5 bài báo khoa học về collagen và khả năng tăng cường sức khỏe khớp
Collagen là một loại protein có nhiều trong da cá và các loài động vật có vú. Vai trò lớn của collagen là cấu nối liên kết các mô. Vì thế, các nhà khoa học ví collagen như một chất kết dính các bộ phận trong cơ thể. Hiện nay, collagen đã được chú ý ứng dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất dược liệu chăm sóc và tăng cường sức khỏe khớp.
Collagen được nghiên cứu là loại protein rất dồi dào trong cơ thể. Sở dĩ nói như vậy vì 90% khối lượng xương hữu cơ, 90% mô liên kết đều là collagen. Collagen có tác dụng và vai trò không thể thiếu trong cơ thể. Tuy nhiên, đến độ tuổi nhất định, collagen sản sinh trong cơ thể sẽ suy giảm nhất là sau tuổi 25. Tình trạng này nếu kéo dài sẽ gây ra các các bệnh lý về thoái hóa khớp, xương. Từ đó, các bài báo nghiên cứu khoa học ra đời nhằm tìm kiếm những giải pháp hữu ích có thể cải thiện được chất lượng collagen.
Giới thiệu
Giới thiệu về collagen và vai trò của nó trong sức khỏe khớp
Collagen chiếm một tỷ trọng đến 80% trong cơ cấu thành phần của xương. Nếu so sánh cấu tao xương như một ngôi nhà thì canxi chính là xi măng, collagen là bộ khung sắt. Khi tuổi càng tăng, collagen cũng bị suy yếu và lão hóa. Điều này làm giảm tính đàn hồi, dẻo dai của bộ xương dẫn đến tình trạng loãng xương.
Trong một số nghiên cứu, chất bổ sung collagen có thể gây ức chế quá trình phân hủy xương và loãng xương hay gặp phải khi lớn tuổi. Cụ thể, trong một nghiên cứu kéo dài 12 tháng với phụ nữ sau mãn kinh. Nhóm 1 là phụ nữ đã bổ sung canxi và vitamin D với 5 gam collagen. Nhóm 2 là bổ sung canxi và vitamin D không có collagen hàng ngày. Vào cuối cuộc nghiên cứu, nhóm 1 dùng thực phẩm bổ sung collagen có nồng độ protein thúc đẩy quá trình phân hủy xương trong máu thấp hơn đáng kể so với nhóm 2. Thêm vào đó, nhóm 1 cũng cho kết quả ít bị mất mật độ khoáng trong xương hơn.
Một nghiên cứu khác, ở 66 phụ nữ sau mãn kinh uống 5 gam collagen mỗi ngày trong 12 tháng cũng cho kết quả tương tự. Những người dùng collagen có mật độ khoáng trong xương (BMD) tăng tới 7% so với những người không dùng collagen (BMD: phép đo mật độ khoáng chất). Chỉ số BMD thấp là biểu hiện của xương yếu và nguy cơ loãng xương).
Tầm quan trọng của việc nghiên cứu về collagen và khả năng tăng cường sức khỏe khớp
Trong y sinh, thoái hóa khớp là quá trình hư hại của sụn khớp. Trong đó, các sợi collagen cùng chất nền có trong sụn khớp bị hư hại. Theo kết quả của nghiên cứu được thực hiện tại TP Hồ Chí Minh, có đến 30% người trên 40 tuổi bị thoái hóa khớp gối. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc nghiên cứu về collagen và khả năng tăng cường sức khỏe khớp.
Bài báo khoa học thứ nhất
Tiêu đề bài báo
Tối ưu hóa khả năng phân hủy sinh học và tạo xương của màng collagen sinh học thông qua quá trình tiền chất lỏng do polyme biến đổi florua.
Tác giả và cơ quan nghiên cứu
- Bệnh viện Nha khoa, Đại học Tôn Trung Sơn, Quảng Châu, Trung Quốc;
- Phòng thí nghiệm Nha khoa trọng điểm tỉnh Quảng Đông, Quảng Châu, Trung Quốc;
- Trường Nha khoa Guanghua, Đại học Tôn Trung Sơn, Quảng Châu, Trung Quốc.
Mục đích và phương pháp nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, chiến lược đa khoáng hóa sinh học dựa trên tiền chất lỏng cảm ứng polyme (PILP) được biến đổi bằng florua đã được sử dụng để chuyển đổi màng collagen từ pha hữu cơ sang pha vô cơ dựa trên apatit, do đó đạt được hiệu suất chống thoái hóa cũng như quá trình tạo xương được nâng cao.
Trong nghiên cứu hiện tại, đội ngũ nghiên cứu đã phát triển màng chắn ba pha bằng cách sử dụng PILP biến tính bằng florua. Ba loại kết quả sinh học đa dạng qua trung gian màng, có liên quan chặt chẽ đến điều hòa miễn dịch liên quan đến ACP. BCM ban đầu trong giai đoạn hữu cơ gây ra phản ứng viêm nhẹ nhất và suy giảm chủ yếu sau 4 tuần. Pha hỗn hợp hữu cơ-vô cơ của màng collagen (F-mBCM) gây ra phản ứng viêm nổi bật do các hạt nano F-ACP, dẫn đến sự bao bọc dạng sợi và hình thành mạch hoạt động, trong khi đó pha vô cơ (SF-mBCM) gây ra phản ứng viêm nhẹ và bị phân hủy ít nhất do sự chuyển đổi của các hạt F-ACP thành canxi photphat có độ hòa tan thấp và độ kết tinh cao trong quá trình thiêu kết.
Kết quả nghiên cứu và ý nghĩa
F-mBCM và SF-mBCM đã được chuẩn bị để kiểm tra hành vi phân hủy đã sửa đổi của màng chắn dựa trên apatit. F-mBCM gây ra phản ứng viêm mạnh dẫn đến bao xơ dạng mạch máu do có sự hiện diện của các hạt nano F-ACP, trong khi SF-mBCM gây ra phản ứng viêm nhẹ và tăng cường đáng kể hiệu quả của hàng rào thông qua việc loại bỏ các hạt ACP. Kiểm soát hiệu quả ACP là chìa khóa để xây dựng các màng chắn mới dựa trên apatit. Một thế hệ màng collagen mới nên được tối ưu hóa hơn nữa thông qua kiểm soát ACP đồng thời thúc đẩy các đặc tính tạo xương.
Bài báo khoa học thứ hai
Tiêu đề bài báo
Tái tạo xương có hướng dẫn với màng collagen-chitosan không đối xứng chứa các hạt nano chitosan nạp aspirin.
Tác giả và cơ quan nghiên cứu
1. Trường Nha khoa, Bệnh viện Nha khoa, Đại học Y Thiên Tân, Thiên Tân.
2. Phòng thí nghiệm vật liệu y sinh Bắc Kinh, Đại học Công nghệ Hóa học Bắc Kinh, Bắc Kinh, Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa.
Mục đích và phương pháp nghiên cứu
Mục đích của nghiên cứu này là chuẩn bị một hệ thống phân phối thuốc cục bộ với các hạt nano chitosan nạp aspirin (ACS) chứa trong màng collagen-chitosan không đối xứng (CCM).
Trong nghiên cứu này, ACS được chế tạo bằng cách sử dụng các nồng độ aspirin khác nhau (5 mg, 25 mg, 50 mg và 75 mg). Hành vi giải phóng thuốc của ACS đã được nghiên cứu. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và kính hiển vi điện tử quét (SEM) được sử dụng để kiểm tra hình thái vi mô của ACS và các hạt nano chitosan nạp aspirin chứa trong màng chitosan-collagen (ACS-CCM). Các tế bào gốc trung mô xương in vitro (BMSC) được nuôi cấy và các khiếm khuyết sọ có kích thước tới hạn trên chuột Sprague-Dawley được thực hiện để đánh giá hiệu quả của ACS-CCM đối với quá trình tái tạo xương.
Kết quả nghiên cứu và ý nghĩa
Kết quả hành vi giải phóng thuốc của ACS cho thấy các hạt nano được chế tạo trong nghiên cứu này có thể duy trì thành công việc giải phóng thuốc. TEM cho thấy hình thái của các hạt nano. Ảnh SEM chỉ ra rằng màng không đối xứng bao gồm lớp collagen lỏng lẻo và lớp chitosan dày đặc. Các nghiên cứu in vitro cho thấy ACS-CCM có thể thúc đẩy sự tăng sinh của BMSC và mức độ BMSC khác biệt được gieo trên CCM chứa 50mg ACS cao hơn so với các màng khác. Chụp cắt lớp vi tính cho thấy 50mg ACS-CCM dẫn đến tăng cường tái tạo xương so với nhóm đối chứng.
Nghiên cứu này cho thấy rằng ACS-CCM sẽ cho phép giải phóng aspirin bền vững và có tiềm năng tạo xương hơn nữa. Màng này là một phương pháp trị liệu đầy hứa hẹn để hướng dẫn quá trình tái tạo xương.
Bài báo khoa học thứ ba
Tiêu đề bài báo
Nghiên cứu thử nghiệm ứng dụng hợp chất octacalcium phoshate/collagen khi mang protein tạo hình xương người tái tổ hợp typ 2 liều thấp trong tái tạo xương.
Tác giả và cơ quan nghiên cứu
Nguyễn Điện Biên- Bệnh viện Trung ương Quân đội 108.
Mục đích và phương pháp nghiên cứu
Mục đích: Làm giảm nồng độ protein tạo hình xương người tái tổ hợp type 2 thông qua chất mang Octacalcium Phoshate hay collagen (OCP/Col).
Phương pháp: Nghiên cứu thực nghiệm bằng mô tả cắt ngang có đối chứng so sánh. Đĩa xốp Atelocollagen-ACS hoặc OCP/Col được ngâm tẩm với các nồng độ rhBMP-2 khác nhau. Sau đó cấy ghép vào 60 con chuột có tổn thương khuyết hổng xương sọ. Thời gian lấy mô cấy ghép là sau 4, 6 tuần.
Kết quả nghiên cứu và ý nghĩa
Ở nồng độ rhBMP-2, trong các tổn thương của nhóm OCP/Col có sự hình thành mô cứng đồng nhất, còn nhóm ACS không có sự tạo xương. Ở tất cả các nhóm, mật độ khoáng xương không phụ thuộc vào nồng độ rhBMP-2. Sự tiến triển của quá trình hình thành xương ở 2 nhóm phụ thuộc vào nồng độ rhBMP-2. Cuối cùng, ở nhóm OCP/Col có vùng xương mới nhiều đáng kể so với nhóm ACS.
>>Tìm hiểu thêm: Cách bổ sung collagen để giảm thiểu nguy cơ thoái hóa khớp
Bài báo khoa học thứ tư
Tiêu đề bài báo
Đánh giá tác dụng tái tạo xương và quá trình tạo xương ngoài tử cung của màng collagen kết hợp hóa học với yếu tố 1 có nguồn gốc từ tế bào cơ địa trong cơ thể.
Tác giả và cơ quan nghiên cứu
Xiaolin Yu và cộng sự 2020 Biomed.
Mục đích và phương pháp nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, chúng tôi nhằm mục đích đánh giá hiệu quả tái tạo xương của màng collagen được kết hợp hóa học với yếu tố-1 alpha có nguồn gốc từ tế bào cơ đệm (SDF-1 α ) trong mô hình chuột.
Kết quả nghiên cứu và ý nghĩa
Kết quả cho thấy ở nhóm liên kết ngang hóa học và nhóm tạo tế bào, tỷ lệ thể tích xương, tỷ lệ diện tích bề mặt xương, và số lượng phân tử được tăng lên đáng kể và cho thấy sự hình thành xương mới nhiều hơn so với các nhóm đối chứng và hấp phụ vật lý. Các mẫu nhuộm Von Kossa được nhuộm ngược với hematoxylin và eosin và chịu nhuộm hóa mô miễn dịch của màng cấy ghép trong 4 tuần cho thấy nhóm liên kết ngang hóa học có số lượng vi mạch lớn nhất. Màng collagen kết hợp hóa học với SDF-1α để thúc đẩy đáng kể quá trình hình thành xương và vi mạch mới so với hấp phụ vật lý SDF-1 α và cho thấy tác dụng tương tự đối với quá trình hình thành xương mới như phương pháp gieo hạt BMSC.
Bài báo khoa học thứ năm
Tiêu đề bài báo
Sự thật về công dụng của Collagen với bệnh khớp
Tác giả và cơ quan nghiên cứu
Minh Phi (Báo Vietnamnet).
Mục đích và phương pháp nghiên cứu
Phát hiện mới về hoạt chất sinh học collagen type 2 không biến tính giúp cải thiện thoái hóa khớp.
Kết quả nghiên cứu và ý nghĩa
Về mặt ứng dụng: bài báo chỉ ra việc phân biệt rõ vai trò, chức năng và đặc tính để lựa chọn đúng là điều quan trọng. Lựa chọn loại collagen chuyên biệt dành cho khớp như collagen type 2 không biến tính là một điều hết sức thiết yếu giúp người tiêu dung tránh khỏi việc tiền mất mà tật vẫn mang.
Về mặt khoa học: góp phần phát hiện mới về hoạt chất sinh học collagen type 2 không biến tính có tác dụng điều hòa miễn dịch, làm chậm quá trình viêm sụn và ngăn chặn hư hại ở sụn khớp. Từ đó mở ra các hướng ứng dụng của vật liệu này trong các nghiên cứu y sinh.
VII. Tổng kết
Tổng hợp và so sánh kết quả của các bài báo khoa học trên
Collagen có tác dụng quan trọng và cần thiết đối với sức khỏe xương khớp. Thông các nghiên cứu và thực nghiệm lâm sàng, chúng ta nhìn thấy rõ việc collagen tác động tích cực đến thay đổi tình trạng viêm khớp, sơ cứng khớp. Theo một nghiên cứu khác cũng thử nghiệm quá trình thử nghiệm collagen và cho ra kết quả tương tự. Cụ thể, tình trạng đau khớp đã cải thiện rõ rệt với bệnh nhân bổ sung 5-7gr collagen hydrolysate/ngày trong thời gian 1-6 tháng. Tỉ lệ này lên đến 70%. Với hiệu quả hơn 25% trong việc làm giảm đau xương khớp, collagen so với một số loại thuốc chống viêm khác (như glucosamine) được khuyến khích sử dụng hơn.
Với những người bị đau nhứt xương khớp là do sụn khớp mất dần collagen. Điều này là vì sự thay đổi do tuổi tác, quá trình lão hóa diễn ra cũng là lúc xương khớp mất dần collagen. Khi đó, xương hoạt động kém dẻo dai và linh hoạt hơn trước. Do vậy, những nghiên cứu trên nhằm mục đích kiểm chứng, đánh giá và tìm giải pháp tối ưu hóa màng collagen. Từ đó tìm ra phương pháp sản sinh, tái tạo xương hiệu quả.
>>> Tìm hiểu thêm: Tầm quan trọng của chúng trong việc duy trì sức khỏe của xương
Những bước tiếp theo trong nghiên cứu về collagen và khả năng tăng cường sức khỏe khớp.
Có nhiều minh chứng collagen quan trọng đối với việc đảo ngược hoặc hạn chế những tác động tiêu cực đối với xương khớp. Những kết quả trong nghiên cứu khẳng định việc ứng dụng kỹ thuật trong tạo xương không những giúp nâng cao hiệu quả mà còn kích thích các đặc tính khác của collagen. Từ đó một thế hệ màng collagen mới được sản sinh và tăng cường đáng kể.
Theo một nghiên cứu vào năm 2017, khi collagen được thực nghiệm trên chuột bị viêm xương khớp sau chấn thương (PTOA) cho thấy sự tác động mạnh mẽ. Kết quả chỉ ra collagen đóng một vai trò nhất định trong sự phát triển và tiến triển của sức khỏe.
Collagen có nhiều vai trò trong tăng cường sức khỏe khớp nên được nhận sự quan tâm của nhiều người trong thời gian gần đây. Mặc dù chúng ta vẫn chưa có nhiều nghiên cứu trong nước về chất bổ sung collagen. Tuy nhiên, các nghiên cứu hiện tại cho thấy sự nỗ lực của chuyên gia và những hứa hẹn về lợi ích của collagen đối với xương khớp.
Có thể nhận ra rằng, mật độ khoáng của xương sẽ tăng khi collagen được cung cấp đầy đủ trong xương. Đối với người thiếu canxi hoặc mắc bệnh loãng xương nên chủ động bổ sung collagen. Collagen vào cơ thể giúp tăng mật độ khoáng cương. Từ đó, độ chắc khỏe và dẻo dai của xương cũng được cải thiện, xương khớp cũng được tăng cường.
Nguồn tham khảo thông tin:
- https://ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10013244/
- https://ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5733920/
- https://tcydls108.benhvien108.vn/index.php/YDLS/article/view/1073
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-605X/ab52da/meta
- https://vietnamnet.vn/su-that-ve-cong-dung-cua-collagen-voi-benh-khop-203072.html