Количката е празна


обратно

Какви ценни съставки се съдържат в кожите на рибите?

8 юни 2018

Според данни на World Bank Group [1] за 2015 г. общото производство на риба възлиза на около 200 милиона тона. Най-високият добив за българите е бил през 70-те години на XX в. с около 160 000 тона, а в наши дни е намалял с 8 пъти. Но в световен мащаб с увеличената консумация на риба и морски дарове тенденцията е увеличение на аквакултурите. В света съществуват над 1500 морски вида, които са обект на риболов.  От икономическо значение са 25 вида, които съставляват около 40% от световния улов. Това огромно количество се лови от милиони регистрирани риболовни съдове, ¾ от които оперират в Азия. Именно те са и най-големите производители на риба в световен мащаб.

Обикновено кожите на рибите се изхвърлят преди готвене. Знаете ли, че думата колаген е измислена около 1860 година в Гърция? Основата на думата κόλλα (colla) означава лепило. Не бива да забравяме и едно от най-древните лепила, което се използва и до днес, познато ни като туткал. Той се произвежда от съединителна тъкан на различни животни. Още от древен Египет и Гърция през епохата на Ренесанса чак до днешни дни лепилата от животни имат редица предимства пред синтетичните адхезиви. Рибният туткал се произвежда от кожата и костите на риби. Той е много добър свързващ материал за гипс и бои. Увеличава времето, през което гипса може да се обработва. Може да се използва и без загряване, тъй като рибните протеини не се втвърдяват при ниски температури. Рибният туткал се използва за реставрация на ценни мебели и предмети. А за особено скъпи предмети се използва туткал от мехури на моруна. Използва се като лепилен слой при позлатяване върху стъкло. Здравината му е изключително голяма. Той бил любим на средновековните монаси, които ръчно преписвали различни книги.

През 2018 г. учените от  Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) [2] са направили ценно откритие. Те са установили, че кожите на рибите съдържат ценен колаген, който може да се използва за различни биомедицински приложения – например за подпомагане заздравяването на рани.

В днешно време предлаганите гъби от колаген са неразтворими форми на протеинаПриготвят се чрез лиофилизиране на водни разтвори на колаген с киселини или основи. Способни са да абсорбират големи количества секрети, да прилепват плътно към подмокрени рани и да поддържат влажна среда като същевременно предпазват от механична травма или бактериална инфекция. Предпочитани са като превръзка за рани при тежки изгаряния, язви на краката, при донорски операции. Разбира се колагеновите гъби могат да се използват и за in vitro цели, като са допълнително обогатени с фибробласти. Поставени върху кожата те стимулират производството на нов колаген като ускоряват процесите за образуване на нова гранулационна тъкан. В зависимост от степента на кръстосано свързване, колагенната гъба се разгражда в пептидни аминокиселини след период от 3 до 6 седмици, след което имплантът се заменя с естествен колаген тип I, произведен от фибробластите.

След клинични изпитвания [3] върху мишки станало ясно, че така получения колаген стимулира образуването на нови кръвоносни и лимфни съдове и това спомага за по-бързото възстановяване на наранените тъкани. Освен това колагенът може да се използва и като носител за доставяне на лекарства и растежни фактори. Въпреки това в своята естествена немодифицирана форма ценният протеин остава разтворим само в слаби киселини, които влияят на лекарствата. Ето защо използвайки химични модификации учените от Сингапур успяват да създадат водоразтворим колаген от кожата на риби и това дава възможност към него да се добавят лекарства и да разработят превръзки за рани.

 

И все пак – какво е основното предимство на колагена от риби в сравнение с колагена, извлечен от бозайници?

Прионът [4] (съкращение от протеинна инфекциозна частица) е необикновен инфекциозен агент, който се състои само от белтък. Тези частици са с неправилно нагъната пространствена структура и са способни да преобразуват структурата на нормалните белтъчни молекули (сред които е и колагена със своята тройна спирална структура) в подобна на своята деформирана конфигурация.  Днес се счита, че те са причинители на различни фатални и нелечими болести, сред които и спонгиформна енцефалопатия по говедата, известна и като „луда крава“.  Рибите за разлика от бозайниците не са източник на подобни приони. Освен това колагенът, получен от бозайници съдържа много повече кръстосани връзки и трябва да бъде подложен на повече химични реакции, за да бъде разтворен. Сред другите предимства е на рибния колаген е неговото pH, което е идентично на това на човешката кожа.

В предишно изследване [5] учените от същия екип от Сингапур изследват възможностите на колаген тип I, извлечен от кожата на риби и на жаби.  Доказва се, че и двата вида колаген от небозайници подобряват свързването и пролиферацията на човешки ендотелни клетки от пъпна вена. Освен това имат пречат на образуването на тромби подобно на наличния в търговската мрежа говежди колаген. Предимството им пред него е по-слабата противовъзпалителна реакция. Ангиогенезата е процес, който подпомага растежа на нови кръвоносни съдове. Източниците на колаген с източник различен от бозайници водят до много по-добри ангиогенни свойства и това ги прави предпочитани за лечение на рани.

В момента се произвеждат различни биомедицински продукти на основата на бозайници като свине, крави и овце, но това често е ограничено поради културни или религиозни причини. Освен това се налагат повече обработвателни процеси и контрол върху тях поради риска от сходни заболявания, които могат да се предадат от бозайниците на хората.

10 грама кожа на риба – количество, което може да се получи от 1-2 риби съдържат около 200 мг суров колаген, който след пречистване и обработка намалява, но пак остава по-евтин в сравнение с телешкия и свинския колаген. Екипът от изследователите си партнира с местна рибарска ферма в Сингапур, които продават стотици риби на ден на търговци на едро, ресторанти и клиенти на дребно. Ако в бъдеще кожите не биват изхвърляни, колагенът в тях може да се оползотвори за нуждите на медицината и за бъдещи научни разработки.

Друго изследване [6] установява, че няма големи разлики в колагена, извлечен от кожите на морска и сладководна дъгова пъстърва. И двата вида съдържат аминокиселината глицин, както и аланин, пролин и хидроксипролин.

Повечето от колагенът, извлечен от риба е познат като морски. Не е тайна, че в Световния океан днес има много отпадъци и тежки метали. Аквакултурите,  които живеят в солена вода, са в пъти повече в сравнение със сладководните, което значително намалява цената на крайния продукт. Освен кожата, богати на колаген са и костите, люспите, перките и опашките. В това конкретно изследване [7]  са използвани сладководните риби Catla catla и Cirrhinus mrigala. Учените установяват, че извлечения от тях колаген е тип I и може да се използва успешно в козметичната, биомедицинската и фармацевтичната промишленост.

В изследване от 2015 г. [8] се разглеждат свойствата на колагена, извлечен от кожата на различни сладководни риби, сред които и толстолоб.

Жив натурален колаген с формула на тройната спирала, извлечен при ниски температури от толстолоб. Рибният колаген има редица предимства пред извлечения от бозайници като говежди, свински и телешки колаген

Но това не е нещо ново. Още в края на 80-тте години на XX в. трима полски биохимици откриват друг колаген. Истински, натурален колаген, извлечен от кожата на толстолоб и други риби. Този колаген не е с разкъсана структура, а със запазена тройна спирала на белтъчната молекула, както е при живата риба. Учените успели да го изолират в стъклен съд, след което започнало прилагането му, клинично и козметично, върху доброволци. Резултатите били смайващи и за самите тях. Може би случайно, а може би не, Полша по времето на Съвета за икономическа взаимопомощ е била специализирана в работата с биологични материали, белтъчни молекули, морски микроорганизми, водорасли, изобщо в областта на биотехнологиите. В брошурите на много козметични компании пише, че в техните кремове има колаген. Това не е вярно. В техните продукти има краен продукт от разпада на колаген, но няма колаген. Има аминокиселините, от които е бил изграден колагенът. Те са разтворени във вода и се получава хидролизат и всъщност в много кремове на която и да е водеща фирма има само супа от аминокиселините, от които преди това е бил изграден колагенът.  Докато колагенът от Inventia съдържа същия колаген, какъвто е бил в кожата на толстолоба, преди той да бъде обработен. Това е важно, за да бъде биологично активна дадена молекула. Когато се вкара в човешкия организъм, тя започва да го стимулира да работи на по-оптимални обороти. Тоест, да произвежда повече колаген, независимо, че е на 40-годишна възраст и генетично му е предопределено да произвежда по-малко. Под действието на този колаген в природата става едно малко чудо и ние започваме да активираме фибробластите в нашия организъм. Това са клетките, които изграждат най-много колаген и се намират в цялата съединителна тъкан.

Гелът за лице с натурален колаген е изолиран от корема на рибите и е най-чист, няма пигмент меланин и затова е светъл. Гелът за тяло е изолиран от страничните части на рибата,  без никакъв  синтез в лабораториите. Колагенът за тяло по качество е същият като този за лице, но цветът му е малко по-тъмен и се използва най-общо за масажи. Гелът с натурален колаген за коса и нокти е с най-тъмен цвят, получен е от по-грубите части на рибата и в него има повече меланин. Колаген от сладководни риби е използван и при изработването на висококачествената козметика от полската фирма Inventia. Фирмата предлага и различни хранителни добавки

Изследванията на колагена, извлечен от кожата на толстолоб продължават и днес. В публикация от 2017 г. [9] се разглежда ролята на колагеновите хидролизати като хранителна добавка за справяне с последиците от остаряване на кожата вследствие вредното действие на UV лъчите. Така например поглъщането на 50, 100 и 200 mg на килограм телесно тегло води до пропорционално повишаване на съдържанието на хидроксипролин, хиалуронова киселина и влага в кожата, но не влияе на телесното тегло на опитните мишки. Поглъщането на желатин не влияе на характеристиките на кожата и е подобно на контролната група. Това доказва, че хранителни добавки с колаген от толстолоб се борят успешно признаците на остаряване, породени  от вредните лъчи.  Кожата е най-обширния орган в човешкото тяло, а хранителната добавка Invita skin Beauty  съдържа лиофилизиран колаген тип I, извлечен от кожата на редки сладководни риби в комбинация с морски водорасли, богати на ценни хранителни вещества и силно ефективен витамин E, които имат благотворен ефект върху кожата още при първия прием.

Нещо повече, проучване от 2016 г. [10] разглежда техниките при сравнително ниски температури до 16 ° С, които предотвратяват денатурирането на протеините и се използват за извличане на колаген от кожата на толстолоб за козметични цели. Тези екстракти съдържат освен колаген със запазена структура на тройната спирала, но и голям брой различни пептиди. Сред по-малките пептиди най-многобройни са изградениете от 7-29 аминокиселини, които произлизат от протеините collagen Iα1, collagen Iα2, collagen Iα3, collagen VIα3, декорин, лумикан, histone H2A, histone H2B and histone H4. Учените смятат, че прилагането на пептидите от кожата на сладководния толстолоб може да доведе до благоприятни клинични ефекти при пациенти, които се нуждаят от реконструктивни терапии. 

Без съмнение контролирания жизнен цикъл на сладководните риби в затворена акватория в сърцето на Европа  е още едно предимство на извлечения от кожата на риби колаген пред този от бозайниците. Междувременно учените продължават да откриват още приложения на колагена не само в областта на козметиката, но и като хирургично лепило,което затваря тъкани вътре в човешкото тяло за броени секунди и дори "мастило" от живи клетки за създаване на органи с помощта на 3D принтер.

Използвани източници: 

1. World Bank Group. Total fisheries production (metric tons)

2. Scientists discover fish scale-derived collagen effective for healing wounds

3. Fish scale-derived collagen patch promotes growth of blood and lymphatic vessels in vivo

4. Уикипедиа. Прион

5. Surface modification of PVDF using non-mammalian sources of collagen for enhancement of endothelial cell functionality

6. Comparison of collagen characteristics of sea- and freshwater-rainbow trout skin

7. Isolation and characterization of collagen from fish waste material- skin, scales and fins of Catla catla and Cirrhinus mrigala

8. Physicochemical properties and film-forming ability of fish skin collagen extracted from different freshwater species

9. The effect of collagen hydrolysates from silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) skin on UV-induced photoaging in mice: molecular weight affects skin repair.

10. Identification of Small Peptides of Acidic Collagen Extracts from Silver Carp Skin and Their Therapeutic Relevance.