей подвержены этому заболеванию. Эксперты подсчитали, что остеоартрит приносит прямых и косвенных убытков в размере 33 миллиарда долларов в США и более 8 миллиардов евро в Германии. Несмотря на достигнутый прогресс в области предупреждения и лечения суставов, пораженных остеоартритом, все еще нет стандартного решения. В то время как вылечить остеоартрит нельзя, противовоспалительные препараты и анальгетики могут облегчать симптомы заболевания. Хотя имплантация экстракорпорально выращенной хрящевой ткани является целью медицины, она приостанавливает виденье будущего и не является панацеей.

Хирургическая замена суставов является последней инстанцией, необходимой только в редких случаях. Тем не менее, предотвращение остеоартрита является наивысшим приоритетом.

Ситуация

Международная статистика показывает, что число дегенеративных заболеваний суставов увеличивается. В США количество людей в возрасте от 75 и 85 удвоилось за две декады между 1960 и 1980 гг; количество тех, кому за 85, увеличилось на 140 %. Национальный комитет по здравоохранению США и Исследовательский центр питания обнаружили, что 79% мужчин и 86% женщин в возрасте от 75 и 79 страдают от остеоартрита рук.

Изучения Framingham — исследования, проводимые Международным институтом здравоохранения в США с 1948, обнаружили симптомы остеоартрита в коленных суставах у ⅓ исследуемых пациентов в возрасте от 63-94.

Английские исследования, опубликованные в 2001 г., показали, что дегенеративные изменения в коленных суставах являются результатом функционального разрушения, которое встречается у 10% людей старше 55 лет. Симптомы и разрушительные процессы были классифицированы как тяжкие у ¼ пациентов.

Причинный комплекс

Увеличенный уровень продолжительности жизни является единственной причиной для роста числа заболеваний остеоартритом в промышленных странах.

Многочисленные эпидемиологические изучения, проводившиеся с 1970-х, показали, что существует связь между остеоартритом и избытком веса. У тучных людей дегенеративные заболевания суставов встречаются значительно чаще, чем у людей того же возраста с нормальным весом. В Германии, где каждый второй страдает от ожирения, и каждый шестой взрослый имеет избыток веса, доказано, что остеоартрит продолжит расти (Немецкое Общество Полных Людей).

Дополнительными факторами риска для первой и второй формы остеоартрита являются травмы, повторные и тяжелые механические нагрузки, патологическое положение суставов, неврологические заболевания, дисплазия и генетические факторы, включая несколько наследственных заболеваний, таких как гемофилия, гемоглобиноз или врожденный вывих бедра.

Последствия

На сегодняшний день не существует лечения от остеоартрита. В наилучшем случае боль можно заглушить, а возникающее воспаление подавить и замедлить дальнейшие функциональные повреждения.

Современное лечение остеоартрита — это физиотерапия (занимает большое время, утомительна и зачастую ассоциируется с неодобрением), нестероидные противовоспалительные средства (имеют побочные эффекты, ограничения по применению) и местные глюкокортикоидные инъекции (риск вмешательства, побочные эффекты).

Операция возможна только на определенных суставах и рассматривается как последняя инстанция, из-за стоимости, стресса, которому подвергается пациент, и риска для жизни.

Данная терапевтическая задача по профилактике остеоартрита является приоритетом здорового решения этой проблемы. По мере увеличения числа пациентов, прогрессивных причин и социально-экономического статуса заболевания, важно продолжать поиск лекарства по профилактике и терапии остеоартрита.

Необходимо принимать шаги по предотвращению начала непоправимых дегенеративных процессов. Однако это трудно сделать, когда отсутствуют симптомы. Также необходима мотивация со стороны пациента. Подходящие меры по профилактике включают изменение образа жизни (снижение веса, умеренные физические упражнения, избегать чрезмерных нагрузок на суставы) и своевременное лечение патологических положений суставов, инфекций и других заболеваний.

Обеспечение правильного употребления определенных питательных веществ для оптимизации метаболических процессов в хрящевой ткани, является успешным дополнительным подходом к лечению.

Медицинские рекомендации по профилактическим мерам должны быть практичными и подходить пациенту. Неправдоподобные советы, сильнодействующие лекарственные средства, влияющие на состояние здоровья или отнимающая время дорогая терапия, как правило, заканчиваются провалом.

Метаболизм хрящевой ткани

Стимуляция

Стимуляция

Факторы роста инсулина
трансформирующий фактор роста
тромбоцитарный фактор роста
эпидермальный фактор роста
костный морфогенетический протеин
морфогенетический протеин хрящевой ткани
гормоны роста
гидролизат коллагена

y-интерферон
а-фактор некроза опухоли Простагландины
кислородные радикалы

Хондроциты

Компоненты матрикса: коллаген, протеогликаны

Протеолитические ферменты: катепсины, металопротеазы

Анаболизм

Катаболизм

Интерлейкин — 1
а-фактор некроза опухоли
интерлейкин — 17
фактор роста фибробластов
y-интерферон
LIF (лейкимический ингибирующий фактор)
глюкокортикоиды
фрагменты проколлагена

TIMP (тканевый ингибитор металопротеаз)
активатор плазменогена
ингибитор
калликреин

Ингибиция

Ингибиция

Регуляция метаболизма хрящевой ткани

Хрящ состоит из клеточных структурных элементов — хондроцитов и внеклеточного матрикса, который имеет физиологическую особенность. Внеклеточный матрикс хряща состоит из двух классов макромолекул: протеогликаны, которые ответственны за прочность при сжатии и эластичность ткани и коллагена (2 тип коллагеновых волокон), который обеспечивает сдвигающую и раздвигающую силу.

Хрящ, так же как и костная ткань, имеет продолжительный и медленный процесс регенерации. Существует множество металлопротеаз матрикса (таких как коллагеназа, стромелизин, агреканаза), так же как лизосомальные протеазы (катепсины), которые могут разрушать все клеточные элементы хряща при нейтральном pH.

Согласно современному пониманию, жизнедеятельность контролируется цитокином интерлейкином — 1. Тканевый ингибитор металлопротеаз и плазминогена активатор ингибитор являются антагонистами, которые ингибируют катаболические ферменты, которые замедляют разрушение хряща.

Существуют так же полипептидные медиаторы, которые как факторы роста стимулируют анаболические процессы метаболизма хряща, таким образом способствуют образованию хряща в ограниченном количестве. Эта группа медиаторов включает инсулиновый фактор роста 1 и трансформирующий фактор роста b , оба из которых стимулируют синтез протеогликана.

Недавние результаты показали, что фрагменты коллагена, которые входят в состав гидролизата коллагена, могут функционировать как медиаторы, стимулирующие синтез хрящевого матрикса (Oesser, 2003). Однако их стимуляция требует своевременного поступления подходящих структурных элементов пролина и глицина.

Следовательно...

Здоровый хрящ — это постоянный круговорот анаболических и катаболических процессов. Для анаболической фазы (роста) необходимые структурные элементы должны присутствовать в достаточных количествах.

Благодаря определенным качествам гидролизата коллагена, он может влиять на процесс развития остеоартрита. Избирательное вмешательство в метаболизм хрящевой ткани дает возможность для профилактики и терапии остеоартрита.

В добавление к биохимическим регуляторам, физические факторы (физические и атлетические нагрузки) так же воздействуют на метаболизм хрящевой ткани. Статические и продолжительные нагрузки ингибируют синтез протеогликанов и протеинов, в тоже время как умеренные нагрузки в сравнительно короткий срок обеспечивают биосинтез структурных элементов матрикса. Пока необходимое количество физической активности и движение суставов охраняют хрящ, перенапряжение и продолжительная нагрузка могут дать толчок росту патологических изменений.

Образ жизни пациентов играет большую роль в профилактике дегенеративных заболеваний суставов. Вдобавок к защите против чрезмерных нагрузок, необходимо оптимальное обеспечение структурными элементами, нужными для метаболизма и формирования хрящевой ткани, которые содержатся в еде или пищевых добавках.

Гидролизат коллагена — биологически полезен для суставов

Что такое гидролизат коллагена?

Коллаген — это основной белок у млекопитающих. Его биосинтез происходит посредством внутриклеточных связей. Типичные волокна формируются во внеклеточное пространство; они поперечно связаны ковалентными связями и формируют коллаген с его характерной эластичной силой.

Коллаген достигает своей функциональности благодаря регулярной циркуляции аминокислоты: каждый третий аминокислотный структурный элемент является молекулой глицина, следующей за пролином или гидроксипролином.

Гидролизат коллагена производится из свиной кожи, наружного слоя кожи (средний слой бычий кожи) и костной стружки здоровых животных, которая была одобрена Министерством Ветеринарии для употребления человеком. Он добывается ферментативным гидролизом коллагена.

Высоко очищенный гидролизат коллагена, как независимая пищевая добавка, подвергается контролю надлежащих национальных ведомств.

Гидролизат коллагена
Не образует гель
Растворяется в холодной воде
Пептиды = 3 kD

Извлечение — ферментативный гидролиз, очистка, концентрация, стерилизация, сушка

Коллагенсодержащее сырье:
Кожный покров, костная стружка, свиная кожа
Протеин = 300 kD

Желатин
Загустевание
Протеины = 100 kD

Кислотная и щелочная обработка, экстракция, концентрация, стерилизация, сушка, просеивание, смешивание

Аминокислотный спектр гидролизата коллагена (процент веса на вес)

8.4

Аминокислота

Содержание в гидролизате коллагена %

Среднее содержание во всех протеинах %

Аланин

8.7

9.0

Аргинин

4.7

Аспарагин

2.0

4.4

Аспартановая кислота

3.6

5.5

Глютамин

6.7

3.9

Глютаминовая кислота

3.5

6.2

Гистидин

0.6

2.1

4-гидроксипролин

11.3

Гидроксилизин

1.0

Изолейцин

1.2

4.6

Лейцин

3.0

7.5

Лизин

3.8

7.0

Метионин

0.6

1.7

Фенилаланина

2.3

3.5

Пролин

14.0

4.6

Сирин

3.3

7.1

Тренин

2.0

6.0

Тирозин

0.5

3.5

Валин

2.8

6.9

Почему гидролизат коллагена только сейчас привлек такое повышенное внимание?

Гидролизат коллагена — это чистый протеин и поэтому не содержит жиров и углеводов.

Гидролизат коллагена не содержит химических консервантов.

Долгое время желатин рассматривался как оздоровительная пищевая добавка. Hildegard von Bingen (1098-1179) рекомендовала регулярное и обильное употребление «бульона из хряща голени» для уменьшения боли в суставах — этому совету около 800 лет. Спустя десятилетия физики, физиологи, биологи и ученые по питанию исследовали воздействие гидролизата коллагена на здоровье суставов.

Этот высокий научный интерес является результатом растущей важности питания для профилактики заболеваний. Кроме того, профилактика хронических заболеваний так же включает ответственность пациентов за свое здоровье, что тоже является немаловажным фактором.

Каково основное воздействие гидролизата коллагена?

Основной компонент гидролизата коллагена — это аминокислота. Она соответствует составу коллагенов в хрящевом матриксе. Сравнивая с другими протеинами, гидролизат коллагена содержит почти в три раза больше пролина и глицина (см. таблицу). Эти аминокислоты необходимы для синтесиза коллагена и влияют на стабильность коллагеновых структур в хряще.

Хотя ежедневное поступление протеина в промышленных странах (приблизительно 90 г для мужчин и 80 г для женщин) рассматривается очень высоким (Немецкое общество питания, DGE, 2000), эксперты предполагают, что существует недостаточное поступление аминокислот пролина и глицина.

Нехватка этого может оказывать влияние на способность к регенерации и эластичность хрящевой ткани.

Состав гидролизата коллагена создан для обогащения аминокислотами, необходимыми для синтеза хрящевого матрикса. Гидролизат коллагена неустойчив по отношению к протеолитическим ферментам и усваивается (также как коллаген) в выcшей степени (85-95%). Таким образом, структурные элементы могут быстро ресорбировать. Фрагменты коллагена (до 10 kD) проникают в стенки кишечника и скапливаются в хрящевой ткани (1999).

Неоспоримый аспект, подтвержденный экспериментами на животных, это то, что после назначения внутрь радиационного гидролизата коллагена, помеченные пептиды выявлялись в хрящевой ткани в больших количествах.

Мыши получили радиоактивный гидролизат коллагена (или радиоактивный пролин как контрольная метка) в размере 10 мг на г массы тела. После 3 часов и 96 часов была измерена радиоактивность в различных тканях. В плазме радиоактивность была полностью уничтожена после 96 часов, в то время как в хрящах суставов наблюдалась значительное скопление (см. график).

Рис. 2. Скопление гидролизата коллагена в хрящевой ткани после применения внутрь спустя 96 часов

Рис. 3. Скопление гидролизата коллагена в хрящевой ткани после применения внутрь спустя 96 часов

Рис. 2, 3. Скопление гидролизата коллагена в хрящевой ткани после применения внутрь спустя 96 часов

Недавние лабораторные эксперименты показали, что после обогащения хрящей клеточной культурой бычьего гидролизата коллагена, биосинтез коллагена II типа в хондроцитах заметно увеличивается. Подобно этому же, можно наблюдать значительное увеличение в протеогликановом эгрикане (Oesser, 2003).

Кому необходим гидролизат коллагена?

При нормальной смешанной диете гидролизат коллагена поступает вместе с компонентами пищи, содержащей коллаген, и в меньшей степени при лакто-вегетарианской диете, если она включает молочные продукты, такие как йогурт. Только при голодной диете (строгий вегетарианец) гидролизат коллагена отсутствует. Поступление гидролизата коллагена при обычной диете незначительно ни для профилактики повреждений хрящевой ткани, ни для возможной быстрой и продолжительной регенерации коллагеновых структур из-за риска изнашивания и истирания.

Атлеты, которые подвержены растяжению связок, во время реабилитации и в течение фазы восстановления находятся в особой ситуации. Эти люди, также как и пожилые и полные, могут нуждаться в дополнительном поступлении гидролизата коллагена, из-за повышенного риска развития остеоартрита.

Для пациентов, страдающих от остеоартрита, был найдено дополнительное средство, обеспечивающие улучшение состояния здоровья.

Гидролизат коллагена — эффективное воздействие на остеоартрит

Что было доказано клинически?

В дополнение к положительным докладам от практикующих медиков о применении гидролизата коллагена в профилактических и терапевтических целях, существуют также серии клинических испытаний, которые показали значительное влияние гидролизата коллагена на болевую чувствительность, принятие анальгетиков, а также подвижность и физиологическую функцию суставов.

Исследователь / спонсор

Публикация

Количество пациентов

Вид опыта

Krug/Heilit

1979

193

открытый

Goetz/Heilit

1982

60

открытый

Oberschelp/Heilit

1985

154

сравнительный

Seeligmueler/Febena

1989

356

открытый

Adam/Gelita

1991

82

двойное слепое исследование, перекрёстное исследование

Seeligmueler/Febena

1993

519

открытый

Beuker/Eck/Gelita

1996

100

открытый

Beuker/Rosenfeld/Gelita

1979

193

двойное слепое исследование

Rippe/Nabisco

предъявлен для публикации

250

двойное слепое исследование

KMoskowitz/Gelita

2000

389

двойное слепое исследование

Adam/Gelita

предъявлен для публикации

45

двойное слепое исследование

Все исследования показали положительный эффект гидролизата коллагена при остеоартрите. Два наиболее важных фактора представлены более детально ниже:

В 1991 Milan Adam, MD, опубликовал результаты рандомизированного, двойного слепого исследования, проводимого на 81 пациенте. Были сравнены четыре терапевтических функции (гидролизат коллагена, желатин, желатин + глицин + гидроксилит кальция, яичный альбумин, как плацебо), у которых двух месячная фаза выведения чередуется с периодом терапии (два месяца). Исследование проводилось около 16 месяцев. В общей сложности 52 пациента прошли все 4 вида лечения в различных двойных слепых исследованиях. Оценка исследований показала, что лечение гидролизатом коллагена значительно снижает болевое ощущение по сравнению с лечением плацебо. Показатель болевого ощущения был снижен на 81% у всей группы пациентов, принимающих гидролизат коллагена.

Рис. 4. Снижение боли при приёме гидролизата коллагена

Рис. 3. Снижение боли при приёме гидролизата коллагена

Возможно, более обстоятельное изучение провел Roland Moskowitz. Его многоцентровое клиническое рандомизированое исследование было проведено между 1996 и 1998 годами в 19 центрах в США, Англии, и Германии в течение 24 недель. Были сравнены 389 пациентов с диагнозом остеоартрит коленных суставов. Гидролизат коллагена оказал позитивный эффект на болевую чувствительность, физическую функцию. Однако была заметная разница между странами. У населения Германии положительные результаты были просто впечатляющими: у пациентов наблюдалось снижение болевого чувства в коленных суставах и улучшение физической функции. Прием других сопутствующих медикаментов (помимо анальгетиков), так же, как высокий индекс выбывших из исследования, могут объяснять разницу в результатах в отдельно взятой стране.

Другие исследования, в частности, проводимые Аdam (1995,2001) Rippe (предъявлены для публикации), Goetz (1982), Seeligmueler (1989,1993), Beuker (1996), Weh (2001), так же как имперические доклады Krug (1979), предполагают эффективность и безопасность гидролизата коллагена для профилактики и терапии пациентов, страдающих от остеоартрита.

Существует ли опасность принятия гидролизата коллагена?

Управление по контролю продуктов питания и лекарственных средств в США признали желатин и гидролизат коллагена продуктами, неопасными для здоровья и присвоили им статус GRAS (признаны полностью безвредными).

В 1982 г. исследования токсичности на мышах и крысах подтвердили отсутствие выделения токсинов.

Исследования Moskowitz ссылаются на то, что ни у одного пациента не наблюдалось побочного эффекта, что могло быть предписано повышенному употреблению гидролизата коллагена. Гидролизат коллагена не является ни мутагенным, ни тератогенным.

Гидролизат коллагена гипоаллергенный и может даже использоваться как плазмозаменитель. В случае применения внутрь не было обнаружено противопоставительных открытий в Европе и Северной Америке. Поэтому риск незначителен.

Взаимодействие с другой пищей или лекарствами не известно.

Что касается гидролизата коллагена как продукта, добываемого из животных, заражения болезнями животных не обнаружено, из-за строгого контроля сырья: соблюдаются все производственные технологии и осуществляется четкий контроль.

В особенности, используемый процесс гарантирует высокую безопасность продукта, как было показано на примерах нескольких международных исследований в 1990 г. При получении гидролизата коллагена из свиной кожи, подкожного слоя и костной стружки используются соляная кислота, гидрооксид натрия и стерилизация при температуре 140 °С. Во время этого процесса все вредные вещества уничтожаются.

Немецкий институт Пищевых и лекарственных продуктов, Отдел по защите прав потребителей и Международная Организация Здравоохранения подтвердили безопасность гидролизата коллагена.

Гидролизат коллагена рассматривается как полностью безопасный продукт, который не имеет никаких ограничений. (Признан полностью безопасным).

Заключение

Кто должен принимать гидролизат коллагена?

Практические эксперименты и биохимические анализы доказали, что гидролизат коллагена улучшает метаболизм хондроцитов, тем самым способствует формированию хрящевой ткани в суставах.

Гидролизат коллагена также подходит тем, кто хочет стабилизировать свое здоровье и сократить возможный риск заболеваний. Гидролизат коллагена может помочь тем пациентам, у которых заболевание суставов заложено в генах и передается из поколения в поколение, кто страдает от избыточного веса, кто подвергает свои суставы сильному стрессу из-за нагрузок на работе, или тем, у кого смещены суставы.

Также он может быть порекомендован тем, у кого вторая стадия остеоартрита, а также в периоды восстановления и реабилитации.

Он может служить в качестве дополнительной терапии при таких заболеваниях, как коксартрит, гонартрит, хондропатии коленной чашечки, остеоартрите суставов пальцев, при дегенеративном заболевании позвоночника, при таких заболеваниях как болезнь Шейерманна, травмы, полученные в результате перенапряжения связок.

Облегчение боли и функциональное улучшение с помощью лекарств, проявлялось более наглядно на пациентах, у которых только начали проявляться признаки остеоартрита, таким образом профилактика и лечение на раннем этапе играют очень важную роль.

Гидролизат коллагена необходимо применять в тех случаях, когда заболевание перетекает в хроническое и необходимо соблюдать диету (исключить мясо, молочные продукты), чтобы избежать нехватки аминокислоты.

Как долго и в каких дозах необходимо принимать гидролизат коллагена, чтобы достичь результатов?

Согласно современным знаниям, основанным на исследованиях, чтобы достичь результата, необходимо принимать ежедневно 10 г гидролизата коллагена. Согласно исследованиям, период лечения может занять, по меньшей мере, 3 месяца. Однако если есть вероятность рецидива после прекращения лечения, то необходимо продолжительное лечение, чтобы сохранить результат.

Долгосрочная терапия гидролизатом коллагена может быть также полезна для профилактических мер.

К гидролизату коллагена проявляется значительный научный интерес по профилактике и лечению заболеваний суставов. Он является полностью безопасным продуктом, поэтому подходит для долгосрочного курса лечения. Гидролизат коллагена может содержаться не только в чистом виде, но и в различных напитках и продуктах.

Не наблюдается побочных эффектов или противопоказаний к применению с другими препаратами. В очень редких случаях может наблюдаться вздутие кишечника или диарея.