无论是求美者、医生或者产品研发人员，对胶原蛋白的认识还处于比较基础的层面。尤其是品牌方，由于互相竞争，在宣传相关知识时，未免偏颇，且会出现有意无意的错误。今天起，我将在公众号开设“胶原100问”专栏，为广大同行及求美者介绍胶原蛋白在医美、护肤领域的专业知识。当然，内容并不限于胶原，因为真皮抗衰，实际上要重建细胞外基质（ECM），而不是只补充胶原。胶原是细胞外基质(extracellular matrix, ECM)的主要组成成分，是动物体内含量最多、分布最广的蛋白质。胶原的英文是collagen，该词源自希腊文，最早出现于约1865年，在牛津词典中被定义为“构成动物结缔组织的、在蒸煮时能够成胶的物质”。胶原：是既具有共同特征又存在结构差异性的一组蛋白质的统称。胶原存在于所有组织和器官内，包括皮肤、骨骼、肌腱、韧带、软骨和其他特定组织。胶原不但为组织提供强度、支撑力和柔韧性，还广泛参与特定的生物相互作用。皮肤组织病理图：
胶原在真皮层内被染色为红色，透明质酸被染为蓝色
目前认为，细胞外基质（ECM）成分的流失、紊乱，以及两种最重要的ECM蛋白—胶原蛋白和弹性蛋白质量变差（变性），是皮肤老化的主要原因。
因此，对于胶原蛋白的认知要放在ECM这个整体的真皮结构中来看。
真皮在组织学上属于不规则的致密结缔组织，由纤维、基质和细胞成分组成，并以纤维成分为主，纤维之间有少量基质和细胞成分。真皮（dermis）由中胚层分化而来（中胚层疗法即将成分导入真皮的疗法）。由浅至深可分为乳头层和网状层，但两层之间并无明确界限。乳头层：位于真皮浅层的表皮基底层下方，较薄 ，由纤细的胶原纤维组成，HE 染色时呈粉淡红色。网状层：在乳头层的下方，皮下组织的上方，较厚，主要由粗大的胶原纤维组成，HE 染色时呈红色波纹状。弹力纤维和网状纤维：HE 染色时不能辨认，须要特殊染色才能辨认（分别是弹力纤维染色和网状纤维染色）。真皮中有成纤维细胞、肥大细胞、巨噬细胞等，还有少量淋巴细胞和白细胞。成纤维细胞和肥大细胞是真皮结缔组织中主要的常驻细胞（重要）。![]()
皮肤的细胞和纤维成分
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真皮属于致密结缔组织![]()
ECM（ Extracellular Matrix ）是细胞分泌到细胞外空间的蛋白质和多糖所构成的精密有序的纤维凝胶网状结构。而凝胶样结构主要由基质（ground substances）构成。![]()
皮肤结构模式图
正常皮肤（下）：可见到胶原粗纤维和较细的弹性纤维
细胞主要为成纤维细胞和肥大细胞
填充在这些细胞和纤维之间的是透明质酸和水
老化皮肤（上）：
胶原纤维、弹性纤维明显减少，断裂；成纤维细胞数量减少，形态异常。导致皱纹的出现。
基质：为填充于纤维、纤维束间隙和细胞间的无定形物质,由多种结构性糖蛋白、蛋白多糖和糖胺聚糖构成,占皮肤干重的0.1%~0.3%。值得注意的是,组织学中所说的 “基质”和前面提及的 “细胞间基质 (ECM)”并不是一回事。而 “细胞间基质 (ECM)”内涵更广,包容了组织学所见的纤维和基质成分。皮肤中的糖胺聚糖包括透明质酸 (hyaluronan,HA)、硫酸软骨素 (chondroitinsulfate)、硫酸皮肤素 (dermatansulfate)、硫酸角质素 (keratansulfate)、肝素(heparin)等,对保持皮肤水分有重要作用。根据其功能和结构域同源性进一步分为8 个亚家族，它们都具有一个共同的结构元素，即分子中至少有一个结构域具有α链组成的著名的三股螺旋结构，最终组装成纤维。根据胶原蛋白的功能，可分为成纤维胶原和非成纤维胶原。其中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅺ、ⅩⅩⅣ 型、ⅩⅩⅦ 型为“成纤维胶原”。成纤维胶原，顾名思义就是能形成纤维状结构的胶原蛋白。一般将Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅴ型和Ⅺ型胶原称为经典的成纤维胶原。而Ⅳ型胶原为网状结构胶原，是基底膜带的主要结构蛋白。
组成胶原的肽链中氨基酸残基的排列顺序称为胶原的一级结构，胶原中氨基酸残基的排列顺序决定了胶原的空间结构。蛋白质二级结构是指多肽主链骨架原子沿一定的轴盘旋或折叠而形成的特定的空间位置排布（如α螺旋、β折叠、β转角）或无规则的空间排布（如无规卷曲）。胶原的二级结构形成左手α螺旋结构，是由聚脯氨酸Ⅱ链经左手螺旋形成的特殊结构。也就是α链。胶原分子的3 条α肽链中两条α肽链形成的二聚体肽链称为β肽链，三条α肽链形成的三聚体肽链称为γ肽链，即原胶原分子。通常认为，只有具有三级以上的结构，蛋白质才具有生理功能，而胶原具有完整的四级空间结构。胶原的“三螺旋结构”是其能够发挥生物学活性的原胶原分子。四级结构是指分子更大的蛋白质，常由多条肽链组成，分子中每条肽链都盘曲成特定的三级结构，一般情况下单独存在时并无功能，被称为亚基（subunit），亚基之间再按特定的方式排列形成更高层次的具有立体结构的蛋白质分子，得到具有极短非三股螺旋区（称为端肽）的胶原分子。![]()
上面2图：电镜下的胶原纤维结构
胶原蛋白是人体组织结构的主要成分之一，也是人体内含量最多的一种蛋白质，约占人体蛋白质总量的25-33%，相当于人体体重的6%，它遍及全身的各个组织器官。真皮层中的胶原蛋白含量约80%，主要为 I 型胶原。皮肤中 I 型、Ⅲ型胶原蛋白各自含量的多少，与在人生不同阶段（年龄）密切相关。
研究表明，正常成年（壮年）人皮肤中 I 型胶原蛋白约占 85-90%， Ⅲ 型胶原蛋白 约占8%-11%。但在胎儿、新生儿中，I 型胶原蛋白约占70%-75%%， Ⅲ 型胶原蛋白 约占18%-21%。
而在中老年老化的皮肤中，I 型胶原蛋白、 Ⅲ 型胶原蛋白含量均下降，虽然 I 型/Ⅲ 型胶原的比例降低，但I 型胶原蛋白减少的更多。
I 型/Ⅲ 型胶原比值与纤维原纤维直径成正比，与皮肤的刚性、支撑力呈正相关。![]()
1、皮肤老化是由于细胞外基质的紊乱、失调所致，并非只是胶原的问题。研究证实，老化的皮肤中细胞外基质成分中胶原蛋白数量减少、质量变差，弹性蛋白质量变差（变性），透明质酸（多糖）数量减少。
2、胶原蛋白有29种，其中Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅴ型和Ⅺ型胶原称为经典的成纤维胶原。“三螺旋结构”是胶原分子发挥生物学活性的基本结构，某些重组胶原蛋白如果无法形成“三螺旋结构”，则只能发挥多肽的活性，而不能完全发挥胶原蛋白的活性。4、胶原蛋白是真皮中含量最高的蛋白质，约占80%。
其中，I 型胶原蛋白的含量（占比）最高（也最重要）。I 型、Ⅲ型胶原蛋白各自含量的多少，与在人生不同阶段（年龄）密切相关。老化皮肤中I 型、Ⅲ型胶原蛋白含量均降低，而非I 型降低、Ⅲ型增多。
我是美容皮肤科医生，而不是生化材料研发人员，文中难免会有错误。
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常建民编著.皮肤病理简明图谱[M].北京：人民军医出版社,2012
胶原蛋白材料/中国化工学会组织编写；范代娣等著. —北京：化学工业出版社，2022.6（英）爱德华多·卡隆基原著；孙建方，高天文，涂平主译.麦基皮肤病理学与临床的联系 第4版[M].北京：北京大学出版社,2017Gao J, Guo Z, Zhang Y, et al. Age-related changes in the ratio of Type I/III collagen and fibril diameter in mouse skin[J]. Regenerative Biomaterials, 2023, 10: rbac110.
