Quels mécanismes d'action du collagène de type II?

[Nutrimuscle-Conseils]

Undenatured Type II Collagen (UC-II) in Joint Health and Disease: A Review on the Current Knowledge of Companion Animals
Hasan Gencoglu Animals (Basel). 2020 Apr 17;10(4):697.

OA is quite common in companion animals, especially in large breed dogs and horses. Collagen, the most abundant protein of mammals, has specific connective tissue types for skin, bones, reticulate, basal lamina, bones, cell surfaces, while type II collagen (UC-II) forms the main structure of cartilage tissue.

Even at the smaller dosages, UC-II has also been reported to be more effective than the glucosamine and chondroitin sulfate supplements, which are the supplements most frequently used in the market. In this review, we summarize the effects of UC-II on joint health and function in health and disease conditions in companion animals.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Collagène de type II non dénaturé (UC-II) dans la santé et la maladie des articulations: un examen des connaissances actuelles sur les animaux de compagnie
Hasan Gencoglu Animals (Bâle). 17 avril 2020; 10 (4): 697.

L'arthrose est assez courante chez les animaux de compagnie, en particulier chez les chiens et les chevaux de grande race. Le collagène, la protéine la plus abondante des mammifères, a des types de tissu conjonctif spécifiques pour la peau, les os, le réticulé, la lame basale, les os, les surfaces cellulaires, tandis que le collagène de type II (UC-II) forme la structure principale du tissu cartilagineux.

Même à des doses plus faibles, l'UC-II a également été signalé comme étant plus efficace que les suppléments de glucosamine et de sulfate de chondroïtine, qui sont les suppléments les plus fréquemment utilisés sur le marché. Dans cette revue, nous résumons les effets de l'UC-II sur la santé et la fonction des articulations dans les conditions de santé et de maladie chez les animaux de compagnie.

[Nutrimuscle-Conseils]

Oral Intake of Chicken Bone Collagen Peptides Anti-Skin Aging in Mice by Regulating Collagen Degradation and Synthesis, Inhibiting Inflammation and Activating Lysosomes
by Changwei Cao Nutrients 2022, 14(8), 1622;

The effect of diet on skin aging has become an interesting research topic. Previous studies have mostly focused on the beneficial effects of collagen peptides derived from marine organisms on the aging skin when administered orally, while the beneficial effects of collagen peptides derived from poultry on aging skin have been rarely reported. In this study, collagen peptides were prepared from chicken bone by enzymatic hydrolysis, and the effect and mechanism of action of orally administered collagen peptides on alleviating skin aging induced by UV combined with D-galactose were investigated.

The results showed that the chicken bone collagen had typical characteristics of collagen, and the chicken bone collagen peptides (CPs) were mainly small molecular peptides with a molecular weight of <3000 Da. In vivo experiments showed that CPs had a significant relieving effect on aging skin, indicated by the changes in the composition and structure of the aging skin, improvement of skin antioxidant level, and inhibition of inflammation; the relieving effect was positively correlated with the dose of CPs.

Further investigation showed that CPs first reduce the level of skin oxidation, inhibit the expression of the key transcription factor AP-1 (c-Jun and c-Fos), then activate the TGF-β/Smad signaling pathway to promote collagen synthesis, inhibit the expression of MMP-1/3 to inhibit collagen degradation, and inhibit skin inflammation to alleviate skin aging in mice. Moreover, the skin transcriptome found that lysosomes activated after oral administration of CPs may be an important pathway for CPs in anti-skin aging, and is worthy of further research. These results suggested that CPs might be used as a functional anti-aging nutritional component.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Apport oral de peptides de collagène d'os de poulet anti-vieillissement cutané chez la souris en régulant la dégradation et la synthèse du collagène, en inhibant l'inflammation et en activant les lysosomes
par Changwei Cao Nutrients 2022, 14(8), 1622 ;

L'effet de l'alimentation sur le vieillissement cutané est devenu un sujet de recherche intéressant. Les études précédentes se sont principalement concentrées sur les effets bénéfiques des peptides de collagène dérivés d'organismes marins sur la peau vieillissante lorsqu'ils sont administrés par voie orale, tandis que les effets bénéfiques des peptides de collagène dérivés de la volaille sur le vieillissement cutané ont été rarement rapportés. Dans cette étude, des peptides de collagène ont été préparés à partir d'os de poulet par hydrolyse enzymatique, et l'effet et le mécanisme d'action des peptides de collagène administrés par voie orale sur l'atténuation du vieillissement cutané induit par les UV combinés au D-galactose ont été étudiés.

Les résultats ont montré que le collagène d'os de poulet avait des caractéristiques typiques du collagène et que les peptides de collagène d'os de poulet (CP) étaient principalement de petits peptides moléculaires d'un poids moléculaire <3000 Da. Des expériences in vivo ont montré que les CP avaient un effet soulageant significatif sur le vieillissement cutané, indiqué par les changements dans la composition et la structure de la peau vieillissante, l'amélioration du niveau d'antioxydants cutanés et l'inhibition de l'inflammation ; l'effet de soulagement était positivement corrélé à la dose de PC.

Une enquête plus approfondie a montré que les PC réduisent d'abord le niveau d'oxydation de la peau, inhibent l'expression du facteur clé de transcription AP-1 (c-Jun et c-Fos), puis activent la voie de signalisation TGF-β/Smad pour favoriser la synthèse du collagène, inhibent l'expression de MMP-1/3 pour inhiber la dégradation du collagène et inhiber l'inflammation cutanée pour atténuer le vieillissement cutané chez la souris. De plus, le transcriptome de la peau a révélé que les lysosomes activés après l'administration orale de PC peuvent être une voie importante pour les PC dans le vieillissement cutané et mérite des recherches supplémentaires. Ces résultats suggèrent que les PC pourraient être utilisés comme composant nutritionnel anti-âge fonctionnel.

[Nutrimuscle-Conseils]

Immunomodulatory role of edible bone collagen peptides on macrophage and lymphocyte cell cultures
Laura Soriano-Romaní
Food and Agricultural Immunology Volume 33, 2022 - Issue 1 Pages 546-562

Immunonutrition or modulation of immune capacity through food and supplements has been gaining significant importance. Hydrolysed collagen has long been used as a functional ingredient, showing multiple physiological activities, including enhancement of immune functions. However, how collagen peptides may affect the immune system still needs further research.

This study investigates bone collagen peptides (BCP) immunomodulatory activity on human monocytic THP-1 and human Jurkat T lymphocyte cell lines, using cytokine mRNA expressions as biomarkers. In vitro, gastrointestinal digestion and Caco-2 cell absorption allow obtaining digested and absorbed BCP fractions, respectively, which are tested on immune cells.

Results show:
(1) Immunostimulatory effect on M0 macrophages, but not on M1 macrophages (lipopolysaccharide (LPS)-activated),
(2) Significant T lymphocyte proliferation after incubation with absorbed BCP fraction.
(3) Significant increase of anti-inflammatory IL-10 cytokine biomarker.

These results suggest that BCP could act as an immunonutrient, modulating the immune response and inflammatory processes.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Rôle immunomodulateur des peptides comestibles de collagène osseux sur les cultures de cellules macrophages et lymphocytaires
Laura Soriano-Romaní
Immunologie alimentaire et agricole Volume 33, 2022 - Numéro 1 Pages 546-562

L'immunonutrition ou la modulation de la capacité immunitaire par les aliments et les suppléments a gagné en importance. Le collagène hydrolysé est utilisé depuis longtemps comme ingrédient fonctionnel, montrant de multiples activités physiologiques, y compris l'amélioration des fonctions immunitaires. Cependant, la façon dont les peptides de collagène peuvent affecter le système immunitaire nécessite encore des recherches supplémentaires.

Cette étude examine l'activité immunomodulatrice des peptides de collagène osseux (BCP) sur les lignées cellulaires de lymphocytes humains monocytaires THP-1 et Jurkat T, en utilisant des expressions d'ARNm de cytokines comme biomarqueurs. In vitro, la digestion gastro-intestinale et l'absorption des cellules Caco-2 permettent d'obtenir respectivement des fractions de BCP digérées et absorbées, qui sont testées sur des cellules immunitaires.

Les résultats montrent :
(1) Effet immunostimulant sur les macrophages M0, mais pas sur les macrophages M1 (activés par les lipopolysaccharides (LPS)),
(2) Prolifération significative des lymphocytes T après incubation avec la fraction BCP absorbée.
(3) Augmentation significative du biomarqueur anti-inflammatoire de la cytokine IL-10.

Ces résultats suggèrent que le BCP pourrait agir comme un immunonutriment, modulant la réponse immunitaire et les processus inflammatoires.

[Nutrimuscle-Conseils]

Advanced review on type II collagen and peptide: preparation, functional activities and food industry application
Pengbo Cui Critical Reviews in Food Science and Nutrition 17 Jul 2023

Type II collagen is a homologous super-helical structure consisting of three identical α1(II) chains. It is a major component of animal cartilage, and is widely used in the food industry. Type II collagen can be extracted by acids, salts, enzymes, and via auxiliary methods and can be further hydrolyzed chemically and enzymatically to produce collagen peptides. Recent studies have shown that type II collagen and its polypeptides have good self-assembly properties and important biological activities, such as maintaining cartilage tissue integrity, inducing immune tolerance, stimulating chondrocyte growth and redifferentiation, and providing antioxidant benefits.

This review focuses specifically on type II collagen and describes its structure, extraction, and purification, as well as the preparation of type II collagen peptides. In particular, the self-assembly properties and functional activities of type II collagen and collagen peptides are reviewed. In addition, recent research advances in the application of type II collagen and collagen peptides in functional foods, food additives, food coating materials, edible films, and carriers for the food industry are presented. This paper provides more detailed and comprehensive information on type II collagen and peptide for their application.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Revue avancée sur le collagène et peptide de type II : préparation, activités fonctionnelles et application agroalimentaire
Pengbo Cui Critical Reviews in Food Science and Nutrition 17 juillet 2023

Le collagène de type II est une structure super-hélicoïdale homologue constituée de trois chaînes α1(II) identiques. C'est un composant majeur du cartilage animal et il est largement utilisé dans l'industrie alimentaire. Le collagène de type II peut être extrait par des acides, des sels, des enzymes et via des méthodes auxiliaires et peut être encore hydrolysé chimiquement et enzymatiquement pour produire des peptides de collagène. Des études récentes ont montré que le collagène de type II et ses polypeptides ont de bonnes propriétés d'auto-assemblage et des activités biologiques importantes, telles que le maintien de l'intégrité du tissu cartilagineux, l'induction d'une tolérance immunitaire, la stimulation de la croissance et de la redifférenciation des chondrocytes et la fourniture d'avantages antioxydants.

Cette revue se concentre spécifiquement sur le collagène de type II et décrit sa structure, son extraction et sa purification, ainsi que la préparation de peptides de collagène de type II. En particulier, les propriétés d'auto-assemblage et les activités fonctionnelles du collagène de type II et des peptides de collagène sont passées en revue. En outre, les avancées récentes de la recherche dans l'application du collagène de type II et des peptides de collagène dans les aliments fonctionnels, les additifs alimentaires, les matériaux d'enrobage alimentaire, les films comestibles et les supports pour l'industrie alimentaire sont présentées. Cet article fournit des informations plus détaillées et complètes sur le collagène et le peptide de type II pour leur application.

[Nutrimuscle-Conseils]

Oral Administration of Protease-Soluble Chicken Type II Collagen Ameliorates Anterior Cruciate Ligament Transection–Induced Osteoarthritis in Rats
by Nan-Fu Chen Nutrients 2023, 15(16), 3589;

This study investigated whether oral supplementation with protease-soluble chicken type II collagen (PSCC-II) mitigates the progression of anterior cruciate ligament transection (ACLT)–induced osteoarthritis (OA) in rats. Eight-week-old male Wistar rats were randomly assigned to the following groups: control, sham, ACLT, group A (ACLT + pepsin-soluble collagen type II collagen (C-II) with type I collagen), group B (ACLT + Amano M–soluble C-II with type I collagen), group C (ACLT + high-dose Amano M–soluble C-II with type I collagen), and group D (ACLT + unproteolyzed C-II). Various methods were employed to analyze the knee joint: nociceptive tests, microcomputed tomography, histopathology, and immunohistochemistry. Rats treated with any form of C-II had significant reductions in pain sensitivity and cartilage degradation. Groups that received PSCC-II treatment effectively mitigated the ACLT-induced effects of OA concerning cancellous bone volume, trabecular number, and trabecular separation compared with the ACLT alone group. Furthermore, PSCC-II and unproteolyzed C-II suppressed ACLT-induced effects, such as the downregulation of C-II and upregulation of matrix metalloproteinase-13, tumor necrosis factor-α, and interleukin-1β. These results indicate that PSCC-II treatment retains the protective effects of traditional undenatured C-II and provide superior benefits for OA management. These benefits encompass pain relief, anti-inflammatory effects, and the protection of cartilage and cancellous bone.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

L'administration orale de collagène de poulet de type II soluble dans la protéase améliore l'arthrose induite par la section du ligament croisé antérieur chez le rat
par Nan-Fu Chen Nutrients 2023, 15(16), 3589 ;

Cette étude a examiné si une supplémentation orale en collagène de poulet de type II soluble dans la protéase (PSCC-II) atténue la progression de la transection du ligament croisé antérieur (ACLT) induite par l'arthrose (OA) chez le rat. Des rats Wistar mâles âgés de huit semaines ont été répartis au hasard dans les groupes suivants : contrôle, simulacre, ACLT, groupe A (ACLT + collagène de type II soluble dans la pepsine (C-II) avec collagène de type I), groupe B (ACLT + Amano M – C-II soluble avec collagène de type I), groupe C (ACLT + Amano M – C-II soluble à haute dose avec collagène de type I) et groupe D (ACLT + C-II non protéolysé). Diverses méthodes ont été utilisées pour analyser l'articulation du genou : tests nociceptifs, tomodensitométrie, histopathologie et immunohistochimie. Les rats traités avec n'importe quelle forme de C-II présentaient des réductions significatives de la sensibilité à la douleur et de la dégradation du cartilage. Les groupes ayant reçu un traitement PSCC-II ont efficacement atténué les effets de l'arthrose induits par l'ACLT concernant le volume osseux spongieux, le nombre trabéculaire et la séparation trabéculaire par rapport au groupe ACLT seul. De plus, le PSCC-II et le C-II non protéolysé ont supprimé les effets induits par l'ACLT, tels que la régulation négative du C-II et la régulation positive de la métalloprotéinase-13 matricielle, du facteur de nécrose tumorale-α et de l'interleukine-1β. Ces résultats indiquent que le traitement PSCC-II conserve les effets protecteurs du C-II non dénaturé traditionnel et offre des avantages supérieurs pour la gestion de l'arthrose. Ces bienfaits englobent le soulagement de la douleur, les effets anti-inflammatoires et la protection du cartilage et des os spongieux.

[Nutrimuscle-Conseils]

Novel Calcium-Binding Peptide from Bovine Bone Collagen Hydrolysates and Its Potential Pro-Osteogenic Activity via Calcium-Sensing Receptor (CaSR)
Liwei Qi, Mol Nutr Food Res 31 December 2023

Scope
This paper aims to explore the osteogenic activity and potential mechanism of the peptide-calcium chelate, and provides a theoretical basis for peptide-calcium chelates as functional foods to prevent or improve osteoporosis.

Methods and results
In this research, a novel peptide (Phe-Gly-Leu, FGL) with a high calcium-binding capacity is screened from bovine bone collagen hydrolysates (CPs), calcium binding sites of which mainly included carbonyl, amino and carboxyl groups. The FGL-Ca significantly enhances the osteogenic activity of MC3T3-E1 cells (survival rate, differentiation, and mineralization). The results of calcium fluorescence labeling and molecular docking show that FGL-Ca may activate calcium-sensing receptor (CaSR), leading to an increase in intracellular calcium concentration, then enhancing osteogenic activity of MC3T3-E1 cells. Further research found that FGL-Ca significantly promotes the mRNA and protein expression levels of CaSR, transforming growth factor β (TGF-β1), TGF-β-type II receptor (TβRII), Smad2, Smad3, osteocalcin (OCN), alkaline phosphatase (ALP), osteoprotegrin (OPG), and collagen type I (COLI). Subsequently, in the signal pathway intervention experiment, the expression levels of genes and proteins related to the TGF-β1/Smad2/3 signaling pathway that are promoted by FGL-Ca are found to decrease.

Conclusions
These results suggest that FGL-Ca may activate CaSR, increase intracellular calcium concentration, and activate TGF-β1/Smad2/3 signaling pathway, which may be one of the potential mechanisms for enhancing osteogenic activity.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Nouveau peptide liant le calcium issu d'hydrolysats de collagène osseux bovin et son activité pro-ostéogénique potentielle via le récepteur sensible au calcium (CaSR)
Liwei Qi, Mol Nutr Food Res 31 décembre 2023

Portée
Cet article vise à explorer l'activité ostéogénique et le mécanisme potentiel du chélate peptide-calcium, et fournit une base théorique pour les chélates peptide-calcium en tant qu'aliments fonctionnels pour prévenir ou améliorer l'ostéoporose.

Méthodes et résultats
Dans cette recherche, un nouveau peptide (Phe-Gly-Leu, FGL) doté d'une capacité élevée de liaison au calcium est criblé à partir d'hydrolysats de collagène osseux (CP) bovins, dont les sites de liaison au calcium comprenaient principalement des groupes carbonyle, amino et carboxyle. Le FGL-Ca améliore significativement l'activité ostéogénique des cellules MC3T3-E1 (taux de survie, différenciation et minéralisation). Les résultats du marquage par fluorescence du calcium et de l'amarrage moléculaire montrent que FGL-Ca peut activer le récepteur sensible au calcium (CaSR), entraînant une augmentation de la concentration intracellulaire de calcium, puis renforçant l'activité ostéogénique des cellules MC3T3-E1. Des recherches plus approfondies ont révélé que le FGL-Ca favorise de manière significative les niveaux d'expression de l'ARNm et des protéines du CaSR, du facteur de croissance transformant β (TGF-β1), du récepteur TGF-β de type II (TβRII), du Smad2, du Smad3, de l'ostéocalcine (OCN), de la phosphatase alcaline. (ALP), l'ostéoprotégrine (OPG) et le collagène de type I (COLI). Par la suite, dans l’expérience d’intervention sur la voie de signal, les niveaux d’expression des gènes et des protéines liés à la voie de signalisation TGF-β1/Smad2/3 qui sont favorisés par FGL-Ca diminuent.

Conclusions
Ces résultats suggèrent que FGL-Ca pourrait activer le CaSR, augmenter la concentration intracellulaire de calcium et activer la voie de signalisation TGF-β1/Smad2/3, ce qui pourrait être l'un des mécanismes potentiels d'amélioration de l'activité ostéogénique.