Collagen: Protein dạng sợi và không hoà tan

Collagen là gì?

Collagen là một loại protein cứng, dạng sợi và không hòa tan. Chúng rất dồi dào khi chiếm tới 1/3 lượng protein của cơ thể. Hầu hết các phân tử của collagen được liên kết với nhau nhằm tạo thành các sợi mỏng và dài. Collagen được xem như một loại keo dán, giữ cho tất cả các mô tế bào dính chặt vào nhau.

Collagen mang lại rất nhiều lợi ích cho cơ thể con người, không chỉ giúp da khỏe mạnh và đàn hồi mà còn giúp hỗ trợ xương, dây chằng, cơ bắp, sụn cũng như các cơ quan nội tạng. Nhiều chế phẩm collagen còn được sử dụng trong điều trị đau khớp kết hợp với nhiều loại viêm khớp và phẫu thuật; điều trị đau lưng, đau cổ và đau sau chấn thương.

Có hai loại collagen:

• Collagen nội sinh: Do cơ thể chúng ta tự tổng hợp, loại collagen này đảm nhận một số chức năng quan trọng. Vì thế, việc suy giảm collagen nội sinh sẽ có liên quan tới một số vấn đề về sức khỏe.

• Collagen ngoại sinh: Đây là loại collagen tổng hợp từ một nguồn bên ngoài cơ thể.

Thành phần của collagen có ít nhất 16 loại và trong đó có 4 loại chính, bao gồm:

• Loại I: Được cấu tạo từ các sợi dày đặc và chiếm 90% lượng collagen trong cơ thể. Thành phần này góp phần tạo nên cấu trúc của gân, sụn sợi, mô liên kết, răng, cấu trúc da và xương.

• Loại II: Được tạo ra từ các sợi lỏng lẻo hơn và có trong sụn đàn hồi và đệm khớp.

• Loại III: Loại này có tác dụng hỗ trợ cấu trúc của khối cơ bắp, động mạch,...

• Loại IV: Thành phần này có trong da và nó có tác dụng hỗ trợ quá trình thanh lọc.

Điều chế sản xuất collagen

Các sản phẩm chức năng bổ sung collagen trên thị trường hiện nay phần lớn đều có nguồn gốc từ động vật, đặc biệt là lợn, bò và cá. Thông thường, các thực phẩm bổ sung chứa collagen loại I, II, III hoặc hỗn hợp cả ba loại. Collagen được cung cấp cho cơ thể chủ yếu dưới các dạng sau:

• Collagen thủy phân: Còn được gọi là collagen hydrolyzate hoặc collagen peptide, được chia thành các đoạn protein nhỏ hơn gọi là axit amin;

• Gelatin: Collagen trong gelatin chỉ bị phân hủy một phần thành các axit amin.

• Nguyên sơ: Ở dạng thô - protein collagen vẫn còn nguyên.

Trong số ba dạng nêu trên, collagen thủy phân được cơ thể hấp thụ hiệu quả nhất. Nghĩa là, collagen dưới bất kỳ dạng nào được đưa vào cơ thể đều được thủy phân thành các axit amin thì cơ thể mới có thể hấp thụ dễ dàng để xây dựng collagen và các dạng protein cần thiết khác trong các mô cơ quan.

Collagen trên thực tế có thể tự tổng hợp thông qua sử dụng các axit amin từ các loại thực phẩm giàu protein. Tuy nhiên, để tăng cường lượng collagen và các lợi ích khác cho cơ thể thì bạn cần phải bổ sung thêm chúng.

Cơ chế hoạt động 

Collagen bắt nguồn từ các nguyên bào sợi, là những tế bào da chuyên bào chuyên biệt nằm dưới lớp trung bì có chức năng sản xuất ra các sợi, mà chủ yếu là Collagen, elastin (protein giúp da có thể hồi phục lại).

Khi nhận được tín hiệu sản xuất collagen, nguyên bào sợi sẽ kết hợp những thành phần acid amin cần thiết lại dưới xúc tác của Vitamin C và một số chất khác tổng hợp ra những tiểu đơn vị collagen ngắn được gọi là procollagen.

Sau khi được chuyển ra khỏi tế bào sợi, những đơn vị này kết hợp với nhau để tạo thành những phân tử collagen hoàn chỉnh, tiếp tục xoắn lại trở thành các loại sợi, xây dựng kết cấu cho làn da, xương, mạch máu, cơ bắp và nhiều bộ phận khác.

Coolagen có rất nhiều công dụng đối với cơ thể và làn da, bao gồm:

Với mạch máu: Tác dụng của collagen là hợp chất sản sinh ra mạch máu, giúp đề phòng xơ cứng động mạch và chứng cao huyết áp. Với những người bị xơ cứng động mạch não hoặc nhồi máu cơ tim, collagen đặc biệt có vai trò rất quan trọng.

Với mắt: Collagen dạng kết tinh tồn tại nhiều trong giác mạc và thủy tinh thể. Lượng collagen sụt giảm khi tuổi tăng cao làm giác mạc hoạt động kém, ảnh hưởng thủy lực và làm cho thủy tinh thể mờ đi do chất amino bị lão hóa.

Với xương: Bên cạnh canxi, collagen là thành phần quan trọng trong cấu tạo của xương. Collagen đóng vai trò các sợi liên kết khung xương với nhau. Một khi collagen suy yếu cũng sẽ làm giảm tính đàn hồi và dẻo dai của xương. Do đó, việc bổ sung collagen còn được xem như một cách giúp xương chắc khỏe và phòng bệnh loãng xương.

Với sụn: Collagen chiếm tới 50% trong cơ cấu thành phần sụn. Thiếu collagen khiến độ ma sát giữa các khớp xương lớn hơn, khiến xương bị biến dạng. Ngoài việc ngăn ngừa và giảm thiểu các bệnh liên quan đến xương thì collagen còn giúp phòng chống các bệnh như đau thắt lưng, thoát vị đĩa đệm.

Với tóc và móng chân – tay: Collagen cung cấp chất dinh dưỡng hỗ trợ hoạt động của chất sừng, vì vậy việc bổ sung uống collagen giúp cho tóc và móng chân, móng tay chắc khỏe, tóc trở nên bóng mượt, bớt rụng hơn.

Với hệ miễn dịch và não bộ: Collagen có khả năng hỗ trợ hoạt động của các vi khuẩn có lợi trong hệ miễn dịch. Ngoài ra, collagen còn có tác dụng tăng cường hoạt động của não.

Với da: Công dụng nổi bật của collagen phải kể đến lợi ích đối với làn da. Collagen giúp tăng độ đàn hồi, tăng mức độ ẩm và độ mướt của da. Collagen loại I và III là thành phần chính, giúp làn da khỏe mạnh với cấu trúc vững chắc. Mặc dù collagen được cơ thể tự tổng hợp liên tục, nhưng các nghiên cứu đã chỉ ra cơ thể vẫn bị giảm 1% lượng da mỗi năm, gây lão hóa da.

Nghiên cứu vào năm 2019 cho thấy, với những phụ nữ dùng chất bổ sung collagen thường xuyên sẽ có sự cải thiện về độ đàn hồi và vẻ ngoài của da. Collagen cũng được sử dụng trong các phương pháp điều trị tại chỗ để cải thiện chất lượng làn da bằng cách giảm thiểu các đường nhăn và nếp nhăn.

Collagen cung cấp cấu trúc cho nhiều bộ phận trong cơ thể. Chúng ta có thể bổ sung collagen bằng thực phẩm hoặc bổ sung bằng các chế phẩm.

Có nhiều loại thực phẩm và chất dinh dưỡng có thể giúp cơ thể tạo ra loại protein này. Ngoài ra, bổ sung collagen có thể có lợi trong việc cải thiện chất lượng da, chức năng cơ và giảm đau do viêm xương khớp. 

• Viên nang collagen: Dùng để uống với hàm lượng collagen được tính toán kỹ trong mỗi viên nang. Hãy uống viên này với nhiều nước để cơ thể hấp thụ hoàn toàn và tránh được không bị đào thải ra ngoài.

• Thuốc bôi collagen dạng gel: Dùng thoa trực tiếp lên da.

• Nước uống collagen: Trước khi uống thì lắc nhẹ chai, sau đỏ mở vỏ chai và uống. Loại collagen dạng nước uống này giúp cơ thể nhanh chóng được hấp thụ toàn bộ.

• Bột collagen: Loại collagen này chỉ cần hòa tan với nước và uống bình thường. Thời gian uống là vào buổi tối trước khi đi ngủ 30 phút.

Bạn có thể sử dụng collagen thời điểm nào trong ngày cũng được nhưng để phát huy tốt nhất hiệu quả của nó, các chuyên gia khuyên nên dùng vào buổi tối hoặc buổi sáng; đặc biệt là vào buổi tối bởi đây là thời gian mà quá trình trao đổi chất và tái tạo da diễn ra mạnh mẽ nhất. Uống collagen vào thời điểm này sẽ giúp cơ thể hấp thụ nhanh và tác dụng của collagen đạt hiệu quả tối ưu nhất. Nếu uống collagen vào các thời điểm khác trong ngày, bạn nên uống cách bữa ăn 3 giờ và hạn chế dung nạp thêm thức ăn sau khi uống.

Collagen được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Chúng dùng để thủy phân tạo thành gelatin, một loại protein dễ tan trong nước, được sử dụng nhiều trong thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm và công nghệ nhiếp ảnh.

Trong công nghiệp thực phẩm

Collagen được dùng làm vỏ bao xúc xích, màng bọc bánh kẹo, nguyên liệu sản xuất thực phẩm chức năng, sản xuất một số loại kẹo dẻo.

Collagen hydrolysate được sử dụng như một phụ gia tạo cấu trúc trong công nghiệp sữa và các sản phẩm từ sữa.

Ngoài ra, collagen cũng được dùng phổ biến trong quá trình làm sạch rượu vang, bia, nước trái cây do nó có khả năng làm keo tụ các chất vẩn đục trong dung dịch, đồng thời rất an toàn...

Trong mỹ phẩm

Collagen được bổ sung vào các loại mỹ phẩm, đặc biệt là các loại mỹ phẩm dùng để chăm sóc da. Chúng có tác dụng chống lão hóa, ngăn ngừa và cải thiện nếp nhăn bằng cách tạo ra một hệ thống nâng đỡ, hỗ trợ các đặc tính cơ học của da như sức căng, độ đàn hồi, đồng thời giúp duy trì độ ẩm tối ưu cho da, đảm bảo sắc tố da, làm cho da mịn màng, tươi tắn và trẻ trung.

Ngoài ra, collagen có tác dụng cao trong quá trình phục hồi và tái tạo da. Trường hợp da bị tổn thương hay trong giai đoạn tái tạo sau khi điều trị các vấn đề về da như nám, mụn, sẹo, tiêu da thừa sau khi giảm béo, có thể điều trị collagen phục hồi.

Các nhà sản xuất còn sử dụng collagen làm nguyên liệu sản xuất mặt nạ dưỡng da, dầu gội...

Trong Y học và Dược phẩm

Trong sản xuất thuốc:

Gelatin là thành phần chính của vỏ thuốc nang mềm và thuốc nang cứng. Nó đóng vai trò là polyme tạo nên màng vỏ. Gelatin khi hòa tan trong nước tạo độ nhớt, vì vậy nó còn được sử dụng làm chất ổn định trong dạng bào chế nhũ tương.

Cầm máu và hàn gắn vết thương:

Trong nha khoa và phẫu thuật, bọt collagen được sử dụng rộng rãi để cầm máu và tăng khả năng hàn gắn vết thương. Sợi collagen có thể xử lý tạo cấu trúc thẳng dài, dùng làm sản phẩm gân, dây chằng Y học.

Ống collagen được dùng thay thế cho các cấu trúc thực quản, dây thần kinh ngoại biên, niệu quản...

Tác nhân thay thế máu:

Collagen chiếm khoảng 3,5 - 5,5% trong Plasma expander – một giải pháp thay thế trong trường hợp mất máu nghiêm trọng mà chưa có sẵn máu để truyền bổ sung. Plasma expander giúp thay thế lượng máu đã mất, phục hồi thể tích và áp suất máu.

Nuôi cấy mô và tế bào:

Collagen được sử dụng làm chất nền hỗ trợ cho việc nuôi cấy tế bào. Tế bào nuôi cấy trên collagen kích thích, làm vết thương mau lành.

Trong nội soi và phẫu thuật thẩm mỹ

Collagen hydrolysate được dùng để bôi trơn các ống nội soi, giúp các ống này dễ dàng đưa vào cơ thể, không gây đau cho bệnh nhân. 

Vì collagen là một polymer tự nhiên, nên được sử dụng để tạo hình như bơm môi, làm căng da mặt trong phẫu thuật thẩm mỹ.

Bên cạnh đó, collagen còn dùng làm nguyên liệu sản xuất thực phẩm chức năng cải thiện tính linh hoạt của khớp, sự chắc khỏe của xương do vai trò giúp tích tụ calci trong xương.

Trong công nghệ nhiếp ảnh

Collagen là thành phần thiết yếu cho quá trình đông tụ và phát triển bạc halogen – một chất nhũ tương ảnh.

Mặc dù rất tốt cho cơ thể, song việc bổ sung collagen cũng cần lưu ý những điều sau đây:

Đối với những người đang dùng thuốc tránh thai không nên bổ sung uống collagen vào cơ thể bởi có thể sẽ có tác dụng phụ như cảm giác có thai giả, xuất hiện các dấu hiệu kèm theo như da nám, cơ thể mệt mỏi.

Nên kết hợp tập luyện thể dục thể thao với uống collagen để mang lại lối sống lành mạnh và khoa học giúp cơ thể phát triển và tái tạo da tốt.

Bạn nên hỏi ý kiến bác sĩ trước khi uống bất kỳ loại thuốc có thành phần nào bạn bị dị ứng.

Nên uống bổ sung collagen liên tục trong vòng 3 tháng, rồi ngưng lại trong vòng 1 tháng để cơ thể tự hấp thu trọn vẹn lượng collagen, sau đó mới dùng lại với liều uống duy trì.

Collagen chỉ nên dùng với liều lượng vừa phải, phù hợp. Chọn loại collagen cung cấp vừa và đủ mức cần thiết cho cơ thể mỗi ngày. Thông thường mỗi người cần khoảng 5g collagen/ngày.

Cơ thể con người chỉ hấp thu được một lượng collagen nhất định với hàm lượng trung bình từ 1000mg - 1500mg. Vượt quá ngưỡng này collagen sẽ bị đào thải ra ngoài gây lãng phí và không mang lại hiệu quả làm đẹp da như mong muốn.

Collagen có thể tự sản xuất trong cơ thể hoặc cần được bổ sung từ nguồn thực phẩm bên ngoài. Tuy nhiên, để duy trì và bảo vệ collagen một cách tối ưu thì cần tránh ăn nhiều đường và tinh bột trắng vì chúng sẽ là nhân tố làm cản trở khả năng tự phục hồi của collagen.

Tránh tiếp xúc nhiều với ánh nắng mặt trời do bức xạ của tia cực tím cũng trở thành những yếu tố làm giảm quá trình sản xuất collagen trong cơ thể. 

Tránh hút thuốc vì thói quen hút thuốc sẽ làm giảm quá trình sản xuất collagen tự nhiên, từ đó khó chữa lành được vết thương trên da (nếu có) và xuất hiện nhiều nếp nhăn.