Θαλάσσιο κολλαγόνο: Ένα πολλά υποσχόμενο βιοϋλικό για την επούλωση πληγών, την αντιγήρανση του δέρματος και την αναγέννηση των οστών

Παρακαλώ επικοινώνησεoscar.xiao@wecistanche.comΓια περισσότερες πληροφορίες

Αφηρημένη:Οι θαλάσσιοι οργανισμοί φιλοξενούν πολυάριθμες διενεργές ουσίες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη φαρμακευτική και καλλυντική βιομηχανία. Η επιστημονική έρευνα για διάφορες εφαρμογές του κολλαγόνου που εξάγεται από αυτούς τους οργανισμούς έχει γίνει ολοένα και πιο επιφανής. Το θαλάσσιο κολλαγόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βιο-υλικό επειδή είναι υδατοδιαλυτό, μεταβολικά συμβατό και εξαιρετικά προσιτό. Από την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας, είναι προφανές ότι το θαλάσσιο κολλαγόνο είναι μια ευέλικτη ένωση ικανή να θεραπεύει δερματικά τραύματα ποικίλης σοβαρότητας, καθώς και να καθυστερεί τη φυσική διαδικασία γήρανσης του ανθρώπου. Από πειράματα in vitro έως in vivo, το κολλαγόνο έχει αποδείξει την ικανότητά του να προκαλεί μετανάστευση κερατινοκυττάρων και ινοβλαστών καθώς και αγγείωση του δέρματος. Επιπλέον, το θαλάσσιο κολλαγόνο και τα παράγωγα έχουν αποδειχθεί ευεργετικά και χρήσιμα τόσο για την πρόληψη και θεραπεία της οστεοπόρωσης όσο και της οστεοαρθρίτιδας. Άλλες ασθένειες που σχετίζονται με τα οστά μπορεί επίσης να στοχοποιηθούν από το κολλαγόνο, καθώς είναι ικανό να αυξήσει την οστική πυκνότητα, την εναπόθεση μετάλλων και, κυρίως, την ωρίμανση και τον πολλαπλασιασμό των οστεβλαστών. Σε αυτήν την ανασκόπηση, καταδεικνύουμε τα πλεονεκτήματα του θαλάσσιου κολλαγόνου έναντι των χερσαίων ζωικών πηγών και τις βιοϊατρικές εφαρμογές του θαλάσσιου κολλαγόνου που σχετίζονται με τη βλάβη των οστών και του δέρματος. Τέλος, συζητούνται εν συντομία ορισμένοι περιορισμοί του θαλάσσιου κολλαγόνου.

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα

Λέξεις-κλειδιά:θαλάσσιο κολλαγόνο; την επούλωση των πληγών; αναγέννηση των οστών? πεπτίδια κολλαγόνου; αντι γήρανση; οστεοπόρωση;οστεοαρθρίτιδα; κολλαγόνο ψαριών? θαλάσσιο σφουγγάρι

1. Εισαγωγή

Η εξωκυτταρική μήτρα (ECM) παίζει σημαντικό ρόλο στη φυσική ακεραιότητα των κυττάρων, όπου εμπλέκεται στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, τη διαφοροποίηση, τη μετανάστευση και την προσκόλληση [1-6]. Το κολλαγόνο είναι η κύρια δομική πρωτεΐνη στο ECM και στον συνδετικό ιστό των ζώων. Στα θηλαστικά, η πρωτεΐνη κολλαγόνου είναι σε μεγάλη αφθονία και εντοπίζεται κυρίως στο ECM των ινωδών συνδετικών ιστών, όπως ο τένοντας και το δέρμα [7-10]. Παίζει βασικούς δομικούς ρόλους υποστηρίζοντας το σχηματισμό, την αντοχή σε εφελκυσμό και την ευκαμψία των αρθρώσεων [11-15]. Οι τύποι κολλαγόνου I, II, II, V και XI είναι σε θέση να σχηματίσουν ινίδια που είναι απαραίτητα για τη δομική υποστήριξη και την αντίσταση στη μηχανική καταπόνηση στους συνδετικούς ιστούς[16,17]. Το κολλαγόνο τύπου Ι είναι η πιο άφθονη μορφή και υπάρχει κυρίως στους τένοντες και το δέρμα [18-20].

Το κολλαγόνο έχει πολυάριθμες βιοϊατρικές εφαρμογές που κυμαίνονται από την επούλωση πληγών, την αναγέννηση οστών και ιστών και τη χορήγηση φαρμάκων (Εικόνα 1)[21,22]. Η προσβασιμότητα, η ευελιξία και η βιοσυμβατότητά του το καθιστούν χρήσιμο βιοϋλικό σε πολλούς τομείς [22-24]. Το κολλαγόνο είναι ένα τριμερές μόριο που αποτελείται από τρεις πολυπεπτιδικές αλφα-αλυσίδες, που σχηματίζουν εξαιρετικά οργανωμένες τρισδιάστατες δομές ικανές να αντιστέκονται στο μηχανικό στρες και να υποστηρίζουν την ανάπτυξη των κυττάρων [25,26].

Οι θαλάσσιοι οργανισμοί όπως τα ψάρια, οι μέδουσες, τα σφουγγάρια και άλλα ασπόνδυλα φιλοξενούν σημαντική πηγή κολλαγόνου και είναι εξαιρετικά πλεονεκτικοί σε σχέση με άλλες πηγές, καθώς είναι μεταβολικά συμβατοί, στερούνται θρησκευτικών περιορισμών και είναι απαλλαγμένοι από ζωικά παθογόνα [27-30].

Το Cistanche μπορεί να αντιγηρανθεί

Στην πραγματικότητα, τα δέρματα ψαριών χρησιμοποιούνται συνήθως για την εκχύλιση κολλαγόνου τύπου Ι, καθώς όχι μόνο είναι εξαιρετικά άφθονα, αλλά δεν έχουν θρησκευτικούς περιορισμούς και δεν αποτελούν κίνδυνο μετάδοσης ασθενειών [31-33]. Τα ζώα της ξηράς έχουν πολλές μεταδοτικές ασθένειες, γεγονός που τα καθιστά λιγότερο ευνοϊκά για χρήση σε βιομηχανίες. Για παράδειγμα, τα βοοειδή, αν και αποτελούν μεγάλη πηγή κολλαγόνου, ενέχουν κινδύνους για σπογγώδη εγκεφαλοπάθεια των βοοειδών (ΣΕΒ) καθώς και για μεταδοτική σπογγώδη εγκεφαλοπάθεια (ΜΣΕ)[29,34,35]. Αυτές οι προοδευτικές νευρολογικές διαταραχές επηρεάζουν τα βοοειδή και μπορούν να οδηγήσουν σε απειλητικές για τη ζωή λοιμώξεις στον άνθρωπο [29]. Επιπλέον, ορισμένοι θρησκευτικοί περιορισμοί σχετικά με τη χρήση βοοειδών για τη φαρμακευτική και τη βιομηχανία καλλυντικών αποτελούν αντικείμενο συζήτησης[35]. Αυτοί οι παράγοντες καθιστούν τις θαλάσσιες πηγές κολλαγόνου μια πολύ πιο ασφαλή, ευκολότερη και πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση.

Οι πληγές του δέρματος μπορεί να χρειαστούν πολύ χρόνο για να επουλωθούν και συχνά δεν επουλώνονται πλήρως.cistanche แอ ม เว ย์Το θαλάσσιο κολλαγόνο που απομονώθηκε από οργανισμούς όπως τα ψάρια, οι μέδουσες και τα σφουγγάρια έχει εμπλακεί σε αρκετές μελέτες σχετικά με τη δυνατότητά του να αυξάνει τα ποσοστά επούλωσης πληγών [36-41]. Οι διαδικασίες περιλαμβάνουν αυξημένη μετανάστευση ινοβλαστών και κερατινοκυττάρων καθώς και αγγείωση και ανάπτυξη της επιδερμίδας [42-44]. Εκτός από την επιτάχυνση της επούλωσης των πληγών, το θαλάσσιο κολλαγόνο έχει επίσης αποδειχθεί ότι έχει αντιγηραντικές ιδιότητες επιβραδύνοντας τη διαδικασία γήρανσης στα ποντίκια[45-48]. Μελέτες σε ανθρώπους έχουν επίσης δείξει ότι το θαλάσσιο κολλαγόνο μπορεί να μειώσει τις ρυτίδες, να βελτιώσει την ελαστικότητα του δέρματος και να ενισχύσει τη συνολική δομή και εμφάνιση του δέρματος. Επιπλέον, η ικανότητα του κολλαγόνου να αναπλάθει τα οστά έχει αποδειχθεί επιτυχής σε μοντέλα αρουραίων με εμμηνοπαυσιακή οστεοπόρωση [49]. Το θαλάσσιο κολλαγόνο είναι σε θέση να αυξήσει την οστική πυκνότητα και την οστεοβλαστική δραστηριότητα, εξυπηρετώντας προστατευτικά αποτελέσματα έναντι του εκφυλισμού των οστών [49-53]. Το κολλαγόνο έχει επίσης αποδειχθεί ότι προκαλεί χονδρογονική διαφοροποίηση και αποτρέπει την ανάπτυξη οστεοαρθρίτιδας (ΟΑ)[54,55].

Εδώ, εξετάζουμε την πιθανή εφαρμογή του θαλάσσιου κολλαγόνου στη διευκόλυνση της επούλωσης των πληγών και υπογραμμίζουμε ότι το θαλάσσιο κολλαγόνο μπορεί να ενισχύσει την ελαστικότητα του δέρματος και έτσι να μειώσει τη διαδικασία γήρανσης του δέρματος. Επιπλέον, περιγράφουμε την καταλληλότητα του θαλάσσιου κολλαγόνου για μηχανική οστικού ιστού και σχηματισμό χόνδρου λόγω της υψηλής βιοσυμβατότητάς του. Αν και υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί που σχετίζονται με τη χρήση του θαλάσσιου κολλαγόνου, είναι προφανές ότι η πλεονεκτική και αποτελεσματική δυνατότητα του θαλάσσιου κολλαγόνου υπερτερεί σημαντικά των μειονεκτημάτων του.

2.Εφαρμογή κολλαγόνου στην επούλωση τραυμάτων και την αντιγήρανση

Η επιδερμίδα μας είναι ο πιο σημαντικός έμφυτος αμυντικός φραγμός ενάντια σε όλα τα παθογόνα και παίζει σημαντικό ρόλο στην ομοιόσταση των ιστών[56-58]. Οι τραυματισμοί του δέρματος είναι δύσκολο να αντιμετωπιστούν, αλλά γίνονται όλο και πιο συνηθισμένοι ως αποτέλεσμα εγκαυμάτων, λοιμώξεων, ουλών, γενετικών διαταραχών και άλλων ασθενειών [59,60]. Οι θεραπείες στοχεύουν στην αποκατάσταση της ακεραιότητας του ιστού, που περιλαμβάνει διαδικασίες όπως η φλεγμονή, η κυτταρική διαίρεση, η διαφοροποίηση και η αγγείωση. Η ενδοθηλιακή διαπερατότητα επιτρέπει την κυτταρική προσκόλληση, η οποία ακολουθείται από κυτταρική διαφοροποίηση και ωρίμανση [61,62]. Το θαλάσσιο κολλαγόνο έχει αποδειχθεί ότι είναι ένα αποτελεσματικό βιοϋλικό για την επούλωση πληγών. Το κολλαγόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες συνθέσεις, όπως η χρήση πεπτιδίων κολλαγόνου και υδροξυλικών, ή ινών κολλαγόνου και δομών που μοιάζουν με ικριώματα [44,63].

Τα πεπτίδια θαλάσσιου κολλαγόνου παράγονται από το κολλαγόνο μέσω τόσο χημικής όσο και ενζυματικής υδρόλυσης και το μικρότερο μοριακό τους βάρος αυξάνει τη υδατοδιαλυτότητά τους, καθιστώντας τα πιο απορροφήσιμα [63,64]. Οι Hu et al. χρησιμοποίησε μια in vitro δοκιμασία γρατσουνίσματος για να αποδείξει ότι τα πεπτίδια θαλάσσιου κολλαγόνου βελτιώνουν το κλείσιμο του τραύματος σε συγκεντρώσεις 50 ug mL - ξεκινώντας από 12 ώρες μετά τη θεραπεία με κολλαγόνο (Εικόνα 2)[63]. Φάνηκε ότι σε 50-ug mL-l, η κυτταρική μετανάστευση που προκλήθηκε ήταν παρόμοια με τη μετανάστευση που παρατηρήθηκε από 10,0 ng mL-1 επιδερμικού αυξητικού παράγοντα, ένας παράγοντας που θεωρείται ότι παίζει καθοριστικό ρόλο στο τραύμα φαρμακευτικός. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας πεπτίδια θαλάσσιου κολλαγόνου που απομονώθηκαν από το δέρμα της τιλάπιας, τα πληγωμένα κουνέλια που έλαβαν θεραπεία με κολλαγόνο επουλώθηκαν σημαντικά πιο γρήγορα σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου μετά από 11 ημέρες [63].

Επιπλέον, οι Yang et al. απομόνωσε πεπτίδια κολλαγόνου από την Αλάσκα και απέδειξε ότι η από του στόματος χορήγηση πεπτιδίων κολλαγόνου σε τραυματισμένους αρουραίους αύξησε σημαντικά τα ποσοστά ανάκτησης σε σύγκριση με τις ομάδες ελέγχου[65]. Η υδροξυπρολίνη, η οποία προάγει την εναπόθεση κολλαγόνου και συνεπώς την επούλωση, αποδείχθηκε ότι είναι μεγαλύτερη στην ομάδα που έλαβε κολλαγόνο (10,6 ug mg mg l) με την πάροδο του χρόνου από ό,τι στην ομάδα ελέγχου (9,25 ug mg To5]. Την 12η ημέρα της επούλωσης, Οι ομάδες που υποβλήθηκαν σε θεραπεία εμφάνισαν πλήρη επαναεπιθηλιοποίηση και παρατηρήθηκε παρουσία τριχοθυλακίων, ενώ η ομάδα ελέγχου είχε κακή μετανάστευση κερατινοκυττάρων και χωρίς τριχοθυλάκια[65].

Παρόμοια με τις μελέτες που αναφέρθηκαν παραπάνω, οι Wang et al. διαπίστωσε ότι τα πεπτίδια θαλάσσιου κολλαγόνου (MCPs) που απομονώθηκαν από το δέρμα του σολομού βελτίωσαν σημαντικά την αντοχή σε εφελκυσμό του τραύματος του δέρματος σε αρουραίους [42]. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, η παρατηρούμενη βελτίωση εξαρτιόταν από τη δόση των πεπτιδίων κολλαγόνου και τον χρόνο μετά την καισαρική τομή [42]. Επιπλέον, τα επίπεδα υδροξυπρολίνης ήταν αξιοσημείωτα αυξημένα στις ομάδες που έλαβαν κολλαγόνο σε σύγκριση με τις ομάδες ελέγχου, αυξάνοντας με τρόπο εξαρτώμενο από το χρόνο και τη δόση [42]. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι οι αρουραίοι στην ομάδα που υποβλήθηκε σε αγωγή με κολλαγόνο εμφάνισαν αυξημένο πολλαπλασιασμό ινοβλαστών και αγγείωση 7 ημέρες μετά τη θεραπεία[42]. Αυτά τα αποτελέσματα είναι παρόμοια με το πείραμα των Zhang et al, οι οποίοι απέδειξαν ότι τα πεπτίδια θαλάσσιου κολλαγόνου ενίσχυσαν τους ρυθμούς κλεισίματος των πληγών σε αρουραίους, την αντοχή σε εφελκυσμό στο σημείο της τομής και την εναπόθεση κολλαγόνου [43]. Η ιστολογική ανάλυση αποκάλυψε βελτιωμένη αγγείωση, ελαιθηλιοποίηση και διήθηση ινοβλαστών στις ομάδες που έλαβαν θεραπεία με κολλαγόνο [43].πόση στάμπα να πάρειςΗ εναπόθεση κολλαγόνου είναι ένα σημαντικό μέρος της αποκατάστασης από τραυματισμούς του δέρματος και την ανάπτυξη κοκκιώδους ιστού, και η υδροξυπρολίνη, η οποία προάγει την εναπόθεση κολλαγόνου, ήταν αυξημένη στις ομάδες που έλαβαν θεραπεία στις 7-και 11-ημέρες μετά τον τραυματισμό [ 43].

Επιπλέον, οι Pozzolini et al. απομονώθηκαν και καθαρίστηκαν υδροξυλικά θαλάσσιου κολλαγόνου από τον θαλάσσιο σπόγγο Chondrosia reniformis[66]. Χρησιμοποιώντας μια in vitro δοκιμασία ξυσίματος, προστέθηκαν 50 ug/mL κλασμάτων πεπτιδίου κολλαγόνου και τα κύτταρα αναλύθηκαν στις 0, 6,24 και 30 ώρες μετά τη χορήγηση. Σε σύγκριση με τις ομάδες ελέγχου, τα κύτταρα που υποβλήθηκαν σε αγωγή έδειξαν μετανάστευση και πολλαπλασιασμό ινοβλαστών και κερατινοκυττάρων, αυξάνοντας το κλείσιμο του κενού του τραύματος τόσο των δερματικών όσο και των επιδερμικών κυττάρων. Τα κύτταρα παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά να μεταναστεύουν και να αποικίζουν την περιοχή του κενού της γρατσουνιάς, ακολουθούμενη από αυξημένο κυτταρικό πολλαπλασιασμό κατά το χρονικό σημείο 24-h [66]. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν τις πολλά υποσχόμενες ικανότητες επούλωσης πληγών των υδροξυλικών ενώσεων θαλάσσιου κολλαγόνου που απομονώθηκαν από το C.reniformis. Ομοίως, το υδρολυμένο πεπτιδικό κολλαγόνο που απομονώθηκε και καθαρίστηκε από τη μέδουσα Rhopilema esculentum έδειξε δράση επούλωσης πληγών τόσο in vitro όσο και in vivo. Πρώτον, χρησιμοποιώντας μια δοκιμασία επούλωσης πληγών από γρατσουνιές, οι συγγραφείς απέδειξαν ότι οι ομάδες που έλαβαν θεραπεία με πεπτίδιο κολλαγόνου είχαν αυξημένη μετανάστευση κυττάρων και κλείσιμο του τραύματος ανάλογα με τη δόση στις 18, 36- και 48- ώρες μετά τη θεραπεία [67]. Όταν διερευνήθηκαν σε τραυματισμένα ποντίκια, τα πεπτίδια κολλαγόνου (0,9 g/kg) βελτίωσαν τα αποτελέσματα επούλωσης τραυμάτων, εν μέρει προάγοντας την αυξημένη έκφραση χημειοτακτικών παραγόντων (δηλ. -FGF και TGF- 1). Αυτοί οι παράγοντες παίζουν ρόλο στην προστασία του τραύματος από μόλυνση, στρατολογώντας φλεγμονώδη κύτταρα, τα οποία μπορούν επίσης να ρυθμίσουν τη μετανάστευση των ινοβλαστών και των κερατινοκυττάρων. έτσι, προάγοντας την επούλωση των πληγών [67].

Επιπλέον, οι Veeruraj et al. απομόνωσε ασταξανθίνη, μια αντιοξειδωτική και αντιφλεγμονώδη ένωση καθώς και κολλαγόνο διαλυτό σε οξύ και πεψίνη από το καλαμάρι, Doryteuthis sing-halensis [68]. Οι τραυματισμένοι αρουραίοι υποβλήθηκαν σε θεραπεία με συνδυασμό ασταξανθίνης και κολλαγόνου και παρατηρήθηκε ταχύτερος ρυθμός επούλωσης πληγών σε σύγκριση με τις πληγές που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με αλατόνερο. Η μελέτη διαπίστωσε επίσης ότι οι ομάδες που έλαβαν θεραπεία με κολλαγόνο είχαν αυξημένη επιθηλιοποίηση, αγγειογένεση, κερατινοποίηση και παρουσία ινών κολλαγόνου, οι οποίες μαζί συμβάλλουν στην επούλωση των πληγών[68].

Ομοίως, οι Chen et al. απομόνωσε κολλαγόνο από νανοΐνες κολλαγόνου δέρματος θαλάσσιας τιλάπιας και δέρματος βοοειδών και έδειξε ότι οι ομάδες αρουραίων που έλαβαν αγωγή με κολλαγόνο είχαν ταχύτερους ρυθμούς αποκατάστασης πληγών από τους ελέγχους[44]. Επιπλέον, η μελέτη διαπίστωσε ότι η υδροξυπρολίνη, ένα συστατικό του κολλαγόνου, έπαιξε σημαντικό ρόλο στο ρυθμό επούλωσης των πληγών προάγοντας την επαναεπιθηλιοποίηση. Οι ομάδες που έλαβαν θεραπεία με κολλαγόνο είχαν περισσότερους ινοβλάστες, περισσότερη αγγείωση, λιγότερη φλεγμονή και περισσότερες ίνες κολλαγόνου από τις ομάδες ελέγχου [4].

Μελέτες σε μεγαλύτερα ζώα, όπως τα πρόβατα, έχουν επίσης διεξαχθεί για να καταδειχθεί η επίδραση του κολλαγόνου στην επούλωση των πληγών. Για παράδειγμα, οι Melotti et al. κατασκεύασε ικριώματα που μοιάζουν με δέρμα με βάση το κολλαγόνο (CBSSs) από κολλαγόνο που απομονώθηκε από υπολείμματα τροφών αχινών για τη θεραπεία δερματικών πληγών στα πρόβατα [69]. Έδειξαν ότι οι πληγές που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με CBSS επουλώθηκαν με πολύ ταχύτερο ρυθμό από τις ομάδες ελέγχου. Ξεκινώντας από την ημέρα 14 μετά τον τραυματισμό, οι ομάδες που έλαβαν θεραπεία εμφάνισαν σημαντικά μεγαλύτερη ποσότητα μετανάστευσης κερατινοκυττάρων σε σύγκριση με τις ομάδες ελέγχου που δεν έλαβαν θεραπεία. Επιπλέον, οι ομάδες που έλαβαν CBSS είχαν λιγότερη φλεγμονή με την πάροδο του χρόνου και περισσότερη εναπόθεση κοκκώδους ιστού από την ομάδα ελέγχου [69]. Η ανάλυση γονιδιακής έκφρασης έδειξε μια ανοδική ρύθμιση ενός σημαντικού αυξητικού παράγοντα, του VEGF-A, στις ομάδες που έλαβαν θεραπεία σε σύγκριση με τον έλεγχο[69].βιοφλαβονοειδήΕπιπλέον, το hKER, ένας δείκτης για την έκφραση των τριχοθυλακίων, παρατηρήθηκε για πρώτη φορά την 14η ημέρα μετά τον τραυματισμό, μόνο στις ομάδες που έλαβαν θεραπεία [69]. Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το κολλαγόνο είναι ένα πολλά υποσχόμενο βιοϋλικό για την επούλωση πληγών και την αναγέννηση του δέρματος.

Σε ένα άλλο πείραμα των Ferrario et al., η ακεραιότητα και η απόδοση του τρισδιάστατου παραγόμενου CBSS αξιολογήθηκαν υπό την προϋπόθεση της προσθήκης ποικίλων συγκεντρώσεων αιθανόλης και διαφορετικών θερμοκρασιών κατάψυξης [21]. Τα πειραματικά τους αποτελέσματα έδειξαν ότι η προσθήκη αιθανόλης στη διαδικασία παραγωγής ικριωμάτων με βάση το κολλαγόνο σε διαφορετικές θερμοκρασίες μπορεί να αυξήσει το πάχος αυτών των ικριωμάτων και η πυκνότητα των ινών κολλαγόνου στην άνω και κάτω επιφάνεια αυτών των ικριωμάτων θα μπορούσε επίσης να βελτιωθεί (Εικόνα 4 ). Αυτοί οι παράγοντες οδήγησαν τελικά σε μεγαλύτερη μηχανική σταθερότητα και μειωμένη παραμόρφωση αυτού του ικριώματος σε κυτταροκαλλιέργεια και in vivo μικροπεριβάλλον πληγών[21].

Οι βιοϊατρικές εφαρμογές του κολλαγόνου για το σκοπό της αναγέννησης του δέρματος επικρατούν περαιτέρω στη βιομηχανία αντιγήρανσης, οι αλλαγές που σχετίζονται με το asage που σχετίζονται με το δέρμα μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά τις αισθητικές πτυχές της δομής του δέρματος [70]. Η ελαστικότητα, η μηχανική αντοχή και η συνολική δομή του δέρματος διατηρούνται κυρίως από ίνες κολλαγόνου και ελαστίνης [71,72]. Η σύνθεση κολλαγόνου μειώνεται με τη μία ηλικία, και αυτή είναι μία από τις κυρίαρχες συνεισφορές στις αλλαγές που σχετίζονται με τη γήρανση του δέρματος [73,74]. Πολλές ενώσεις, όπως οι διατροφικές βιταμίνες, τα λιπαρά οξέα και τα απαραίτητα αμινοξέα, έχουν αποδειχθεί ευεργετικά για την υγεία και την εμφάνιση του δέρματος [75-77]. Ωστόσο, οι διατροφικές ενώσεις φυτικής προέλευσης περιορίζονται από τη χαμηλή βιοδιαθεσιμότητά τους μέσω του εντερικού φραγμού και των υψηλών ρυθμών μεταβολισμού [78] Υπόσχεται ότι τα πεπτίδια θαλάσσιου κολλαγόνου και κολλαγόνου έχουν υψηλή βιοδιαθεσιμότητα, ισχύ και ευνοϊκό προφίλ ασφάλειας[79,80]. Μια μελέτη που πραγματοποιήθηκε από τους Ito et al. έδειξε ότι τα συμπληρώματα διατροφής με πεπτίδιο κολλαγόνου και ορνιθίνη (CPO) που προέρχονται από ψάρια μείωσαν σημαντικά την απώλεια δια-επιδερμικού νερού και τον αριθμό των πόρων του δέρματος και αύξησαν την ελαστικότητα στις ομάδες που έλαβαν CPO (Εικόνα 5)[45].

Επιπλέον, η γήρανση είναι γνωστό ότι σχετίζεται με μειωμένα επίπεδα αυξητικής ορμόνης.τι είναι ένα cistancheΤα επίπεδα του αυξητικού παράγοντα που μοιάζει με ινσουλίνη-1 (IGF-1) σχετίζονται με υψηλότερη έκκριση αυξητικής ορμόνης και βρέθηκε ότι τα επίπεδα IGF-1 ήταν σημαντικά αυξημένα από την αρχική τιμή στην ομάδα CPO [45 ]. Η μελέτη επίσης δεν ανέφερε ανεπιθύμητες ενέργειες ως απόκριση σε ένα συμπλήρωμα διατροφής 30 mL CPO [45]. Ομοίως, οι De Luca et al. διαπίστωσαν ότι μετά τη λήψη 570 mg πεπτιδίων κολλαγόνου που απομονώθηκαν από ψάρια, οι συμμετέχοντες είχαν ενισχυμένο δερματικό πάχος και ακουστική πυκνότητα, έναν υπερηχητικό δείκτη[46]. Επιπλέον, η ελαστικότητα του δέρματος και η παραγωγή σμήγματος αυξήθηκαν σημαντικά μετά τη λήψη συμπληρωμάτων πεπτιδίου κολλαγόνου και δεν παρατηρήθηκαν τοξικές επιδράσεις [45]. Alves et al. απέδειξε ότι ο τύπος κολλαγόνου που απομονώθηκε από δέρματα σολομού και μπακαλιάρου δεν παρουσίαζε ερεθισμό στο ανθρώπινο δέρμα [81]. Οι κυτοκίνες ιντερλευκίνη (IL)-6 και IL-8 χρησιμοποιήθηκαν ως δείκτες για φλεγμονή και ερεθισμό στη μελέτη και παρατηρήθηκε ότι δεν υπήρξε απελευθέρωση κυτοκίνης μετά τη χορήγηση κολλαγόνου [81]. Επιπλέον, το κολλαγόνο έχει υψηλή περιεκτικότητα σε αμινοξέα γλυκίνη, προλίνη και υδροξυπρολίνη, τα οποία συμβάλλουν στη σταθερότητα του κολλαγόνου και στην ικανότητά του να αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες λόγω του μεγάλου αριθμού δεσμών υδρογόνου [81]. Το κολλαγόνο ήταν επίσης σε θέση να συγκρατήσει σημαντική ποσότητα νερού, η οποία είναι σημαντική για τη χρήση του στα καλλυντικά [81].

Evans et al. διεξήγαγε μια τυχαιοποιημένη και τριπλή-τυφλή κλινική δοκιμή σε 45-60-γυναίκες ετών για να καταδείξει την επίδραση του κολλαγόνου από ένα ψάρι του γλυκού νερού στο ζαρωμένο δέρμα και την ελαστικότητα [82]. Μετά από τρεις μήνες λήψης του συμπληρώματος κολλαγόνου, υπήρξε σημαντική μείωση (35 τοις εκατό) στις ρυτίδες των συμμετεχόντων σε σύγκριση με την αρχική τιμή [82]. Παρατηρήθηκε επίσης ότι η ελαστικότητα του δέρματος των μάγουλων βελτιώθηκε σημαντικά στις 6 εβδομάδες μετά τη θεραπεία. Επιπλέον, σε σύγκριση με την ομάδα του εικονικού φαρμάκου, σημειώθηκε ότι εκτός από τις βελτιώσεις στην ελαστικότητα και τις ρυτίδες, υπήρξε 14% βελτίωση στην ενυδάτωση, 22% βελτίωση στη λάμψη και 25% βελτίωση στη σφριγηλότητα του δέρματος[82]. Σε ένα άλλο πείραμα χρησιμοποιώντας χρονολογικά γηρασμένα ποντίκια, η τοπική εφαρμογή ή η από του στόματος κατανάλωση υδρολυμάτων κολλαγόνου φάνηκε να έχει θετικά αποτελέσματα στη γήρανση του δέρματος [83]. Έξι πέντε χρόνια μετά τη θεραπεία, υπήρξαν σημαντικές αυξήσεις στην περιεκτικότητα σε κολλαγόνο και σε σημαντικά αντιοξειδωτικά ένζυμα, συμπεριλαμβανομένης της υπεροξειδικής δισμουτάσης και της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης. Μαζί, αυτοί οι παράγοντες βελτίωσαν τη δομή και την εμφάνιση του δέρματος. Διαπιστώθηκε ότι όταν υποβλήθηκε σε θεραπεία με κολλαγόνο, η πυκνότητα και η εξάπλωση των ινών κολλαγόνου τύπου Ι και τύπου ΙΙ βελτίωσαν τη δομή της επιδερμίδας και του χορίου [83]. Οι Pei et al. Διαπίστωσε επίσης ότι όταν τα ηλικιωμένα ποντίκια έλαβαν θεραπεία με πεπτίδια θαλάσσιου κολλαγόνου, το πάχος της επιδερμίδας, η δραστηριότητα των ινοβλαστών και η αντιοξειδωτική δράση ενζύμων αυξήθηκαν [84].

Αυτές οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες του θαλάσσιου κολλαγόνου είναι πολλά υποσχόμενες ως εξαιρετικά αντιδραστικές και ασταθείς ελεύθερες ρίζες και τα οξειδωτικά είδη βλάπτουν τις κυτταρικές μεμβράνες, το DNA και τα μακρομόρια των κυττάρων του δέρματος και είναι γνωστό ότι εμπλέκονται σε μεγάλο βαθμό στη γήρανση του δέρματος [85-87]Αντιοξειδωτικά ένζυμα όπως η δισμουτάση του υπεροξειδίου και η υπεροξειδάση της γλουταθειόνης είναι σημαντικά στο ότι προστατεύουν από το οξειδωτικό στρες αναστέλλοντας τις ελεύθερες ρίζες και άλλα επικίνδυνα είδη οξυγόνου [88]. Οι Chi et al. απομόνωσε το διαλυτό σε οξύ κολλαγόνο από τις κλίμακες του κροκεΐνης και έδειξε τις αντιοξειδωτικές ικανότητες τριών πεπτικών παλίρροιων κολλαγόνου [89]. Με τη χρήση μιας ικανότητας απορρόφησης ριζών οξυγόνου (ORAC), αποδείχθηκε ότι τα πεπτίδια κολλαγόνου εμφάνισαν προστατευτικά αποτελέσματα έναντι του υδροξυλίου, του υπεροξειδίου και άλλων ριζών. Επιπλέον, διερευνήθηκε η επίδραση των πεπτιδίων κολλαγόνου (ACH-P1, P2, P3) στην υπεροξείδωση των λιπιδίων, μια οδό που εμπλέκεται στο σχηματισμό οξειδωτικών ειδών. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 6, σε σύγκριση με τους ελέγχους, η υπεροξείδωση των λιπιδίων μειώθηκε σημαντικά λόγω της μείωσης της απορρόφησης, η οποία μετρά τον βαθμό οξείδωσης [89]. Τα πεπτίδια κολλαγόνου είχαν παρόμοια απόδοση με το BHT, ένα γνωστό και αποτελεσματικό αντιοξειδωτικό [89].

Συνολικά, είναι προφανές ότι το θαλάσσιο κολλαγόνο είναι ένα επιτυχημένο και πολλά υποσχόμενο βιοϋλικό για την επούλωση πληγών και τα καλλυντικά.

3. Ο πιθανός ρόλος του κολλαγόνου στην αναγέννηση των οστών και των χόνδρων

Οι πηγές θαλάσσιου κολλαγόνου δεν χρησιμεύουν μόνο ως μια πολλά υποσχόμενη οδός για την επούλωση δερματικών τραυματισμών αλλά και για τραύματα και αναγέννηση που σχετίζονται με τα οστά. Η επιδιόρθωση και η επούλωση των καταγμάτων των οστών είναι μια μορφή αναγέννησης ιστού και είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει σχηματισμό και διάσπαση των οστών [90,91]. Συχνά, οι ασθενείς παρουσιάζουν καταστάσεις που απαιτούν ανακατασκευή μεγάλων οστών ως αποτέλεσμα γενετικών ανωμαλιών, τραύματος, λοίμωξης και όγκων [92]. Υπάρχει μια αυξανόμενη ζήτηση για βελτίωση των μεθόδων επιδιόρθωσης και αναγέννησης των οστών, όπως τα λειτουργικά οστικά μοσχεύματα [93].

Τα βιοενεργά πεπτίδια θαλάσσιου κολλαγόνου είναι γνωστό ότι βοηθούν στην απορρόφηση του ασβεστίου και του ψευδαργύρου, τα οποία είναι σημαντικά συστατικά των οστών και είναι ευεργετικά για την πρόληψη της οστεοπόρωσης [94,95]. Μια μελέτη που διεξήχθη από τους Xu et al διαπίστωσε ότι τα πεπτίδια θαλάσσιου κολλαγόνου που απομονώθηκαν και προέρχονται από υδρόλυση από σολομό chum αύξησαν την οστεοκαλσίνη ορού σε αρουραίους που έλαβαν θεραπεία σε σύγκριση με τους ελέγχους. Η οστεοκαλσίνη είναι μια πρωτεϊνική ορμόνη που εκκρίνεται από τους οστεοβλάστες και παίζει ρόλο στη συντήρηση και την αναγέννηση των οστών μέσω αλληλεπίδρασης με το ασβέστιο. Η μελέτη διαπίστωσε επίσης ότι η οργανική μήτρα των οστών, η πυκνότητα, το μήκος του μηριαίου και τα μεταλλικά ιόντα του μηριαίου οστού ήταν σημαντικά υψηλότερα στην ομάδα που έλαβαν θεραπεία με κολλαγόνο από ό,τι στους ελέγχους[9]. Υποτέθηκε ότι η αύξηση της οστικής πυκνότητας ήταν πιθανό να οφείλεται σε αυξημένη δραστηριότητα οστεοβλαστών, όπως φαίνεται από την αύξηση του μεγέθους των οστών και της οστεοκαλσίνης ορού [94]. Αυτά τα αποτελέσματα ρίχνουν φως στα πιθανά πεπτίδια κολλαγόνου που εμπλέκονται στην εναπόθεση ορυκτών, στην ανάπτυξη της οστικής μήτρας και στην αύξηση της οστεοβλαστικής δραστηριότητας, γεγονός που υποδηλώνει έντονα ότι το κολλαγόνο είναι ένα πολλά υποσχόμενο βιοϋλικό για την πρόληψη και τη θεραπεία της οστεοπόρωσης [94]. Η οστεοπόρωση και η καθαρή απώλεια οστικής μάζας επικρατούν μεταξύ των ηλικιωμένων γυναικών που περνούν την εμμηνόπαυση ως αποτέλεσμα της ανεπάρκειας οιστρογόνων [49]. Οι Nomura et al. έδειξε ότι 20 mg κολλαγόνου που απομονώθηκε από ζελατίνη καρχαρία αύξησαν επίσης την οστική πυκνότητα του σπογγώδους οστού σε μοντέλα αρουραίων με εμμηνοπαυσιακή οστεοπόρωση[49].

Επιπλέον, έχει επίσης αποδειχθεί η βιολογική επίδραση του θαλάσσιου κολλαγόνου σε βλαστοκύτταρα μυελού των οστών που προέρχονται από αρουραίους. Οι Liu et al.αγοράστε κιστανάκιέδειξε ότι {{0}}.2 mg/mL κολλαγόνου που απομονώθηκε από ψάρια προώθησε την κυτταρική επιβίωση και ρύθμισε προς τα πάνω την έκφραση αρκετών οστεογονικών και ενδοθηλιακών δεικτών [50]. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 7, υπήρξε σημαντική αύξηση στη βιωσιμότητα των κυττάρων στα 0,2 και 0,02 mg/mL στις ομάδες που έλαβαν cccollagen [50]. Είναι ενδιαφέρον ότι, επιπλέον, οι οστεογονικοί δείκτες, όπως η αλκαλική φωσφατάση (που ενισχύει τη διαφοροποίηση των κυττάρων σε οστεοβλάστες/οστεογενή κύτταρα), ρυθμίστηκαν σημαντικά προς τα πάνω στις ομάδες που έλαβαν θεραπεία με κολλαγόνο στις 3 και 10 ημέρες μετά τη θεραπεία [50]. Παρόμοια με αυτή τη μελέτη, οι Elango et al. διαπίστωσε ότι τα βλαστοκύτταρα του μυελού των οστών που υποβλήθηκαν σε αγωγή με κολλαγόνο και τα ώριμα οστεοβλαστικά κύτταρα απεικόνισαν δοσοεξαρτώμενο αυξημένο πολλαπλασιασμό σε σύγκριση με τους ελέγχους [52]. Επιπρόσθετα, η έκφραση mRNA και πρωτεΐνης οστεογονικού δείκτη αυξήθηκε σημαντικά στις ομάδες που έλαβαν θεραπεία σε σύγκριση με τους ελέγχους [52]. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι το κολλαγόνο είναι ικανό να προάγει τη διαφοροποίηση των βλαστοκυττάρων και την οστεοβλαστική δραστηριότητα. Οι Yamada et al. έδειξε επίσης ότι τα πεπτίδια θαλάσσιου κολλαγόνου που εξήχθησαν τόσο από τα οστά όσο και από το δέρμα των ψαριών ήταν σε θέση να αυξήσουν τον πολλαπλασιασμό των οστεοβλαστικών κυττάρων, την έκφραση των οστεογονικών δεικτών και την εναπόθεση μετάλλων [96]

Εκτός από τη χρήση πεπτιδίων υδρολυμένου κολλαγόνου, οι δομές ικριώματος κολλαγόνου έχουν αποδειχθεί ότι είναι ευεργετικές όσον αφορά την αναγέννηση των οστών. Οι Diogo et al. διαπίστωσε ότι οι δομές ικριώματος κολλαγόνου-φωσφορικού ασβεστίου που συνδέονται σταυρωτά με EDC/NHS υποστήριζαν την προσκόλληση και την παραγωγή κυττάρων που δομούν τα οστά [9]. Μια πιο πρόσφατη μελέτη διαπίστωσε ότι μέσα στα ικριώματα κολλαγόνου των μεδουσών, υπήρχε μεγαλύτερος de novo σχηματισμός οστού και αυξημένη στρατολόγηση μακροφάγων σε σύγκριση με τις ομάδες ελέγχου [98]. Τα φλεγμονώδη κύτταρα, όπως τα μακροφάγα, είναι γνωστό ότι προάγουν την επισκευή των ιστών, ρυθμίζουν τη φλεγμονή και την ομοιόσταση, η οποία είναι πολλά υποσχόμενη για την αναγέννηση του οστικού ιστού [98]. Παρόμοια με τις παραπάνω μελέτες, οι Rachmawati et al. διαπίστωσε ότι τα ικριώματα κολλαγόνου που απομονώθηκαν από τις μέδουσες Aureli aurita βοήθησαν στην αναγέννηση του κυψελιδικού οστού [9]. Όταν υποβλήθηκε σε θεραπεία με το ικρίωμα κολλαγόνου, υπήρχαν αυξημένοι οστεοβλάστες και μειωμένοι οστεοκλάστες σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου υποδηλώνοντας μια πιθανότητα για αναγέννηση κυψελιδικών οστών. Το STRO-1, ένας βιοδείκτης για τα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα και η οστεοκαλσίνη, μια πρωτεϊνική ορμόνη που συντίθεται από τους οστεοβλάστες, αυξήθηκε επίσης στις ομάδες που έλαβαν κολλαγόνο. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν πολλά υποσχόμενες ιδιότητες αναγέννησης των οστών [99].

Τα θαλάσσια σφουγγάρια, γνωστά και ως poriferans, χρησιμεύουν ως σημαντική πηγή κολλαγόνου και έχουν δομή που μοιάζει με την σπογγώδη αρχιτεκτονική του οστικού ιστού. Οι Lin et al. διεξήγαγε μια in vitro δοκιμασία χρησιμοποιώντας ινώδες κολλαγόνο που απομονώθηκε από τον θαλάσσιο σπόγγο Callyspongidae [100]. Η μελέτη παρατήρησε ότι οι οστεοβλάστες ήταν σε θέση να αγκιστρωθούν στην επιφάνεια των ινών των σπόγγων, να πολλαπλασιαστούν και να αναπτυχθούν στα κατασκευάσματα κυττάρου-σπόγγου. Η μελέτη αξιολόγησε επίσης την οστεοαγώγιμη δυνατότητα των κατασκευών του ικριώματος σπόγγου κολλαγόνου και διαπίστωσε ότι μετά από 7 ημέρες η γονιδιακή έκφραση δύο οστεογονικών δεικτών, της οστεοκαλσίνης και της οστεοποντίνης, αυξήθηκε σημαντικά [100]. Την ημέρα 14, η έκφραση του γονιδίου της αλκαλικής φωσφατάσης, ένας δείκτης οστεοβλαστικής διαφοροποίησης, επίσης αυξήθηκε σημαντικά [100]. Ομοίως, οι Green et al. χρησιμοποίησε επίσης ένα ικρίωμα σκελετού θαλάσσιου σφουγγαριού για να αξιολογήσει εάν το κολλαγόνο θα μπορούσε να προκαλέσει οστεογένεση[101]. Η μελέτη διαπίστωσε ότι τα ανθρώπινα οστεοπρογονικά κύτταρα ήταν σε θέση να προσκολληθούν στο ικρίωμα εντός 16 ωρών και σε 21 ημέρες, τα οστεοπρογονικά κύτταρα εκκρίνουν μια εξωκυτταρική μήτρα. Επιπλέον, στις 9 και 14 ημέρες, η δραστηριότητα της αλκαλικής φωσφατάσης αυξήθηκε σημαντικά σε σύγκριση με τους ελέγχους[101]. Όλα μαζί, αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι οι ίνες κολλαγόνου στον σκελετό του θαλάσσιου σπόγγου παρέχουν ένα πλαίσιο σκαλωσιάς για την προσκόλληση, τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση οστεοβλαστών, γεγονός που υποδηλώνει μια πολλά υποσχόμενη δυνατότητα χρήσης στη μηχανική οστικού ιστού[100,101].

Οι βιοϊατρικές εφαρμογές του θαλάσσιου κολλαγόνου δεν περιορίζονται στο δέρμα και τα οστά, αλλά περιλαμβάνουν και την αναγέννηση του χόνδρου. Η οστεοαρθρίτιδα (ΟΑ) χαρακτηρίζεται από μια διαταραχή της ομοιόστασης του χόνδρου, η οποία στερείται αυτο-επισκευής και αναγεννητικής δυνατότητας [103]Στην ΟΑ, εμφανίζεται αποικοδόμηση του χόνδρου, που έχει ως αποτέλεσμα την έκθεση του υποχόνδριου οστού, και αυτό επηρεάζει αρνητικά την ποιότητα ζωής λόγω επώδυνων και δύσκαμπτων αρθρώσεων [103]. Ελπιδοφόρα, το θαλάσσιο κολλαγόνο έχει αποδειχθεί ότι προκαλεί χονδρογονική διαφοροποίηση, ανοίγοντας το μονοπάτι για πιθανή αναγέννηση του χόνδρου. Οι Raabe et al. βρήκε ότι το υδρολυμένο κολλαγόνο ψαριών καθώς και ο αυξητικός παράγοντας TGFB1 επάγουν τη σύνθεση πρωτεογλυκάνης και ινών κολλαγόνου[104]. Το κολλαγόνο των ψαριών προκάλεσε επίσης χονδρογονική διαφοροποίηση [104]. Ομοίως οι Bourdon et al. ερεύνησε τις επιδράσεις των υδρολυμάτων τριών κολλαγόνων από το δέρμα και το κεραμίδι των ψαριών στη διάσπαση των χονδροκυττάρων [55]. Η μελέτη διαπίστωσε ότι 0,5,50 και 100 ug/mL υδρολύματα κολλαγόνου αύξησαν το επίπεδο του κολλαγόνου τύπου Ι και ΙΙ. Επιπλέον, τα κύτταρα που υποβλήθηκαν σε αγωγή με κολλαγόνο είχαν μειωμένη έκφραση δεικτών πρωτεάσης που είναι γνωστό ότι εμπλέκονται στην ανάπτυξη ΟΑ, Htral, Mmp103, Adamts5 και Cox2[55]. Ohnishi et al. Διαπίστωσε επίσης ότι τα κουνέλια στα οποία χορηγήθηκε ένας συνδυασμός πεπτιδίων κολλαγόνου ψαριών και γλυκοζαμίνης προστατεύονταν από την επαγόμενη αποικοδόμηση του χόνδρου (ΟΑ), ενώ οι ομάδες ελέγχου ανέπτυξαν ΟΑ[105]. Βρέθηκε ότι το πεπτίδιο κολλαγόνου ψαριών και η γλυκοζαμίνη, που υπάρχουν σε μεγάλες ποσότητες στον συνδετικό ιστό και βοηθούν στη διατήρηση της δομής και της ακεραιότητας του χόνδρου, είχαν κάποια προστατευτικά αποτελέσματα από μόνα τους, αλλά τα συνδυασμένα τους αποτελέσματα παρείχαν τη μεγαλύτερη προστασία έναντι της ΟΑ [105].

Σε ένα ιστολογικό πείραμα από τον Ahmed et al., παρατηρήθηκε η επίδραση του κολλαγόνου από τα ικριώματα σφουγγαριών μεδουσών στη χονδρογονικότητα του χόνδρου των βοοειδών [106]. Η χονδρογονικότητα είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των χονδροπρογονικών παραγόντων και την εναπόθεση της εξωκυτταρικής μήτρας (ECM) [106].Σε αυτό το πείραμα, χονδροκύτταρα που προέρχονται από ιστό χόνδρου βοοειδών σπάρθηκαν σε ικριώματα μεδουσών για να αξιολογηθεί η ποσότητα της εναπόθεσης κολλαγόνου και η πικροσίνωση Η κόκκινη βαφή εφαρμόστηκε για την παρατήρηση του περιεχομένου και του προσανατολισμού των ινών κολλαγόνου (Εικόνα 8)[106]. Χρησιμοποίησαν τρία διαφορετικά μέσα καλλιέργειας: εγγενή ιστό (ανώριμος χόνδρος προερχόμενος από βόειο) και ιστός χόνδρου βοοειδών που περιέχει χονδροπρογονικά κύτταρα παρουσία και απουσία μετασχηματιστικός αυξητικός παράγοντας- 1 (TGF 1)[106]. Ο TGF 1 έχει αποδειχθεί ότι είναι ένας αποτελεσματικός αυξητικός παράγοντας στο σχηματισμό χόνδρου και υπάρχει σε υψηλά επίπεδα σε υγιή χόνδρο, αλλά το επίπεδό του μειώνεται σημαντικά στον χόνδρο ασθενών με ΟΑ [106]. Τα αποτελέσματα της χρώσης έδειξαν ότι στον εγγενή βόειο ιστό, οι ίνες κολλαγόνου εντοπίζονται κυρίως στην επιφάνεια του ιστού, αλλά στη χονδρογονική καλλιέργεια, τόσο στην επιφάνεια του ιστού όσο και σε βαθύτερες περιοχές, η εναπόθεση ινών κολλαγόνου είναι πιο ορατή. Επιπλέον, η προσθήκη TGF 1 στο μέσο καλλιέργειας συνέβαλε περαιτέρω στην αύξηση της εναπόθεσης ινών κολλαγόνου [106]. Συνολικά, τα παρόντα δεδομένα υποστηρίζουν την εφαρμογή του θαλάσσιου κολλαγόνου στην αναγέννηση του χόνδρου.

4.Πλεονεκτήματα και περιορισμοί που σχετίζονται με τη χρήση θαλάσσιου κολλαγόνου

Οι θαλάσσιοι πόροι κολλαγόνου έχουν πολλά πλεονεκτήματα έναντι των ζώων της ξηράς και άλλων πηγών. Όχι μόνο είναι διαθέσιμα σε αφθονία, δεν έχουν θρησκευτικούς περιορισμούς και είναι εύκολα προσβάσιμα, έχουν αναφερθεί λίγες τοξικές επιδράσεις σε αποτελεσματικές δόσεις [32,33]. Αυτό είναι σημαντικό καθώς μια κύρια πηγή κολλαγόνου είναι από βοοειδή, τα οποία διατρέχουν κίνδυνο μετάδοσης πολύ επικίνδυνης ΣΕΒ και ΜΣΕ [29,35]. Εκτός από το πολλά υποσχόμενο προφίλ ασφάλειας, η χρήση θαλάσσιου κολλαγόνου είναι φιλική προς το περιβάλλον. Το δέρμα, τα οστά και τα λέπια είναι τεράστιες πηγές κολλαγόνου, ωστόσο συχνά απορρίπτονται από τις βιομηχανίες επεξεργασίας θαλασσινών[30]. Με τη χρήση θαλάσσιου κολλαγόνου, μειώνονται τα χρήσιμα απόβλητα και δεν βλάπτονται άλλοι οργανισμοί κατά την απομόνωση του κολλαγόνου. Επιπλέον, το κολλαγόνο έχει μια ποικιλία εφαρμογών σε πολλούς τομείς, όπως η χορήγηση φαρμάκων, η επούλωση πληγών, η γήρανση του δέρματος και η αναγέννηση των ιστών. Το θαλάσσιο κολλαγόνο αποδείχθηκε επίσης ότι είναι εξίσου αποτελεσματικό με το εικονικό κολλαγόνο. Στο παράδειγμα που αναφέρθηκε παραπάνω, το θαλάσσιο κολλαγόνο ήταν εξίσου αποτελεσματικό με το επί του παρόντος χορηγούμενο αντιοξειδωτικό BHT [89]. Επιπλέον, άλλες συγκρίσεις της μεμβράνης του σπόγγου κολλαγόνου έναντι της μεμβράνης πολυουρεθάνης κατά την επούλωση των σημείων χορήγησης δότη απεικόνισαν ότι η χρήση κολλαγόνου αύξησε σημαντικά την ποιότητα επούλωσης πληγών και μείωσε τον χρόνο επούλωσης [107]. Τα θαλάσσια κολλαγόνα υδρολύονται επίσης πιο εύκολα από το κολλαγόνο των θηλαστικών, γεγονός που τα καθιστά πιο κατάλληλα για περαιτέρω επεξεργασία σε παράγωγα πεπτιδίων [108]. Επιπλέον, το κολλαγόνο έχει τόσο δομικές όσο και λειτουργικές ιδιότητες που το καθιστούν φυσικό υπόστρωμα για την κυτταρική επίθεση, την ανάπτυξη και τη διαφοροποίηση [109]. Είναι σημαντικό, ωστόσο, να σημειωθεί ότι αν και ήσσονος σημασίας, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί. Έχει αποδειχθεί ότι το θαλάσσιο κολλαγόνο είναι λιγότερο θερμικά σταθερό από το κολλαγόνο των βοοειδών, καθώς έχουν λιγότερα υπολείμματα προλίνης και υδροξυπρολίνης [10]. Επιπλέον, οι περισσότερες μελέτες έχουν διερευνήσει την αποτελεσματικότητα του θαλάσσιου κολλαγόνου in vitro ή σε ζωικά μοντέλα. Ωστόσο, χρειάζονται περισσότερες μελέτες που να διερευνούν την αποτελεσματικότητα και τις πιθανές δυσμενείς επιπτώσεις του θαλάσσιου κολλαγόνου στο ανθρώπινο δέρμα. Συνολικά, οι λίγοι περιορισμοί του θαλάσσιου κολλαγόνου αντισταθμίζονται σημαντικά από τη μεγάλη ποικιλία των πλεονεκτημάτων τους.

5. Συμπερασματικές παρατηρήσεις

Η παρούσα ανασκόπηση υπογραμμίζει τις βιοϊατρικές εφαρμογές του θαλάσσιου κολλαγόνου στην επούλωση πληγών, την αντιγήρανση του δέρματος και την αναγέννηση των οστών και των χόνδρων. Είναι προφανές ότι οι πηγές θαλάσσιου κολλαγόνου είναι σημαντικά πιο πλεονεκτικές από τις πηγές χερσαίων ζώων. Η ικανότητα του θαλάσσιου κολλαγόνου να προάγει την επαναεπιθηλιοποίηση του δέρματος, την αγγείωση, τη μετανάστευση των ινοβλαστών και τους συνολικούς ταχύτερους ρυθμούς επούλωσης των πληγών έχει αποδειχθεί. Επιπλέον, τα αντιγηραντικά αποτελέσματα του θαλάσσιου κολλαγόνου που σχετίζονται με τη μεγαλύτερη ελαστικότητα του δέρματος και τη μείωση των ρυτίδων είναι πολλά υποσχόμενα για τη βιομηχανία καλλυντικών. Επιπλέον, είναι εμφανής η σημαντική επίδραση στην πρόληψη και θεραπεία της οστεοπόρωσης μέσω της αύξησης της οστικής πυκνότητας και της εναπόθεσης μετάλλων. Ασθένειες που σχετίζονται με τα οστά όπως η οστεοπόρωση και η ΟΑ μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την ποιότητα ζωής κάποιου. Το θαλάσσιο κολλαγόνο και τα παράγωγά του αποδείχθηκε ότι καθυστερούν και προστατεύουν από την ΟΑ και, ως εκ τούτου, μειώνουν τα αποτελέσματα θνησιμότητας. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να συνεχιστεί η έρευνα και οι ανακαλύψεις θαλάσσιων πηγών κολλαγόνου, καθώς μέχρι στιγμής έχουν αποδειχθεί εξαιρετικά ευεργετικές.

Αυτό το άρθρο προέρχεται από το Mar. Drugs 2022, 20, 61. https://doi.org/10.3390/md20010061 https://www.mdpi.com/journal/marinedrug