Препараты коллагенов в современной дерматологии и косметологии

Коллаген – основной белок кожи, обеспечивающий ее прочность, упругость и эластичность. С возрастом и под влиянием ультрафиолета синтез коллагена снижается, а деградация усиливается, что ведет к морщинам и потере тонуса кожи. Особенно быстро коллаген теряется у женщин в первые годы менопаузы. Пероральные гидролизаты коллагенов – наиболее изученная форма их использования в косметологии. В желудочно-кишечном тракте они перевариваются до коротких пептидов (например, Pro-Hyp, Gly-Pro-Hyp), которые всасываются в кровь и достигают кожи. Эти пептиды не могут встраиваться в коллагеновые волокна. Они действуют как сигнальные молекулы, стимулирующие фибробласты к выработке собственных коллагенов, гиалуроновой кислоты и других компонентов МКМ. Метаанализы многочисленных клинических испытаний показали, что гидролизаты коллагенов приводят к умеренному, но достоверному улучшению гидратации, эластичности и плотности кожи. Более эффективны в этом отношении инъекционные формы коллагенов, которые к тому же демонстрируют сильное защитное действие против старения кожи. Топические формы коллагенов менее популярны и довольно слабо изучены. Особая ниша их использования – покровные материалы для лечения ран. При любом способе доставки в кожу экзогенные коллагены не могут непосредственно встроиться в коллагеновые волокна дермы, их эффект достигается за счет регуляторного действия на метаболизм фибробластов и иммунных клеток. Особое внимание в обзоре уделено рекомбинантным коллагенам, идентичным человеческим. Их получают в клетках бактерий, дрожжей, растений, насекомых и млекопитающих. Наиболее перспективными биотехнологическими платформами представляются дрожжи (Pichia pastoris), растения (табак, кукуруза) и насекомые (шелкопряд). Рекомбинантные коллагены отличаются высокой чистотой, биосовместимостью, отсутствием риска прионных инфекций, гипоаллергенностью. Одним из новых достижений является использование рекомбинантных коллагенов как идеальных «биочернил» для 3D-биопечати живых моделей кожи. Коллагеновые препараты эволюционировали от простых наполнителей к биологическим регуляторам, стимулирующим собственные регенеративные ресурсы кожи. На практике наибольшего эффекта можно достигнуть, сочетая пероральные гидролизаты природных коллагенов и инъекционные формулы на основе рекомбинантных коллагенов.

Для цитирования: Кутуева Л.И., Роберти А.Р., Свечникова Е.В., Ашапкин В.В. Препараты коллагенов в современной дерматологии и косметологии. Фарматека. 2026;33(5):18-31. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/pharmateca.2026.5.18-31

Вклад авторов: Е.В. Свечникова, В.В. Ашапкин – разработка концепции и общего плана статьи, окончательное редактирование рукописи. Л.И. Кутуева – написание разделов «Молекулярная структура и пространственная организация коллагенов» и «Источники коллагенов». А.Р. Роберти – написание раздела «Использование препаратов коллагенов в медицине и косметологии». В.В. Ашапкин – написание раздела «Механизмы действия на клеточном и молекулярном уровнях». Е.В. Свечникова – написание разделов «Введение» и «Заключение и перспективы». Все авторы одобрили окончательный вариант рукописи.
Конфликт интересов: Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Финансирование: Работа выполнена без спонсорской поддержки.

Введение

Фундаментальная роль коллагена в дерматологии и косметологии, безусловно, объясняется его ключевой ролью в поддержании структуры и функций кожи. Коллаген является основным белком межклеточного матрикса (МКМ) дермы. На него приходится около 25–30% от массы всех белков человеческого тела, причем в коже более 90% от всего коллагена приходится на коллаген I типа [1]. Коллагены образуют каркас, обеспечивающий прочность, упругость и эластичность кожи. Они также играют важную роль в замене отмерших клеток кожи и заживлении ран. Многообразие типов коллагенов обеспечивает широкий спектр их функций, но для здоровья кожи наиболее критичны коллагены I, III и V типов. С возрастом баланс между их синтезом и распадом нарушается [2]. Уже с раннего взрослого возраста их ежегодная потеря составляет около 1% [1]. Волокна МКМ подвергаются фрагментации, утрачивают упорядоченную ориентацию и уменьшаются в количестве. Ключевым звеном этого процесса является старение фибробластов: по мере ослабления связей с волокнами МКМ их способность синтезировать новые молекулы ухудшается. Тем самым запускается один из порочных кругов старения кожи [3]. Существенное влияние на этот процесс оказывают как внутренние (генетика, гормоны), так и внешние факторы (прежде всего, ультрафиолетовое облучение) [4]. Особенно уязвимы женщины: в первые 5 лет менопаузы их кожа теряет до 30% коллагена [1].

Молекулярная структура и пространственная организация коллагенов

Молекулы всех коллагенов состоят из трех полипептидных цепей (α-цепей), закрученных в тройную спираль, в которой каждая цепь состоит из повторяющихся триплетов Gly-X-Y, где X и Y часто представлены остатками пролина и гидроксипролина (Hyp) [5–7]. Как следствие, аминокислотный состав коллагенов весьма необычен: около 30% приходится на глицин и около 20% на пролин и Hyp. Остатки Hyp образуются путем посттрансляционной модификации остатков пролина в Y-позиции специфическими ферментами – коллаген-пролил-4-гидроксилазами. Без этой модификации существование тройных спиралей коллагенов при температуре тела было бы невозможно. Неслучайно генетические дефекты по активности пролил-4-гидроксилаз летальны. Более редкой модификацией является пролил-3-гидроксилирование некоторых остатков пролина в позиции X. Дефектность по этой модификации приводит к синдрому хрупких костей osteogenesis imperfecta. Вероятно, остатки 3Hyp в определенных позициях необходимы для взаимодействия с регуляторными молекулами, участвующими в формировании окончательной структуры коллагеновых волокон.

У позвоночных обнаружено 28 типов коллагенов, которые у человека закодированы в >40 генах [6]. Молекулы коллагенов могут представлять собой гомотримеры, состоящие из трех одинаковых цепей, или гетеротримеры, в которых цепи являются продуктами двух-трех разных генов. Каждая α-цепь обозначается арабским номером, а в скобках римской цифрой указывается тип коллагена, к которому она принадлежит. Например, коллаген II типа состоит из трех идентичных α1(II) цепей, кодируемых геном COL2a1, а коллаген III типа – трех идентичных α1(III) цепей, кодируемых геном COL3a1. В названиях генов первая цифра соответствует типу кодируемого коллагена, а вторая – номеру α-цепи. Гетеротримеры коллагенов состоят из двух или трех разных α-цепей. Например, коллаген I типа (COLI) состоит из двух цепей α1(I) и одной цепи α2(I) – α1(I)2α2(I), кодируемых генами COL1a1 и COL1a2. Гетеротримеры коллагена V(COLV) бывают двух видов: α1(V)2α2(V) и α1(V)α2(V)α3(V). Изредка встречаются и более экзотические комбинации из цепей, принадлежащих разным типам коллагенов – гетеротипические молекулы. Например, коллагены V и XI типов могут объединяться в α1(XI)2α2(V). Главными волокнообразующими (фибриллярными) коллагенами являются коллагены I, II, и III типов, а минорными – V и XI типов. Коллагены XXIV и XXVII типов относят к фибриллярным по структурному сходству. Все эти коллагены образуют длинные волокна с характерной 64–67-нм исчерченностью, обеспечивающие механическую поддержку и трехмерную структуру тканей. Остальные коллагены формируют другие надмолекулярные структуры: сети (IV, VIII и X), филаменты с бусинами (VI, XXVI и XXVIII), прикрепляющие (якорные) фибриллы (VII). Некоторые нефибриллярные коллагены ассоциированы с поверхностью коллагеновых волокон (IX, XII, XIV и XIX–XXII). Другие являются трансмембранными белками (XIII, XVII, XXIII и XXV). Фибриллярные коллагены неодинаково распределены в разных тканях. COLI является главным фибриллярным коллагеном в костях, коже и сухожилиях, COLII – в хряще, COLIII вместе с COLI – в сосудистых стенках.

Вновь синтезированные коллагеновые цепи после гидроксилирования остатков пролина собираются в удлиненные тройные спирали – проколлагены. В них основная спиральная область фланкирована по концам глобулярными доменами – N- и C-пропептидами, которые удаляются особыми энзимами, N- и C-протеиназами, в ходе созревания коллагенов (рис. 1). N-протеиназы проявляют максимальную активность на правильно свернутых в тройную спирал...

Кутуева Л.И., Роберти А.Р., Свечникова Е.В., Ашапкин В.В.