Collagen là protein chính trong nhiều mô liên kết cấu trúc trong cơ thể như da, xương, dây chằng, gân và cơ. Nó bao gồm các sợi protein quấn trong một cấu trúc chắc gọi là triple helical. Collagen chiếm ít nhất 70% trọng lượng khô của da người.
Nhiều loại collagen khác nhau đã được xác định. Loại I là dạng collagen chính được tìm thấy trong lớp bì, tạo độ bền, căng cho da. Loại III là collagen da chủ yếu khác, đặc biệt là ở da trẻ nhỏ. Loại IV và VII quan trọng ở lớp đáy của da.
Collagen được chuyển hóa như thế nào trong cơ thể và làn da của chúng ta?
Collagen được tổng hợp trong da bởi các nguyên bào sợi ở da, liên kết các axit amin thành một chuỗi glycine-proline-X hoặc glycine-X-hydroxyproline. Mỗi axit amin thứ ba trong collagen là glycine và 20% là proline hoặc hydroxyproline; X có thể là bất kỳ amino axit nào khác. Glycine là axit amin nhỏ nhất, cho phép chuỗi protein alpha hình thành cấu hình xoắn ốc chặt chẽ. Enzyme hydroxylase gắn các nhóm hydroxyl vào axit amin proline và lysine nhờ chất xúc tác vitamin C. Hydroxyproline là duy nhất đối với collagen. Quá trình các gốc glucose và galactose được gắn vào các nhóm hydroxyl lysine gọi là glycosyl hóa. Ba chuỗi xoắn alpha cuộn vào nhau thành một cấu trúc triple helical. Bên ngoài nguyên bào sợi, collagen propeptide này được phân cắt bởi collagen peptidase để tạo thành phân tử tropocollagen ngắn hơn. Ở bước cuối cùng, một loại enzyme phụ thuộc đồng là lysyl oxidase, tạo điều kiện hình thành các liên kết ngang ổn định giữa lysine và hydroxylysine trên các phân tử tropocollagen riêng biệt để tạo độ bền, căng cho sợi collagen.
Collagen liên tục được đảo lộn. Enzyme collagenase liên quan đến phá vỡ các sợi collagen để đáp ứng với tổn thương tế bào oxy hóa và trong quá trình chuyển hóa tế bào bình thường. Mất cân bằng giữa sản xuất và phá hủy collagen dẫn đến giảm độ bền, căng và hình thành nếp nhăn. Thoái hóa collagen được đẩy nhanh do chế độ ăn uống kém và tiếp xúc với ánh nắng mặt trời quá nhiều. Thiếu hụt dinh dưỡng, chẳng hạn như bệnh Scurvy do thiếu vitamin C và đột biến gen, như trong hội chứng Ehlers-Danlos và bệnh xương thủy tinh dẫn đến bất thường cấu trúc collagen.
Thực phẩm giàu collagen ăn vào được phân hủy thành 2-3 axit amin oligopeptide (collagen hydrosylates) trong đường tiêu hóa. Oligopeptide và các axit amin đơn dễ dàng được hấp thu từ ruột vào máu, từ đó chúng có thể được sử dụng để tạo ra bất kỳ loại protein cần thiết nào. Mặc dù axit amin hydroxyproline là duy nhất đối với collagen, nhưng nó có thể được sử dụng để tạo collagen trong bất kỳ mô liên kết nào, không chỉ ở da.
Điều gì xảy ra với collagen da khi lão hóa?
Lão hóa da có liên quan đến sự giảm dần quá trình tổng hợp collagen và tăng thoái hóa collagen. Sự sắp xếp không gian ba chiều của các sợi collagen thấy ở làn da trẻ dần dần trở thành hai chiều và các bó collagen mỏng dần và trở nên bị phân mảnh và vón cục khi da lão hóa. Những thay đổi này được đẩy nhanh bởi các yếu tố bên ngoài bao gồm tia cực tím (UV), ô nhiễm, khói thuốc và dinh dưỡng kém, dẫn đến khô da và nhăn nheo.
Có thể làm gì để tối ưu hóa lượng collagen trong da và làm chậm các dấu hiệu lão hóa?
Quá trình lão hóa diễn ra khi chúng ta già đi, kèm các yếu tố di truyền ảnh hưởng đến tốc độ và các dấu hiệu lão hóa da có thể nhìn thấy được.
Hai yếu tố bên ngoài quan trọng ảnh hưởng đến quá trình lão hóa da có thể nhìn thấy mà chúng ta có thể kiểm soát là ánh nắng mặt trời và chế độ ăn uống.
Các biện pháp chống nắng nên bắt đầu từ khi còn trẻ để mang lại lợi ích tối đa, nhưng quá trình lão hóa da có thể nhìn thấy có thể bị chậm lại ngay cả khi hành vi chống nắng bắt đầu ở tuổi trưởng thành. Đội mũ rộng vành và mặc quần áo có chỉ số chống nắng cao (UPF) 50+ che thân và tay chân bất cứ khi nào ở ngoài trời vào ban ngày sẽ làm giảm sự phân hủy collagen trong da do tia UV.
Một chế độ ăn uống cân bằng bao gồm protein (0,8–1 mg/kg/ngày), vitamin C và đồng rất cần thiết cho sức khỏe của da, đặc biệt là khi tuổi càng cao thì việc hấp thu và sử dụng các vitamin, khoáng chất và axit amin thiết yếu trở nên kém hiệu quả hơn. ‘Chế độ ăn kiêng kiểu Địa Trung Hải’ giàu thực phẩm có nguồn gốc thực vật bao gồm trái cây và rau tươi, thảo mộc, quả hạch, đậu và ngũ cốc nguyên hạt; một lượng vừa phải hải sản, sữa, thịt gia cầm và trứng; và thỉnh thoảng thịt đỏ có liên quan đến sức khỏe làn da tốt.
Ngủ đủ giấc đều đặn, tránh hút thuốc và giảm thiểu tiếp xúc với ô nhiễm là những yếu tố góp phần làm chậm các dấu hiệu lão hóa da.
Những loại thực phẩm cần thiết để tạo collagen?
Collagen là một loại protein được tìm thấy trong da và hệ thống cơ xương; thực phẩm giàu collagen bao gồm xương, thịt đỏ (ví dụ: thịt cừu, thịt bò, thịt lợn) và thịt trắng (ví dụ: thịt gia cầm, cá, động vật có vỏ như tôm, cua). Lòng trắng trứng, tảo biển và tảo xoắn cũng là nguồn cung cấp collagen. Collagen thiếu axit amin thiết yếu tryptophan, vì vậy các nguồn protein khác như đậu và các loại cây họ đậu là cần thiết để có sức khỏe tối ưu.
Vitamin C là một yếu tố cần thiết cho quá trình tổng hợp collagen. Trái cây và rau quả tươi bao gồm trái cây họ cam quýt, berries, Kiwi và củ dền, là những nguồn giàu vitamin C.
Khoáng chất bao gồm đồng cũng rất quan trọng trong sản xuất collagen. Nguồn thực phẩm tự nhiên của đồng bao gồm động vật có vỏ, các loại hạt như hạt điều, ngũ cốc, trái cây và rau quả bao gồm bơ, đậu xanh, khoai lang, nấm và đậu phụ.
Các chất dinh dưỡng như vitamin và khoáng chất được hấp thu tốt nhất từ nguồn thực phẩm tươi so với thực phẩm chế biến hoặc thực phẩm chức năng. Bổ sung collagen có thể có ích cho chế độ ăn thiếu protein.
Những biện pháp khác cải thiện collagen da?
Các nghiên cứu sử dụng các chất bổ sung collagen hydrosylates đường uống thường cho kết quả tốt hơn so với các phân tử collagen lớn và các chế phẩm bôi ngoài da, để giảm các dấu hiệu khô và nhăn da, đặc biệt nếu chúng cũng chứa các chất dinh dưỡng khác như vitamin C.
Collagen có thể được lấy từ các nguồn động vật và biển. Các nguồn collagen từ biển có thể được ưu tiên hơn do khả năng hấp thụ tốt hơn và nguy cơ gây ô nhiễm sinh học thấp hơn. Chú ý đến xuất xứ của các chất bổ sung collagen là rất quan trọng đối với chất lượng, độ an toàn. Các nguồn collagen tổng hợp có thể được tạo ra trong quá trình nuôi cấy từ việc kết hợp tế bào động vật có vú và côn trùng, nấm men và tế bào thực vật.
Các nguồn collagen khác
Retinoids tại chỗ như axit retinoic và retinaldehyd, làm tăng procollagen loại I và giảm metallicoproteinase, chất phá vỡ collagen. Axit retinoic làm tăng collagen loại I, III và VII ở lớp bì và tổ chức lại các bó collagen ở lớp bì. Trong các thử nghiệm lâm sàng, retinoids tại chỗ có hiệu quả lâm sàng trong điều trị lão hóa da, giảm nếp nhăn, sần sùi và chảy xệ. Tuy nhiên, retinoids tại chỗ đôi khi có thể gây kích ứng da.
Axit alpha-hydroxy tại chỗ (AHA) và trẻ hóa da bằng cách sử dụng laser phân đoạn và kỹ thuật tạo hình bằng tia phóng xạ cũng có thể kích thích sản xuất collagen ở một mức độ nhất định.
Tiêm chất làm đầy collagen có nguồn gốc từ collagen bò hoặc từ nuôi cấy nguyên bào sợi người được sử dụng để làm mềm các đường và nếp nhăn.
