ข้อมูลบริการทดสอบประสิทธิภาพการสร้างคอลลาเจน (Collagen) ในผลิตภัณฑ์
บริษัท วิสไบโอ (VISBIO) จำกัด มีบริการรับวิเคราะห์ทดสอบประสิทธิภาพการสร้างคอลลาเจน (Collagen) ที่เพาะเลี้ยงเซลล์ภายใต้สภาวะสองมิติ (2D Cell Culture) ได้กับทุกผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมสุขภาพและความงาม โดยคอลลาเจน คือเส้นใยโปรตีน (fibrous protein) พบมากที่สุดในร่างกาย สามารถสร้างได้เองตามธรรมชาติ ทำหน้าที่คล้ายกับกาวที่คอยยึดเกาะ เพิ่มความแข็งแรงและความยืดหยุ่นให้แก่ส่วนต่างๆของร่างกาย โดยสาร คอลลาเจน รู้จักกันอย่างแพร่หลายในเรื่องช่วยบำรุงสุขภาพผิวหนัง ริ้วรอย หรือข้อต่อ ซึ่งการทดสอบฤทธิ์ความสามารถกระตุ้นการสร้าง collagen จึงเหมาะสมกับผลิตภัณฑ์สมุนไพร เครื่องสำอาง อาหารเสริม ที่เน้นเรื่องการออกฤทธิ์ เกี่ยวกับการลดเลื้อนริ้วรอย การบำรุงผิวหนัง การบำรุงเล็บ/เส้นผม หรือ การบำรุงข้อต่อ เป็นต้น ดังนั้นในอุตสาหกรรมสุขภาพและความงาม จึงนิยมสารที่มีคุณสมบัติเกี่ยวกับกระตุ้นคอลลาเจน มาใช้เป็นส่วนประกอบในผลิตภัณฑ์
คอลลาเจน (Collagen)
คอลลาเจน คือเส้นใยโปรตีน (fibrous protein) พบมากที่สุดในร่างกาย สามารถสร้างได้เองตามธรรมชาติ ทำหน้าที่คล้ายกับกาวที่คอยยึดเกาะ เพิ่มความแข็งแรงและความยืดหยุ่นให้แก่ส่วนต่างๆของร่างกาย มักพบคอลลาเจนประมาณร้อยละ 30 ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันทุกชนิด พบได้ในหลอดเลือด กระดูกอ่อน กล้ามเนื้อ เอ็นข้อต่อ ผม เล็บ รวมถึงผิวหนัง โดยร่างกายจะสามารถสังเคราะห์คอลลาเจนได้มากที่สุดตอนอายุน้อยและลดปริมาณการสังเคราะห์ลงเมื่ออายุมากขึ้น
โครงสร้างและชนิดของคอลลาเจน
โครงสร้างของคอลลาเจน มีลักษณะเป็นเส้นใยอยู่ในรูปของคอลลาเจนไฟเบอร์ (collagen fibers) เกิดจากสายพอลิเพปไทด์ 3 สายพันต่อกันป็นเกลียวด้วยพันธะโควาเลนแต่ละสายรวมตัวกันของกรดอะมิโน1,000 หน่วย โดย G คือ ไกลซีน (glycine) X คือ โพรลีน (Proline) และ Yคือ ไฮโดรโพลีน (hydroxyproline; Hype)
รูปที่ 1 โครงสร้างของคอลลาเจนที่เกิดจากการรวมตัวกันของกรดอะมิโน
คอลลาเจนถูกแบ่งออกเป็น 5 ชนิด ดังนี้
- คอลลาเจนชนิด I เป็นคอลลาเจนหลักของผิวหนังและกระดูก มีมากที่สุดในร่างกาย ประมาณ 90% ช่วยในการเพิ่มความยืดหยุ่น ป้องกันเนื้อเยื่อไม่ให้ฉีกขาด ผู้ที่มีคอลลาเจนชนิดนี้มากผิวก็จะเนียนใส ไร้ริ้วรอย
- คอลลาเจนชนิด II พบในกระดูกอ่อนและกระดูกซี่โครง มีหน้าที่สำคัญช่วยกระตุ้นการสังเคราะห์เซลล์ เพื่อลดอัตราการเสื่อมของกระดูกอ่อนบริเวณข้อต่อ
- คอลลาเจนชนิด III พบในหลอดเลือดและอวัยวะภายใน
- คอลลาเจนชนิด IV เป็นคอลลาเจนที่พบในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่หุ้มกล้ามเนื้อและไขมันช่วยในเรื่องการทำงานของระบบหลอดเลือดและระบบประสาท
- คอลลาเจนชนิด V เป็นคอลลาเจนพบในผิวของเซลล์และเส้นผม
คอลลาเจนกับผลิตภัณฑ์เสริมอาหารในประเทศไทย
ในท้องตลาดคอลลาเจนที่อุตสาหกรรมสุขภาพและความงามนิยมนำมาใช้มีทั้งหมด 3 ประเภท ดังนี้
- คอลลาเจนแบบพื้นถิ่น (Native collagen) เป็นคอลลาเจนที่ยังไม่ได้ผ่านกระบวนการไฮโดรไลซ์ (Hydrolyze) จะมีคุณสมบัติที่ไม่ละลายน้ำ ดูดซึมยาก
- คอลลาเจนแบบเจลลาติน (Gelatin Medium-soluble) เป็นคอลลาเจนที่ผ่านกระบวนการไฮโดรไลซ์ (Hydrolyze) ละลายน้ำได้ ดูดซึมเปานกลาง
- คอลลาเจนแบบคอลลาเจนไตรเปปไทด์ (Collagen-tripeptide or CTP) ผ่านกระบวนการไฮโดรไลซ์ (Hydrolyze) ซึ่งทำให้มีคุณสมบัติละลายน้ำได้ดีมาก ประกอบไปด้วยกรดอมิโน 3 หน่วยหนึ่งในนั้นคือ ไกลซีน (Glycine) มีน้ำหนักโมเลกุลที่เล็ก มีอัตราส่วน 1/1000 ทำให้สามารถผ่านกระบวนการดูดซึมในลำไส้เล็กได้ดี มีคุณสมบัติในการดูแลผิวพรรณ เพิ่มความชุ่มชื้นให้แก่ผิว
รูปที่2 โครงสร้างโมเลกุลคอลลาเจนแบบคอลลาเจนไตรเปปไทด์ (Collagen-tripeptide)
การสลายหรือการเสื่อมของคอลลาเจน
กลไกร่างกายของมนุษย์ เมื่ออายุมากขึ้นร่างกายจะผลิตคอลลาเจนน้อยลง อาจส่งผลต่อผิวหนัง ทำให้ ผิวบางลง ผิวแห้ง และผิวหนังยืดหยุ่นน้อยลง เกิดริ้วรอยบนผิวได้ โดยมีงานวิจัยพบว่าร่างกายของเราเริ่มสูญเสียคอลลาเจนตั้งแต่อายุ 30ปีขึ้นไป ซึ่งสาเหตุของการสลายหรือการเสื่อมของคอลลาเจนอาจเกิดจากเรื่องของวัยที่มากขึ้นและสิ่งแวดล้อมที่กระตุ้น ทำให้คอลลาเจนสลายเร็วขึ้น เช่น รังสียูวี, มลภาวะ และการเลือกรับประทานอาหารที่ไม่มีประโยชน์
รูปที่3 การเสื่อมชราของผิวตามอายุและระดับของคอลลาเจน
วิธีการทดสอบการออกฤทธิ์กระตุ้นการสร้างคอลลาเจน(Collagen production) ภายใต้สภาวะเซลล์ 2 มิติ
การทดสอบสามารถทำการตรวจวิเคราะห์ได้กับตัวอย่าง สมุนไพร, สารสกัด, ผลิตภัณฑ์สมุนไพร, ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง หรือ ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร โดยการทดสอบการออกฤทธิ์กระตุ้นการสร้างคอลลาเจนภายใต้สภาวะเซลล์ 2 มิติ มีขั้นตอนการวเคราะห์ทดสอบ ดังนี้ ห้องปฏิบัติการทำการเพาะเลี้ยงเซลล์ Human Dermal Fibroblasts (HDFa) ในตู้บ่ม แล้วทำการย้ายเซลล์ไปยัง 96-well plate ในแต่ละหลุมจะใส่เซลล์จำนวน 2,500-5000 เซลล์ หลังจากบ่มเซลล์นาน 96ชั่วโมง เพื่อให้เซลล์ยึดเกาะกับพื้นผิว เมื่อครบเวลาทำการเก็บเซลล์มาปั่นแยกอาหารเลี้ยงเซลล์ออกไป โดยจะทำการทดสอบทั้งในอาหารเลี้ยงเซลล์ และเซลล์ไลน์ ทดสอบหาปริมาณ Collagen โดยใช้ชุดน้ำยา Sircol™ Soluble Collagen kit คำนวณหาปริมาณ Collagen ที่สร้างจาก HDFa โดยเปรียบเทียบกับสาร Collagen มาตรฐาน
โดยการรายงานผลทดสอบ สามารถรายงานผลได้ 2 แบบ ดังนี้
- การทดสอบประสิทธิภาพในการออกฤทธิ์กระตุ้นการสร้างคอลลาเจน นั้นคือ ทดสอบว่าผลิตภัณฑ์ตัวอย่างมีคุณสมบัติกระตุ้นการสร้างคอลลาเจน
- การรายงานผลการทดสอบ โดยการคำนวณหาค่าความเข้มข้นของตัวอย่างที่ทำให้เกิดการกระตุ้นการสร้างคอลลาเจน 50% (IC50, the half maximal inhibitory concentration) โดยเปรียบเทียบกับสารมาตรฐาน ซึ่งการรายงานผลแบบนี้เหมาะสมกับตัวอย่างวัตถุดิบ สมุนไพร สารสกัด ที่ต้องการทราบ %การนำตัวอย่างไปพัฒนาในผลิตภัณฑ์สุขภาพและความงามต่างๆ
Literature:
- ดร.ฉัตรภา หัตถโกศล (DrPH, RD) อาจารย์ประจําภาควิชาโภชนวิทยา คณะสาธารณสุขศาสตร์มหาวิทยาลัยมหิดล
- วารสารวิจัยและพัฒนา มจธ ปีที่ 42 ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและต้านริ้วรอยของสารสกัดข้าวทับทิมชุมแพสำหรับประยุกต์ ใช้ในเครื่องสำอางบำรุงผิวหน้า
- Researchers, Inquiry about collaborative research ‘’What is Collagen Tripeptide”
- Researchers, Vibrance skin rejuvenation medspa ‘’What happens to collagen as we age’ April 3, 2020
- Shoulders, M., and Raines, R. Collagen Structure and Stability. Annu Rev Biochem. 2009. vol. 78, p. 929-958