คอลลาเจน (collagen) เป็นโปรตีนในกลุ่มโปรตีนเส้นใย (fibrous protein) จากสัตว์ที่พบในเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (connective tissue) เป็นส่วนประกอบหลักในโครงสร้างของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่น เส้นเอ็น กระดูก ผิวหนัง ระบบท่อลำเลียงในสัตว์ รวมถึงแผ่นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่อยู่รอบกล้ามเนื้อ มีลักษณะเหนียวแต่ยืดไม่ได้ มีแรงต้านแรงดึงสูงมาก ทำให้กล้ามเนื้อเหนียว
ร่างกายมนุษย์เราจะมีคอลลาเจนเป็นส่วนประกอบของผิวหนัง กระดูก ข้อต่อ ขน และเส้นผม รวมถึงเนื้อเยื่อทั้งหมดในร่างกาย ซึ่งคอลลาเจนเป็นส่วนสำคัญที่ทำให้เซลล์ยึดเกาะกัน คอลลาเจนนั้นทำให้ร่างกายทุกส่วนทำงานปกติ ถ้าร่างกายมีปริมาณคอลลาเจนลดลง เซลล์ของร่างกายก็จะเรียงตัวกันไม่เป็นระเบียบ ทำให้ผิวหนังขาดความกระชับ เกิดริ้วรอย ความหย่อนคล้อย เกิดความหมองคล้ำ รวมถึงอัตราการเผาผลาญในร่างกายลดลงด้วย โดยปกติร่างกายสามารถสังเคราะห์คอลลาเจนขั้นเองได้ แต่เมื่อมีอายุเพิ่มมากขึ้นความสามารถในกำรผลิตคอลลาเจนก็จะลดลงเช่นเดียวกัน แต่ไม่ใช่แค่อายุจะเป็นสาเหตุเดียวที่ทำให้การผลิตคอลลาเจนลดลง ยังมีสาเหตุอื่น ได้แก่ รังสีอุลตร้าไวโอเลต (ultraviolet radiation)
(โคอิชิ, 2553)
องค์ประกอบหน่วยย่อยของคอลลาเจน คือกรดอะมิโน (amino acid ) ที่เรียงต่อกันด้วยพันธะเพปไทด์ (peptide bond) เป็นสายพอลิเพปไทด์ โดยลำดับของกรดแอมิโนมักเป็น Gly-X-Pro หรือ Gly-X-Hypro และ Gly-Pro-Hypro ( Gly = glycine, Pro = proline, Hypro = hydroxyprolineและ X = กรดอะมิโนชนิดอื่น) รูปแบบการจัดเรียงซ้ำๆ ทำให้เกิดเป็นสายพอลิเพปไทด์ ที่มีพันธะระหว่างสายที่เป็นระเบียบแข็งแรง ซึ่งไม่พบในโปรตีนรูปกลม
สายของพอลิเพปไทด์ 3 สาย จะมารวมกันแบบ triple helix ซึ่งเป็นหน่วยย่อยของคอลลาเจน เรียกว่า โทโพคอลลาเจน (topocollagen subunit) โดยแต่ละสายของพอลิเพปไทด์ ขดเป็นเกลียววนซ้าย และรวมเข้าด้วยกัน บิดเป็นเกลียวเหมือนขดลวดวนขวา โครงสร้างของมั่นคงแข็งแรงตัวด้วยพันธะไฮโดรเจนจำนวนมาก มีลักษณะเหมือนหลอดยาวประมาณ 300 นาโนเมตร และเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 นาโนเมตร
โดยปกตินั้นคอลลาเจนจะมีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 300,000 Da ซึ่งถือว่าเป็นโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่ทำให้ร่างกายอาจดูดซึมไม่ได้ จึงได้มีการผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส (Hydrolysis) ทำให้คอลลาเจนมีขนาดโมเลกุลเล็กลงเป็นสายเพปไทด์ขนาดสั้นโดยมีน้ำหนักโมเลกุลระหว่าง 2000-5000 Da ทำให้ร่างกายสามารถดูดซึมไปใช้ได้ง่ายขึ้น ทั้งนี้องค์ประกอบกรดอะมิโนของคอลลาเจนและคอลลาเจนเพปไทด์ไม่มีความแตกต่างกัน
คุณสมบัติและคุณประโยชน์ของ Collagen peptide
ความสามารถในการย่อยได้ (Digestibility)
มีงานวิจัยได้ทำการศึกษาการให้ Hydrolzyed collagen หรือ Collagen peptide ทางปากในหนูพบว่า Collagen peptide ถูกย่อยและดูดซึมได้มากกว่า 90% ในเวลา 6 ชั่วโมง (Oesser และคณะ, 1999)
ด้านโภชนาการ
คลอลาเจนมีปริมาณกรดอะมิโนไกลซีน(Glycine) และโพรลีน (Proline) มากกว่าในอาหารทั่วไปถึง 20 เท่า และยังมีกรดอะมิโนจำเป็นอื่นอีกๆ โดยไกลซีนและโพรลีนเป็นกรดอะมิโนที่มีความสำคัญในการสังเคราะห์ Creatine ซึ่งเป็นสารมีหน้าที่ช่วยในกระบวนการสร้างสารพลังงานสูง หรือ ATP ซึ่งเป็นแหล่งพลังแก่เซลล์กล้ามเนื้อและเซลล์อื่นๆทั้งหมดในร่างกาย
ด้านสุขภาพผิว
มีการศึกษาพบว่าการได้รับคอลลาเจนเพปไทด์ร่วมกับวิตามินซีและกลูโคซามีน (Glucosamine) จะช่วยเพิ่มความชุ่มชื้น ความเต่งตึง และความนุ่มนวลแก่ผิว(Matsumoto และคณะ, 2006) โดยคอลลาเจนเพปไทด์ที่ได้รับเข้าไปนั้นจะช่วยเพิ่มความหนาแน่นของเซลล์ Fibroblast และเพิ่มขนาด Collagen fibrils ในชั้นผิวหนัง อีกทั้งยังช่วยกระตุ้นให้เกิดการสร้าง Collagen fiber เพิ่มขึ้น ทำให้ผิวหนังมีความแข็งแรงเต่งตึง(Shigemura และคณะ, 2009)
ด้านข้อและกระดูก
มีรายงานการศึกษาพบว่าการบริโภค Collagen peptide จะช่วยลดอาการเจ็บข้ออย่างรุนแรงได้(Moskowitz, 2000; Ruiz-Benito และคณะ, 2009) โดยคอลลาเจนเพปไทด์ที่ไดรับนั้นจะไปสะสมบริเวณกระดูกอ่อนและกระตุ้นให้เซลล์ Chondrocytes ในกระดูกอ่อนสร้างคอลลาเจนเพิ่มขึ้น มีงานวิจัยหลายชิ้นพบว่าการบริโภคคอลลาเจนเพปไทด์เป็นประจำจะช่วยเพิ่มความหนาแน่นของมวลกระดูก(Namura และคณะ, 2005; Fricke และคณะ, 2008) และเหมือนว่าคอลลาเจนเพปไทด์จะกระตุ้นการทำงานของเซลล์ Osteoblasts ซึ่งเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่สร้างกระดูก มากกว่าเซลล์ Osteoclasts ซึ่งเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่ทำลายกระดูก