คอลลาเจนชนิดที่ 2 คืออะไร ทำมาจากอะไร?

คอลลาเจนชนิดที่ 2 คือคอลลาเจนหลักของกระดูกอ่อน โมเลกุลประกอบด้วยสายโปรตีนที่เหมือนกัน 3 สาย เรียกว่าสายแอลฟา 1(II) ขณะที่คอลลาเจนชนิดที่ 1 ซึ่งพบในผิวหนัง กระดูก และเอ็น ประกอบด้วยสายแอลฟา 1(I) สองสายกับแอลฟา 2(I) หนึ่งสาย งานวิจัยส่วนใหญ่สกัดคอลลาเจนชนิดที่ 2 จากกระดูกอ่อนอกไก่ และแบ่งได้เป็นสองรูปแบบ คือแบบไม่เสียสภาพที่ยังคงเกลียวสามสายไว้ กับแบบไฮโดรไลซ์ที่ถูกย่อยเป็นเปปไทด์ขนาดเล็ก

สรุปสั้น ๆ

• คืออะไร: หนึ่งในสมาชิก 28 ชนิดของตระกูลคอลลาเจน เป็นคอลลาเจนหลักของกระดูกอ่อน
• โครงสร้าง: สายแอลฟา 1(II) ที่เหมือนกัน 3 สายพันกันเป็นเกลียวสามสาย (ชนิดที่ 1 มีสายสองแบบ)
• วัตถุดิบในงานวิจัย: ส่วนใหญ่เป็นกระดูกอ่อนอกไก่ ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากสัตว์บก และยังมีกระดูกอ่อนปลาฉลาม ปลากระเบน และปลาสเตอร์เจียน
• รูปแบบ: แบบไม่เสียสภาพ (ราว 300 กิโลดาลตัน เกลียวยังอยู่) หรือแบบไฮโดรไลซ์ (เปปไทด์ราว 3–6 กิโลดาลตัน)
• ปริมาณต่อวัน: ไม่มีค่าใน Thai RDIs เพราะไม่ใช่สารอาหารจำเป็น

บทความนี้อธิบายว่าคอลลาเจนชนิดที่ 2 คืออะไร ทำจากอะไร และแต่ละรูปแบบต่างกันอย่างไร ส่วนเรื่องคอลลาเจนโดยรวม สิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อกินคอลลาเจน และรูปแบบอื่น ๆ อ่านได้ที่ คอลลาเจนที่กินเข้าไป ร่างกายนำไปใช้อย่างไร? และ คอลลาเจนมีกี่แบบ แต่ละแบบต่างกันอย่างไร?

คอลลาเจนชนิดที่ 2 คืออะไร?

คอลลาเจนไม่ใช่โปรตีนชนิดเดียว แต่เป็นตระกูลของโปรตีน Shoulders และ Raines (2009) ในวารสาร Annual Review of Biochemistry อธิบายว่าคอลลาเจนเป็นโปรตีนที่พบมากที่สุดในสัตว์ เป็นโปรตีนเส้นใยที่ทำหน้าที่เป็นโครงสร้าง ประกอบด้วยสายโปรตีนที่เป็นเกลียว 3 สายพันรอบกัน

คอลลาเจนมีกี่ชนิด?

บทความทบทวนของ Ricard-Blum (2011) ระบุว่าตระกูลคอลลาเจนมีสมาชิก 28 ชนิด ทุกชนิดมีส่วนที่เป็นเกลียวสามสายอย่างน้อยหนึ่งส่วน และคอลลาเจนบางชนิดพบเฉพาะในเนื้อเยื่อบางแห่ง แต่ละชนิดตั้งชื่อด้วยเลขโรมัน "ชนิดที่ 2" (type II) จึงหมายถึงสมาชิกลำดับที่สองของตระกูลนี้

คอลลาเจนชนิดที่ 2 พบที่ไหน?

ฐานข้อมูลโปรตีน UniProt ระบุว่าคอลลาเจนชนิดที่ 2 เป็นคอลลาเจนของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน บทความทบทวนของ León-López และคณะในวารสาร Molecules (2019) สรุปความต่างไว้สั้น ๆ ว่า ชนิดที่ 1 พบมากที่สุดในผิวหนัง กระดูก ฟัน เอ็น เส้นเอ็นยึด และอวัยวะต่าง ๆ ส่วนชนิดที่ 2 พบในกระดูกอ่อน

คอลลาเจนชนิดที่ 2 ต่างจากชนิดที่ 1 อย่างไร?

ทั้งสองชนิดเป็นคอลลาเจนที่สร้างเส้นใยและประกอบด้วยสายโปรตีน 3 สายเหมือนกัน แต่สายที่ใช้ไม่เหมือนกัน

สายโปรตีนและกรดอะมิโน

สายคอลลาเจนทุกสายประกอบด้วยกรดอะมิโนสามตัวที่เรียงซ้ำกันเป็นรูปแบบ Gly-X-Y คือมีไกลซีนทุก ๆ ตำแหน่งที่สาม ส่วนอีกสองตำแหน่งมักเป็นโพรลีนและไฮดรอกซีโพรลีน โพรลีนกับไฮดรอกซีโพรลีนรวมกันเรียกว่ากรดอิมิโน และปริมาณกรดอิมิโนมีผลต่อความคงตัวของเกลียว

ที่มา: องค์ประกอบของสาย ตำแหน่งที่พบ และความยาวของสายจาก UniProt รายการ P02458 และ P02452 ตำแหน่งที่พบและวัตถุดิบของชนิดที่ 1 จาก León-López และคณะ (2019) วัตถุดิบของชนิดที่ 2 จากงานวิจัยในหัวข้อถัดไป ความยาวใน UniProt เป็นความยาวของสายตอนที่เซลล์เพิ่งสร้าง ซึ่งจะถูกตัดบางส่วนออกก่อนเป็นโมเลกุลที่สมบูรณ์

สายโปรตีนหนึ่งสายใหญ่แค่ไหน?

León-López และคณะระบุว่าสายแอลฟาของคอลลาเจนแต่ละสายมีกรดอะมิโนราว 1,014 ตัว มีมวลโมเลกุลราว 100 กิโลดาลตัน และโมเลกุลคอลลาเจนทั้งโมเลกุลมีขนาดราว 300 กิโลดาลตัน สำหรับคอลลาเจนชนิดที่ 2 จากไก่ Cao และคณะ (2013) วัดสายได้ 110 กิโลดาลตัน ส่วน Jeevithan และคณะ (2014) วัดคอลลาเจนชนิดที่ 2 จากปลาฉลามได้ราว 120 กิโลดาลตัน

คอลลาเจนชนิดที่ 2 ทำมาจากอะไร?

สกัดจากกระดูกอ่อน เพราะคอลลาเจนชนิดที่ 2 เป็นคอลลาเจนหลักของกระดูกอ่อน

กระดูกอ่อนอกไก่

แหล่งที่ใช้ในงานวิจัยมากที่สุดคือกระดูกอ่อนที่ปลายกระดูกอกของไก่ Akram และ Zhang (2020) จาก Chinese Academy of Agricultural Sciences อธิบายว่ากระดูกอ่อนอกไก่เป็นผลพลอยได้จากสัตว์บก สำหรับคนไทย กระดูกอ่อนชิ้นนี้เป็นของทอดที่คุ้นเคย ขายในชื่อ "เอ็นไก่ทอด" หรือ "กระดูกอ่อนไก่ทอด"

กระดูกอ่อนปลา

นักวิจัยยังสกัดคอลลาเจนชนิดที่ 2 จากกระดูกอ่อนปลาได้ด้วย Jeevithan และคณะ (2014) จาก Shanghai Ocean University ใช้กระดูกอ่อนปลาฉลามครีบขาว (silvertip shark) และงานวิจัยของ Zhu และคณะจาก Ocean University of China (2020) ใช้กระดูกอ่อนปลากระเบนและปลาสเตอร์เจียน ซึ่งพบว่าเป็นคอลลาเจนชนิดที่ 2 ที่ประกอบด้วยสายขนาดราว 135 กิโลดาลตัน 3 สาย งานวิจัยเหล่านี้มองกระดูกอ่อนปลาเป็นอีกแหล่งหนึ่งที่เป็นไปได้ ส่วนคอลลาเจนชนิดที่ 2 ในงานวิจัยส่วนใหญ่ยังมาจากไก่

สกัดคอลลาเจนชนิดที่ 2 จากกระดูกอ่อนไก่อย่างไร?

วิธีพื้นฐานในงานวิจัยคือใช้เอนไซม์ละลายคอลลาเจนออกจากกระดูกอ่อน แล้วทำให้บริสุทธิ์

เอนไซม์และการทำให้บริสุทธิ์

Cao และคณะ (2013) จาก University of Shanghai for Science and Technology ทำคอลลาเจนชนิดที่ 2 ให้บริสุทธิ์จากกระดูกอ่อนอกไก่ใน 3 ขั้นตอน คือย่อยด้วยเพปซิน (เอนไซม์ชนิดหนึ่งในกระเพาะอาหาร) ตกตะกอนด้วยเกลือ (NaCl) และแยกด้วยโครมาโทกราฟีแบบแลกเปลี่ยนไอออน คอลลาเจนที่ได้ยังคงพันธะเชื่อมระหว่างโมเลกุลไว้ได้มากตลอดขั้นตอน และละลายได้ดีในช่วง pH 1–3.5

คลื่นอัลตราซาวด์

Akram และ Zhang (2020) ใช้คลื่นอัลตราซาวด์ร่วมในการสกัด เมื่อใช้อัลตราซาวด์ 36 นาที ผลผลิตคอลลาเจนสูงถึง 84.14% เมื่อคิดจากน้ำหนักโปรตีน เกลียวสามสายยังคงเหมือนเดิม แต่การใช้อัลตราซาวด์นานขึ้น (ตั้งแต่ 36 นาที) ทำให้โครงสร้างทุติยภูมิบางส่วนเปลี่ยนไป งานวิจัยนี้มาจากห้องปฏิบัติการเดียว จึงบอกได้ว่าทำได้แค่ไหน ไม่ได้บอกว่าวัตถุดิบเชิงพาณิชย์ผลิตอย่างไร

อุณหภูมิมีผลต่อการสกัดอย่างไร?

งานวิจัยของ Thuanthong และคณะจากมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ (2016) ระบุว่าคอลลาเจนจากหนังปลามักสกัดที่อุณหภูมิต่ำ และอุณหภูมิสูงอาจทำให้เกลียวสามสายเสื่อมสลาย ผู้วิจัยสกัดคอลลาเจนชนิดที่ 1 จากหนังปลานิลที่ 5, 15 และ 25°C พบว่าเมื่อใช้กรดอะซิติก 0.5 โมลาร์ การสกัดที่ 25°C นาน 5 ชั่วโมงได้ประสิทธิภาพสูงสุด (73.73%) มากกว่าที่ 5°C ราว 1.7 เท่า และไม่กระทบเกลียวสามสาย ข้อมูลนี้เป็นคอลลาเจนชนิดที่ 1 จากหนังปลา ไม่ใช่ชนิดที่ 2

คอลลาเจนชนิดที่ 2 จากสัตว์ต่างชนิดกันต่างกันไหม?

ต่างกัน ทั้งปริมาณกรดอิมิโนและอุณหภูมิที่เกลียวเริ่มคลาย ตารางนี้รวมผลจากห้องปฏิบัติการของงานวิจัย 3 เรื่อง โดยใส่คอลลาเจนจากหนังปลาของไทยไว้เปรียบเทียบด้วย

คอลลาเจนชนิดที่ 2 จากไก่มีกรดอิมิโนมากที่สุดและมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสภาพสูงที่สุด Benjakul และคณะจากมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ เลือกศึกษาปลาตาหวาน เพราะเป็นปลาที่ใช้ผลิตซูริมิกันมากในประเทศไทย หนังปลาจึงเป็นผลพลอยได้ที่มีอยู่มาก ส่วนในงานวิจัยปลาฉลาม ไฮดรอกซีโพรลีนในสารสกัดคอลลาเจนอยู่ที่ 92.7–113 มิลลิกรัมต่อกรัม

ข้อจำกัดคือแต่ละงานวิจัยใช้วัตถุดิบแหล่งเดียวและวิธีของห้องปฏิบัติการเดียว อุณหภูมิวัดด้วยวิธีที่ต่างกันจากคอลลาเจนบริสุทธิ์ในสารละลาย ตัวเลขจึงบอกได้ว่าคอลลาเจนจากสัตว์ต่างชนิดกันไม่เหมือนกัน แต่ไม่ได้บอกว่าวัตถุดิบตัวใดตัวหนึ่งจะเป็นอย่างไร

แบบไม่เสียสภาพ แบบไฮโดรไลซ์ และเจลาติน ต่างกันอย่างไร?

คำเหล่านี้บอกว่าเกลียวสามสายของคอลลาเจนเป็นอย่างไร และใช้กับคอลลาเจนชนิดที่ 2 ในความหมายเดียวกับคอลลาเจนชนิดอื่น

ที่มา: León-López และคณะ (2019) ข้อมูลเจลาตินจาก The Nutrition Source ของ Harvard

"ไม่เสียสภาพ" หมายความว่าอะไร?

การเสียสภาพของโปรตีนคือการที่รูปร่างที่พับไว้เปลี่ยนไปโดยที่สายโปรตีนยังไม่ขาด สำหรับคอลลาเจน León-López และคณะอธิบายว่าเมื่อคอลลาเจนแบบ native เสียสภาพ สายทั้งสามจะกลายเป็นขดหลวม ๆ ไม่เป็นระเบียบ คอลลาเจนชนิดที่ 2 "แบบไม่เสียสภาพ" จึงหมายถึงคอลลาเจนชนิดที่ 2 ที่เกลียวสามสายยังอยู่

"ไฮโดรไลซ์" หมายความว่าอะไร?

การไฮโดรไลซ์คือการตัดสายโปรตีนให้เป็นชิ้นสั้น ๆ León-López และคณะระบุว่าคอลลาเจนไฮโดรไลซ์มีขนาดราว 3–6 กิโลดาลตัน เทียบกับโมเลกุลเต็มที่ราว 300 กิโลดาลตัน ชิ้นที่ได้จึงเล็กกว่าราว 50–100 เท่า คอลลาเจนชนิดที่ 2 แบบไฮโดรไลซ์คือคอลลาเจนชนิดที่ 2 ที่ผ่านกระบวนการนี้แล้ว จึงไม่อยู่ในรูปเกลียวอีก

อาหารอะไรมีคอลลาเจนชนิดที่ 2?

พบในกระดูกอ่อนของสัตว์ The Nutrition Source ของ Harvard ระบุว่าคอลลาเจนในอาหารมาจากเนื้อสัตว์ที่มีเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน และจากกระดูกและหนังปลา ส่วนพืชไม่มีคอลลาเจน

กระดูกอ่อนที่ผ่านการปรุง

แหล่งข้อมูลเดียวกันระบุว่าเจลาตินทำโดยต้มกระดูก กระดูกอ่อน และหนังสัตว์นานหลายชั่วโมง

เมื่อกินเข้าไปแล้วเป็นอย่างไร?

คอลลาเจนในอาหารเป็นโปรตีน The Nutrition Source อธิบายว่าระหว่างย่อย คอลลาเจนจะถูกย่อยเป็นกรดอะมิโน แล้วกระจายไปยังส่วนที่ร่างกายต้องการโปรตีน รายละเอียดอยู่ในคอลลาเจนที่กินเข้าไป ร่างกายนำไปใช้อย่างไร?

มีปริมาณคอลลาเจนชนิดที่ 2 ที่แนะนำต่อวันไหม?

ไม่มี คอลลาเจนชนิดที่ 2 ไม่ใช่สารอาหารจำเป็น จึงไม่มีค่าในค่าอ้างอิงสารอาหารต่อวันสำหรับคนไทย (Thai RDIs) ซึ่งกำหนดค่าไว้สำหรับโปรตีนรวมที่ 50 กรัมต่อวัน แต่ไม่ได้กำหนดสำหรับโปรตีนชนิดใดชนิดหนึ่งอย่างคอลลาเจน

ใครควรระวังเรื่องคอลลาเจนชนิดที่ 2?

ผู้ที่ต้องหลีกเลี่ยงไก่หรือปลา

ในงานวิจัย คอลลาเจนชนิดที่ 2 ส่วนใหญ่สกัดจากกระดูกอ่อนไก่ และบางส่วนสกัดจากกระดูกอ่อนปลาฉลามหรือปลาชนิดอื่น ผู้ที่ต้องหลีกเลี่ยงไก่หรือปลา ไม่ว่าด้วยเหตุผลด้านสุขภาพหรือศาสนา ควรดูแหล่งที่มาของวัตถุดิบ

ผู้ที่ตั้งครรภ์ ให้นมบุตร หรือใช้ยา

ผู้ที่ตั้งครรภ์ ให้นมบุตร หรือใช้ยาประจำตัวควรปรึกษาแพทย์หรือเภสัชกรก่อน และควรบอกแพทย์หรือบุคลากรทางการแพทย์ทุกครั้งว่ากำลังใช้ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารใดอยู่

หากตั้งครรภ์ ให้นมบุตร ใช้ยาประจำตัว หรืออยู่ในความดูแลของแพทย์ ควรปรึกษาแพทย์หรือเภสัชกรก่อนรับประทานผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร

ทั้งนี้ ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารไม่มีผลในการป้องกันหรือรักษาโรค