〔皮革科学Vol.56，No. 2，pp. 71 〜79（2010）〕

71

総

説

天然素材コラーゲンの機能性
小山洋一＊
コラーゲンは，動物の体内に最も多く存在する蛋白質であり，革や膠として古くから利用されてきた。また最近では，
再生医療などの医薬分野での利用が進む一方，化粧品や食品・健康補助食品（サプリメント）分野での利用が広まっている。本総説では，コラーゲンとその利用について概説するとともに，近年市場が急速に拡大している健康補助食品としての利用に焦点をあて，コラーゲンの新たな機能性とその作用メカニズムについて解説する。

１．コラーゲン
皮の乾燥重量の約７０％はコラーゲンと呼ばれる蛋２．コラーゲン，ゼラチン，コラーゲンペプチドの関係白質である。コラーゲン（collagen）という名称は，

生体内で線維を形成しているコラーゲン分子は三「コル」が「膠」，「ゲン」が「もとになるもの」を重らせん構造をしており，分子量は約３０万である。

意味することからも，人間がコラーゲンを意識した

これを加熱変性させて抽出したゼラチンは，部分的始まりが膠の利用であったことが伺われる。

な加水分解を受けているため，分子量が数千から数コラーゲンは線維性蛋白質のひとつであり，生体十万と幅広く，不均一である。このゼラチンを，蛋

内では多数の分子が会合してコラーゲン線維を形成

白分解酵素によって更に加水分解し，分子量数百〜している。コラーゲン線維の単位となるコラーゲン

数千としたものがコラーゲンペプチドである。健康

分子は，アミノ酸が約１０,００個結合したポリペプチ

補助食品の成分として利用されているのは，ほとんド（これを a 鎖という）から成っている。コラーゲ

どがこのコラーゲンペプチドである。市場では，こンには，少なくとも２９種の遺伝子があることがヒト

れらが区別されず，いずれも「コラーゲン」と呼ばゲノムの解析から明らかになっている。そのなかで，れることが多い（図１）。

体内に最も多量に存在し，皮や骨の主成分でもある

コラーゲン分子は水に難容であるが，変性したゼI 型コラーゲンの場合，２本の a１鎖と１本の a ２

ラチンは水溶性である。しかしその溶液を冷却する

鎖の，合わせて３本の a 鎖が三重らせん構造をとっとゲル化する。これに対してコラーゲンペプチドは，ている。その直径は１５. nm，長さが３００ nm である。
名称

分子量

水への溶解性

コラーゲン

30万

難容性

鉛筆（太さ８ mm）に例えると長さが１６０ cm にもなり，非常に細長い分子であることがわかる。
コラーゲン（以下，I 型コラーゲンをさす）は線維を形成し，細胞周囲の環境を形成する細胞外マト

熱変性

リックスの主成分となっている。コラーゲン線維は，ゼラチン

他の様々な細胞外マトリックス成分と相互に作用しある，インテグリンなどの特異的な受容体でコラー

三重らせん

数万〜数十万コラーゲンペプチド

溶けにくい
温水に溶ける
冷水でゲル化

酵素分解て精密なマトリックス構造を維持しながら，細胞が接着する足場ともなっている。細胞は，その表面に部分加水分解

数百〜数千

溶けやすい
冷水にも溶ける

ゲン線維に結合することにより，細胞周囲の環境情報をシグナルとして細胞内に伝達している。

図１

コラーゲン，ゼラチンとコラーゲンペプチド

Functional Aspects of Collagen
Japan Institute of Leather Research, Director
Yoh-ichi KOYAMA*
５２
０-１
１ Kuwabara, Toride, Ibaraki ３
０
２-０
０
１
７, Japan* 財団法人日本皮革研究所 所長
〒３
０
２-０
０
１
７ 茨城県取手市桑原５
２
０-１
１

72

小山洋一

低分子化されているために冷水にも可溶であり，冷たいドリンクなどにも溶かして利用することができる（ 図１）。コラーゲンペプチドの性質は，原料と〔皮革科学 Vol.56,

（トン）

6000
5000

して使用するゼラチンの種類や，加水分解に使用する蛋白分解酵素の種類と分解条件などによって変化する。とくに動物臭が残っていると消費者に受け入

4000
輸出
工業用
医薬用
食用

3000

れられないことがあるが，十分に精製することで臭2000いを低減することができる。

1000

３．コラーゲンの利用
動物の皮はタンニンやクロムで鞣され，皮革として利用されてきた。またそこに含まれるコラーゲン

02001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 年度

図２ コラーゲンペプチド市場の推移は抽出され，ソーセージケーシングや化粧品，医薬品の原料としても利用されてきた。一方，皮や骨か輸出用が９３t の合計５１, １３t であった。国内にはこのら調製されたゼラチンは，食品，化粧品，医薬品な統計に含まれない製品も流通していることから，実どの原料となるほか，ゼラチンをさらに加水分解し際の流通量はこれを大幅に上回るものと推定される。

たコラーゲンペプチドも食品・健康補助食品，化粧このようなコラーゲンペプチド市場の急速な拡大

品，医薬品の分野で利用されている

１）。

が，たんに宣伝広告の効果によるものとは考えにく

コラーゲンの利用のうち，医療分野では，人工角い。とくに健康補助食品としてのコラーゲンは，マ膜，火傷の被覆材，手術時の癒着防止フィルム，止スコミ等でしばしば批判されてきた。その理由のひ血剤，手術用糸，人工血管など，幅広い製品に応用

とつは，「コラーゲンも蛋白質の一つであり，他のされている。その剤型は，溶液や粉末のほか，ゲル，蛋白質と同様に消化され，アミノ酸として吸収されフィルム，スポンジ，チューブ，繊維，ビーズなどるのだから，コラーゲンだけに特別な効果があること多様である。

とは科学的にあり得ない」というものであった。しコラーゲンを体内に入れて使用する場合には，エかし，現在ではこの考えが正しくないことが明らか

ンドトキシン（内毒素）の混入量が大きな問題となになっており，これについては第６章で詳しく述べる。エンドトキシンはグラム陰性菌の細胞壁構成成る。また，健康補助食品が消費者に受け入れられる分に由来し，２０世紀初期に注射剤に含まれる発熱性ための重要な条件のひとつは，それを摂取した人が物質として発見された。現在では，その作用がリポ

実際に効果を感じることができる体感性の高さであ多糖体のリピド A に由来することが明らかとなっる。コラーゲンの場合，肌や関節に対する作用につている。食用ゼラチンの場合，通常は数千から数いて，その体感性の高さが市場の拡大を支えた理由

万 EU/g のエンドトキシンを含んでいる。エンドトのひとつだと考えられ，これについては第７章で紹キシンの最小発熱量はごく微量で，静脈内投与の場介する。

合は体重１ kg あたり５０. EU（約０５. ng）２） であるた
め，このようなゼラチンを医薬用に使用することは

５．食品成分としてのコラーゲンできない。そこでエンドトキシンを不活化し，１０

コラーゲンは，動物の体内に広く存在する蛋白質

EU/g 以下に低減したゼラチンが開発され，医薬分である。人間は進化の過程で動物を捕らえ，これを野で利用されている３）。

食糧として食べてきたわけであるから，「コラーゲ４．コラーゲンペプチド市場の推移
日本国内におけるコラーゲンペプチド市場の推移
４）ンを食べる」ことは我々にとって自然なことであった。しかし，コラーゲンを食べることの栄養学的な研究は長い間滞ってきた。その理由のひとつは，コ。それによると，２０
０１年には各分野

ラーゲンには必須アミノ酸のトリプトファンが含まの使用量の合計は１０,８８t であった。しかしその後急れていないなど，他の良質な蛋白質と比較してアミ

速 な 拡 大 を 続 け て お り，２０
０９年 度 に は 食 品 用 がノ酸バランスが悪いため，栄養素としての価値が低４８,５３t と大部分を占め，医療用が９７t，工業用が７０t，

いと考えられてきたことにある。たしかに蛋白質とを図２に示すNo.２（2010）〕

天然素材コラーゲンの機能性

73

してコラーゲンだけを摂取した場合，ヒトは生存を

ンはコラーゲンに特徴的に含まれるアミノ酸である

維持することができない。しかし我々の食事でコラから，このような特徴は他の蛋白質にはみられないーゲンだけを長期間摂取することはありえず，通常ものである。

は他の蛋白質も一緒に摂取しているので，コラーゲ

１９６
２年に PROCKOPら５） は，コラーゲンに特徴的なンで必須アミノ酸が欠けていることによる栄養的なアミノ酸であるヒドロキシプロリンを指標として，問題は起こらない。むしろ最近の研究から，コラー

摂取されたコラーゲン（ゼラチン）がどのように消ゲンには栄養成分として特徴的な機能性があること化吸収されるかを追跡した。その結果，ヒドロキシが明らかとなってきた。

プロリンが他のアミノ酸と結合したオリゴペプチドが，血液中に相当量（吸収されたヒドロキシプロリ

６．コラーゲンの消化と吸収

ンの３０〜４０％程度）出現することが明らかとなった。

食糧として摂取されたコラーゲンは，消化酵素にすなわち，ゼラチンの場合は一般的な蛋白質とは異よって消化され，体内へと吸収される。蛋白質の場

なり，かなりの部分がオリゴペプチドの形で吸収さ合は一般的に，アミノ酸ないしアミノ酸が数個結合れることがこの時点で明らかになっていたわけであした状態（これをオリゴペプチドという）で小腸上る。しかし，このオリゴペプチドのアミノ酸配列が皮に取り込まれ，オリゴペプチドはさらにアミノ酸

長い間不明であったこともあって，この事実は注目へと分解されて，遊離のアミノ酸として血液中に移を集めてこなかった。

行する。しかしコラーゲンの場合は，消化と吸収の２００５年に IWAI ら ６） は，コラーゲンペプチドを摂され方に大きな特徴があることが明らかとなってき取した際にもヒドロキシプロリンを含むオリゴペプ

た。

チドが血液中に多く出現することを確認した。さらコラーゲンのアミノ酸組成は，グリシン（Gly）がにエタノールで除蛋白した血清をゲル濾過クロマト

約１/３を占め，プロリン（Pro），アラニン（Ala），ヒ

グラフィで処理した後，逆相クロマトグラフィで分

ドロキシプロリン（Hyp）といったアミノ酸を多く離した分画をアミノ酸シークエンサで解析して，オ含んでいる。三重らせん領域では，Gly-X-Y（Gly：

リゴペプチドのアミノ酸配列を初めて明らかにした。

グリシン，X, Y：任意のアミノ酸）という３アミノ

それによると，ヒドロキシプロリンを成分として含酸が約３３０回繰り返すという特徴的なアミノ酸配列

むオリゴペプチドが６種類同定された。そのなかで，をしている。X の位置にはプロリンが，Y の位置に

Pro-Hyp が量的に最も多く検出された。現在ではこはヒドロキシプロリンがくることが多いため，Pro-

れら以外に，Hyp-Gly も血液中に高い濃度で出現すHyp という配列が高い頻度で出現する。また Hyp-

ることが確認されている７）。プロリンやヒドロキシGly という配列も多い（図３）。ヒドロキシプロリ

プロリンと他のアミノ酸との結合は，消化酵素に対して抵抗性を示す性質がある。そのため，経口的に摂取したコラーゲンがアミノ酸まで分解されず，

コラーゲン
グリシン
x

ペプチド態

Pro-Hyp や Hyp-Gly といったオリゴペプチドのまま

プロリン

で血液中に移行する頻度が高くなるものと推察されヒドロキシプロリンyヒドロキシプロリン

グリシン

グリシン

など

プロリン

アミノ酸

ヒドロキシプロリン
グリシン

プロリン

z

ヒドロキシプロリン
グリシンなど

ヒドロキシプロリン

図３ コラーゲンの消化吸収
コラーゲンの一部はアミノ酸まで分解されるが，一部はオリゴペプチドの Pro-Hyp や Hyp-Gly などとして体内に吸収される。

る（図３）。
このようにゼラチンやコラーゲンペプチドの消化
吸収は，大部分が遊離アミノ酸として吸収されるという蛋白質の一般原則には従っていない。これが，コラーゲンの摂取が，生体に対して他の蛋白質と異なる作用を示す原因のひとつだと考えられる。

７．コラーゲン経口摂取の効果
ゼラチンは古くから食材として利用されており，
１１
７５年にはすでに，St. HILDEGARD８） がゼラチンの摂取で関節の痛みが軽減することを報告している。
コラーゲン経口摂取の効果に関する論文をみると，

74

小山洋一

〔皮革科学 Vol.56,

初期にはゼラチン摂取の効果について報告されていこのように，ゼラチンやコラーゲンペプチドの経

るが，最近では，ゼラチンを加水分解したコラーゲ

口摂取は，とくに骨密度が低下している状態でこれ

ンペプチドの摂取に関する論文が多い。両者の作用を上昇させること，またその効果にはコラーゲンにを精密に比較したデータは少ないが，基本的な作用

特異的なメカニズムが関与することが示唆されてきは共通だと考えてよいであろう。本章では，ゼラチた。

ンないしコラーゲンペプチド摂取の作用に関する論

7.2 関節への作用

文をとりあげて紹介する。

関節は骨と骨が連結する部位で，周囲が靭帯や筋肉で結びつけられており，関節表面は硝子軟骨で覆7.1 骨に対する作用
骨は，コラーゲン線維の間にリン酸カルシウムを

わ れ て い る。MOSKOWITZ１２） は，米 国，英 国，ド イ

主成分とする無機成分が沈着して形成される。骨密ツで実施された骨関節炎に関する試験結果を報告し度が低下する原因のひとつは低蛋白状態（高齢者や，た。それによると，１日１
０ g のコラーゲンペプチド

手術後にみられる，食事由来の蛋白摂取量が少ない

摂取によって，米国と英国では有意な効果はみられ状態）である。我々は骨に対するゼラチン摂取の効なかったものの，ドイツでは有意な効果が観察され果を低蛋白状態のマウスで調べた

９）。マウスの餌のた。国によって作用が異なる理由は不明であるが，蛋白質を通常の１
４％カゼインから１０％カゼインに食生活や体質の違いなどが影響している可能性もあ減らし，１０週間飼育すると骨密度が有意に低下する。

る。

このとき，１０％カゼインと６％カゼイン＋４％ゼラ

２００９年に CLARK ら１３） は，激しい運動によって発チンを比較すると，後者で大腿骨の骨密度が有意に生した関節痛に対する効果を調べた試験結果を報告

高くなっていた。一方で，１
４％カゼイン群と６％カした。この試験では，ペンシルバニア州立大学のア

ゼイン＋８％ゼラチン群の間には有意な差がなかっスリートを対象として，１日１
０ g のコラーゲンペプ

たことから，骨密度に対するゼラチンの効果は，なチドまたはキサンタンガムを含む飲料を２４週間摂取

んらかの原因で骨密度が低下した状態でより顕著にし，関節痛に対する効果を二重盲検法で評価してい現れると考えられた。ゼラチンは必須アミノ酸である。その結果，対照のキサンタンガムと比較して関るトリプトファンを含まないため，このようなゼラ節痛が有意に低下することが明らかにされた。

チンの効果から，従来のアミノ酸スコアという考え

7.3 皮膚への効果方では評価できないメカニズムが存在する可能性が示唆された。

皮膚は表皮，真皮，皮下組織の３層からなり，体内で最大の重量をもつ臓器である。表皮は大部分を骨密度が低下するもうひとつの原因は，閉経後の１０）

女性ホルモン減少である。NOMURA ら

表皮細胞が占め，外界に対するバリアを形成して，は，その動外部からの異物や病原菌の侵入と，体内からの水分物モデルとされる卵巣摘出ラットを低蛋白食で飼育の消失を防いでいる。また真皮はコラーゲン線維がし，骨に対するゼラチン摂取の効果を調べた。それ主成分であり，その間に血管，リンパ管，神経などによると，０２. g/kg の卵白アルブミンを投与した場が三次元的に分布している。皮下組織には脂肪組織合よりも，同量のゼラチンを与えたほうが，大腿骨や筋肉があり，機械的な衝撃から内部を守るとともの骨密度と骨から抽出されるコラーゲン量が有意にに，体温の維持に役立っている。

増加している。

我々が豚に０２. g/kg のコラーゲンペプチドを６２日

さらに，低カルシウム食によって骨密度が低下し間与えた試験１４） では，対照としてラクトアルブミ

た状態でのコラーゲンペプチド摂取の効果が WUンを与えた場合よりも，真皮の線維芽細胞（コラー１１）

らに よ っ て 報 告 さ れ て い る。こ の 試 験 で は，００
. １％の低カルシウム食でラットを９週間飼育後に，ゲンを産生する細胞）の数とコラーゲン線維の直径および密度が有意に増加した。

０２. ％カルシウムにコラーゲンペプチドを加えた餌，

紫外線は皮膚に障害を与え，肌の加齢（光老化）または正常な０５. ％カルシウム食で８週間飼育してを引き起こす重要な外的因子である。そこで東京農いる。その結果，０２. ％カルシウム群でも，１６. ６g/kg

工大学と共同で，皮膚への紫外線障害に対するコ

体重 / 日のコラーゲンペプチド摂取で大腿骨と腰椎

ラーゲンペプチド摂取の効果について調べた１５）。

の骨密度が有意に増加し，０５. ％カルシウム食と同

ヘアレスマウスの背皮膚に紫外線 UVB を６週間に程度になっていた。

渡って反復照射しながら，０２. g/kg 体重 / 日のコラCorneometer value

No.２（2010）〕

80
70
60
50
40
30
20
10
0

天然素材コラーゲンの機能性75

皮膚科医による問診
肌の状態は試験前と比べてどうですか？
「悪い」，「通常通り」，それとも「良好」ですか？
３週目
n=22

UVB
（-）

UVB

UVB+
collagen

紫外線照射 ５週目

100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

ーゲンペプチドを摂取させると，紫外線照射による皮膚角層の水分量の低下（図４），表皮の過形成，

20

n=19
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

頻度
（％）

10g/日

図４ コラーゲンペプチド摂取による紫外線皮膚障害の抑制（角層水分量への効果）
紫外線 UVB の反復照射により角層水分量が低下する
が，コラーゲンペプチドを摂取させることにより，これを抑制できる。縦軸：角層水分量。参考文献１
４より引用
改変。

７週目

22

５g/日 プラセボ

21

20

10g/日 ５g/日 プラセボ

通常通り
良好

図５ コラーゲンペプチド摂取による肌状態改善の体感率
コラーゲンペプチド５ g または１０g 入りのドリンクか，
コラーゲンペプチドを含まないドリンク（プラセボ）を３週間または７週間摂取後に実施した皮膚科医による問診結果。参考文献１
６より引用改変。

真皮コラーゲンの減少が有意に抑制されることが明45

らかとなった。

40

またヒトでの試験としては，乾燥などによる肌荒させ，その効果を二重盲検法で評価した結果が報告されている１６）。この試験では，コラーゲンペプチドの用量に依存して角層の水分量が増加する傾向が確認され，３０歳以上の被験者についてみると，５ g 以

患者数

れを自覚している女性を対象として，１日あたり
２５. g, ５g, １０ g のコラーゲンペプチドを４週間摂取

効果なし

35

効果あり

30
25
20
15
10
5
0

が，『肌の状態は試験前と比べて「悪くなったか」，

発

し

返

り

症
菌
真
爪

繰
爪（

５ g ないし１０g のコラーゲンペプチド入り飲料を摂価する試験を実施した１７）。摂取３週間目に皮膚科医

症

い

脆

これとは別に我々は，健常女性を対象として１日取してもらい，対照飲料との違いを二重盲検法で評）爪上の摂取で角層水分量が有意に増加していた。

い

ー
炎
炎
ィ
膚
膚
フ
皮
皮
ロ
性
性
ト
ー
触
ス
ピ
接
ジ
ト
爪
ア
癬
乾

脆

図６

ゼラチン摂取による爪疾患の改善
参考文献１７より引用作図。

「通常通りか」，「良くなったか」』を質問したところ，
対照飲料群では１０％だけが「良くなった」と回答し7.4 爪への効果

たのに対して，５g 群では４
１％が，１０g 群では６２％が

爪は表皮が変化した組織であり，ケラチンが主成「良くなった」と回答し，その差は有意であった。

分である。爪が脆い，または層状に割れやすい（二さらに摂取７週目では，「良くなった」と回答した枚爪）などの症状で悩んでいる人は意外に多いが，ひとは対照飲料群では２０％に留まったのに対して，

ROSENBURG ら１８） は，
１日７g のゼラチンを摂取する

５ g 群では８１％，１０g 群では７４％と有意に高かった

ことで脆い爪が４２例中３５例で改善されたと報告して（図５）。この結果は，コラーゲンペプチドの継続的いる（図６）。

な摂取により，自分自身で肌状態の改善を実感でき

7.5 毛髪への作用

る（体感性が高い）ことを示している。図２に示し

毛 髪 に 対 す る ゼ ラ チ ン 摂 取 の 効 果 が１９７６年 にたような，コラーゲンペプチド市場の拡大を支えて

SCALA ら１９） によって報告されている。それによるいる理由のひとつは，このような体感性の高さであと，１日１４ g のゼラチンを摂取すると毛髪の太さがろう。

１回目の試験では９３. ％，２回目の試験では１１３
. ％太

76

小山洋一

〔皮革科学 Vol.56,

くなっている。このような反応は，ゼラチンを摂取ず，爪，毛髪から血圧・血流，さらには血中脂質へしたひとの７０％ほどで確認された。また摂取を中止と広がりをみせている。コラーゲンは動物由来の食すると，６ヶ月後には毛髪の太さがもとに戻ってい材に一般的に含まれている蛋白質であり，このようる。しかし，新たな発毛や伸張速度の増加は観察さな作用は，コラーゲンが本来持っていた栄養成分とれていない。

しての機能性であることが近年明らかになりつつあ

7.6 血圧・血流への作用る。

高血圧自然発症ラット（SHR）にコラーゲンペ

8.1 コラーゲン由来オリゴペプチド

プ チ ド を 投 与 す る と，血 圧 が 低 下 す る こ と が第６章で述べたように，摂取されたコラーゲンペ

ICHIMURA２０） ら に よ っ て 報 告 さ れ て い る。さ ら に

プチドは消化吸収を受け，一部はアミノ酸に，またZHANG ら２１） は，心臓血管系障害のモデルラットに

一部はオリゴペプチドとして血液中に移行する。こコラーゲンペプチドを４週間投与すると，収縮期血れまでに少なくとも７種類のオリゴペプチドが同定

圧が有意に低下し，さらに８週間の投与では，胸部されていて６，７），その血液中の濃度は種類によって大動脈の血管弛緩作用が有意に増大して心臓血管系

異なるが，いずれも摂取１〜２時間後に最大となり，の障害が改善することを報告した。このような作用

その後ゆっくりと低下してゆく２５）。

は，コラーゲンペプチドが，血圧を上昇させるアン

これらのオリゴペプチドのうちで，濃度が高い

ジオテンシン変換酵素の活性を阻害すると同時に，

Pro-Hyp と Hyp-Gly が皮膚，骨，軟骨の細胞に対し血管内皮細胞への障害を抑制するためだと考えられて生理活性を示し，コラーゲンに由来する活性因子ている。

のひとつであることが明らかになってきている。

また１９６５年には MULINOS と KADISON２２） により，ゼSHIGEMURAら２６） は，マウスの皮膚片を培養し，こラチン７g の摂取によって指の血流が改善することの皮膚片から遊走して出てくる線維芽細胞の数がも報告されている。

Pro-Hyp によって有意に増加すること，さらにこの

7.7 血中脂質への作用

細胞のコラーゲンゲル上での増殖が Pro-Hyp によっ

一見コラーゲンとは直接の関係がないようにみえて有意に促進されることを報告した。この実験系はるが，血中脂質に対する効果も複数報告されている。

皮膚の創傷治癒のモデルと考えられることから，コ

２３）

RATNAYAKE ら

による１９９７年の報告では，ラッ

トにカゼインまたはゼラチンを，飼料中の脂質量をラーゲンの摂取が皮膚の創傷治癒を促進する可能性が示唆される。

変えながら与えたところ，血液中の中性脂肪と総コ

また OHARA ら２７） はヒト皮膚片を培養し，これか

レステロールが，ゼラチン投与群でカゼイン投与群

ら遊走してくる線維芽細胞の増殖とヒアルロン酸合よりも低下している。

成が Pro-Hyp によって有意に増加することを報告し

また WU ら１１）は，ラットに１日あたり０１. ６６ g/kg

た。このとき，ヒアルロン酸合成酵素２の遺伝子発

体重以上のコラーゲンペプチドを摂取させると，血現が亢進していて，STAT ３のリン酸化も上昇し液中の中性脂肪が有意に低下することを観察した。

ており，コラーゲンペプチド摂取の作用がシグナル

２００９年には SAITO ら２４） によって，ラットに大豆伝達系を介した遺伝子発現の変化によることが示唆

油とコラーゲンペプチドを同時に１回投与すると，されている。

２時間後の血中中性脂肪が大豆油単独の場合よりも関節については NAKATANIら２８） が，マウスにリン有意に低下することが報告された。さらに，飼料にを過剰摂取させて誘導した関節軟骨と軟骨下骨の異０１. ７％のコラーゲンペプチドを加えて１４日間飼育す常が Pro-Hyp の投与によって抑制されることを報告

ると，血液中の中性脂肪と総コレステロールが有意した。彼らはさらに培養系の実験で，Pro-Hyp は軟に低下することも報告されている。

骨細胞の増殖には影響しないが軟骨細胞の石灰化を

８．皮コラーゲン経口摂取の作用メカニズム
第７章で述べたように，ゼラチンないしコラーゲ
ンペプチドの摂取によって生体に様々な効果がある

阻害すること，及び分化に関連する遺伝子の発現を変化させることを示した。このように Pro-Hyp は皮膚の細胞だけでなく，関節軟骨にも作用する活性因子であることが示唆されている。

ことが報告されている。その効果は，従来から注目

さらに真野博２９） は Hyp-Gly が骨の破骨細胞に作されてきた皮膚（肌）と骨・関節への作用に留まら用し，骨吸収を抑制することを報告している。また

No.２（2010）〕

天然素材コラーゲンの機能性
コラーゲン

９．食事からのコラーゲン摂取

消化 吸収


ペプチド酸
Pro-Hyp Hyp-Gly

皮膚軟骨
骨活性化 / 抑制

9.1 動物性食材のコラーゲン含有量
最近のコラーゲン人気は，化粧品成分としての人

アミノ酸
Hyp

刺激

77

Gly, Pro, etc.

気に加えて，健康補助食品としての人気によるとこ原料ろが大きい。健康補助食品は，本来食事からの摂取

刺激が不足している栄養成分を補うことを目的としてい細胞る。コラーゲンの場合も，食事からの摂取が不足し増殖ているとき，それを補うために摂取すべきものであるから，食事からのコラーゲン摂取量を知ることは，
健康補助食品としての摂取量を適切に決めるために

コラーゲンの合成
その他の反応重要である。

図７ コラーゲン摂取の作用メカニズム

しかし，同じ名称で呼ばれる食材でもコラーゲン

コラーゲンは，アミノ酸またはオリゴペプチドとして消化吸収される。アミノ酸は新たなコラーゲン合成の原料となりうるが，ヒドロキシプロリンが直接原料として利用されることはない。またアミノ酸自体が細胞を刺激するメカニズムもある。
Pro-Hyp や Hyp-Gly などのオリゴペプチドは，皮膚，骨，軟骨などの細胞を刺激して機能を活性化／抑制したり増殖を促進したりする。その結果，コラーゲンの合成や生体の様々な反応を引き起こす。

の含有量は変動し，また多くの種類の動物性食材からコラーゲンを精製することは困難であるため，コラーゲンの量を正確に測定することは難しい。そこ
で，食材中のコラーゲン量を推定し，その数値を利用して食事に含まれるコラーゲン量を簡便に推定する方法を工夫した。
ヒドロキシプロリンはコラーゲンに特徴的なアミノ酸であるが，コラーゲンの全アミノ酸に占めるヒドロキシプロリンの重量比を「ヒドロキシプロリン

７）は，Hyp-Gly についても Pro-Hyp と係数」と呼ぶ。ヒドロキシプロリン係数は動物の種同様に，マウスの皮膚片から遊走する線維芽細胞のによって異なるが，皮膚などからコラーゲンを精製数とその増殖を有意に促進することを報告している。

し，アミノ酸分析を行って決定することができる。

重村と佐藤

このように，コラーゲンに特徴的なアミノ酸であ

一方，動物性食材中のヒドロキシプロリン量は，るヒドロキシプロリンを含むオリゴペプチドが，コ食材を塩酸で加水分解し，ジメチルアミノベンズア

ラーゲンの生体への作用を担う活性因子として同定

ルデヒド比色法などで測定することができる。このされてきた。このようなオリゴペプチドは，他の蛋

二つの数値がわかれば，下記の式で食材中のコラー白質を摂取した場合には生成しないことから，コラ

ゲン量を算出できる。

ーゲンに特異的なメカニズムを説明できる（図７）。
8.2 コラーゲン由来アミノ酸
オリゴペプチドのほかにも，コラーゲンに特徴的

コラーゲン（mg/g）＝ヒドロキシプロリン係数
×ヒドロキシプロリン量 （mg/g）

なメカニズムが存在する可能性がある。コラーゲン

ヒドロキシプロリン係数はコラーゲンを精製しなを構成するアミノ酸の約１/３はグリシンであるが，いと測定できないため，すべての動物種でこれを決グリシンはそれ自体が生理活性のあるアミノ酸としめることは困難である。しかし代表的な動物種につ３０）

いては精製コラーゲンのアミノ酸組成が明らかにさて知られている。例えば，カルシウム吸収の促進 ，
３１）

腫瘍の増殖抑制と血管新生の抑制 ，実験的アルコ

れているので，その数値から計算できる。

ール性肝炎の改善３２） などが報告されている。この

この数値と，実際に測定した動物性食材中のヒド

ように，コラーゲンペプチドの作用の一部が，コラ

ロキシプロリン量から，食材中のコラーゲン量を推ーゲンに多く含まれるアミノ酸の効果である可能性定できる。そこで，実際の食事内容を栄養学的に調も否定できない。現時点では，コラーゲンペプチド

査し，そこに含まれる動物性食材の種類と量がわか

摂取の生体への作用が多様であるように，その作用れば，この数値をもとにコラーゲン量を推定するこメカニズムも多様であると考えておくべきであろうとが可能になる。数値がわからない食材については，（図７）。

類似の食材の数値を代用すればよい。この方法によ

78

小山洋一

〔皮革科学 Vol.56,

るコラーゲン摂取量の推定値は必ずしも正確ではな

２鎖の三重らせん領域のアミノ酸配列をヒトと比較

いが，食事由来のコラーゲン量を推定するための簡すると，ウシは９３１. ％，マウスは９０３. ％，ニワトリ

便な手法として有用である。

は８４３. ％，サカナは６８７. ％という高い率で同一であ9.2る３４）。摂取したコラーゲンの効果が，消化吸収され食事からのコラーゲン摂取量

上記の方法によって，日本人の成人女性と男性をたオリゴペプチドの生理活性に依存していることを対象として，１日に食事から摂取するコラーゲン量考えると，動物種による違いはアミノ酸配列の相同３３）を推定したところ，女性では約１７. g，男性では

約１８. g であった。平成２０年度の国民健康・栄養調査

性をある程度反映したものになると考えてもよいであろう。

によれば，日本の成人男性は１日に蛋白質を７５８. g１０．おわりに摂取しており，そのうち動物性蛋白質は４０２. g である。また成人女性の場合は１日に６３３. g の蛋白質を

本稿では，天然素材であるコラーゲンの医薬用途

摂取し，そのうち動物性蛋白質は３２７. g である。動および食品・健康補助食品用途での機能性について物のからだの約２０％は蛋白質であり，その３分の１概説した。とくに食品・健康補助食品としての作用はコラーゲンであるから，かりに動物を丸ごと食べメカニズムには，我々の消化酵素で分解されにくいたと仮定すると，成人男性では約１３ g（４０２. g の３

オリゴペプチドの生理活性が関わっている。このよ

分の１），成人女性では約１１ g（３２７. g の３分の１）

うな作用は，コラーゲンが太古の昔から，我々の栄のコラーゲンを摂取することになる。もちろん動物

養成分のひとつとして持っていた機能性であると考を丸ごと食べることはできないが，太古の昔から魚えるべきであろう。ヒトがコラーゲンを食べたとき，介類が日本人の重要な蛋白資源であり，食べられる

当然の結果としてオリゴペプチドが血液中に多量に部位のほとんどを食べてきたことを考えると，日本出現したであろうから，ヒトの進化の過程で，これ人はかなりの量のコラーゲンを食べてきたのではな

を生体維持に利用する機構が進化したとしても不思いかと思われる。しかし現代の食生活では，コラー

議はないと思われる。

ゲンが多い部位である魚の皮や肉のすじ，丸ごとの一方で，我々の身体が障害を受け，治癒する過程

小魚などを食べる機会が減っている。代わりに，脂ではコラーゲンが分解を受ける。その時には，コラ肪が多くて軟らかい肉を好み，魚の切り身を食べるーゲン由来のオリゴペプチドが局所的に高濃度で発ときは皮を残すひとが増えたために，相対的にコラ

生すると考えられるから，これを創傷治癒の一部にーゲンの摂取量が減っているのではないかと推定さ取り入れた機構も進化したかもしれない。だとするれる。これが，コラーゲンが体感性の高い健康補助と，栄養成分としての機能性と創傷治癒での機能性食品となっている理由のひとつだと思われる。

が，進化の過程で密接に関わってきた可能性が考え

9.3 適切なコラーゲン摂取量られる。コラーゲンについては，今後も新たな動物

コラーゲンを，１日にどれくらい摂取することが望ましいかはまだ明確になっていない。しかし本稿

組織を原料とした素材開発と，その用途開発，さらに機能性の解明が進むと期待される。

で紹介したように，ヒトを対象としたコラーゲン摂

参考文献

取試験をみると，１日あたり５〜１０ g の摂取で有意な効果が確認されている。この数値は，食事由来の

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康補助食品の摂取は食事で不足している部分を補うことが目的であるから，自分にあった適切な摂取量
は，自分の食生活や体質などを考慮しながら，最終的には各個人で決めることが必要だと思われる。
9.4 動物種による違い
コラーゲンは進化の過程での変異が少なく，保存性の高い蛋白質である。例えば，I 型コラーゲンa

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養・食糧学会大会（２０１０）
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