La science parle du collagène

Cette partie science, destinée à la fois au grand public curieux et aux professionnels de santé, est rédigée par notre équipe scientifique. Elle reflète l’état des connaissances sur le sujet traité à sa date de mise à jour. L’évolution ultérieure des connaissances scientifiques peut la rendre en tout ou en partie caduque. Elle n’a pas vocation à se substituer aux recommandations et préconisations de votre médecin ou de votre pharmacien. Nous mettons régulièrement à jour nos textes pour refléter les dernières avancées et recommandations de la communauté scientifique. 

Le collagène est étudié de manière approfondie depuis des années. Au cours de la dernière décennie seulement, plus de 20 000 articles ont été publiés sur différentes facettes du collagène décrivant sa structure moléculaire en triple hélice, sa présence naturelle, ses propriétés physico-chimiques et ses fonctions biologiques, ses méthodes d’extraction ou ses nouvelles applications. Cependant, comme sous le même terme coexistent différents types de collagènes, il existe une certaine confusion quant au potentiel thérapeutique de chacun, en fonction de sa structure et de sa composition.  Le mot collagène vient du grec « kola » qui signifie gomme/colle et « gen » qui signifie produire.  En tant que protéine naturellement abondante présente chez tous les animaux, il a été identifié à ce jour 28 types différents de collagènes, qui représentent environ 30 % du total de protéine le corps (1). Quantitativement les collagènes I, II, et III représentent plus de 90% du collagène de l’organisme. On trouve du collagène aussi dans les tissus de l’œil ; c’est au collagène que la cornée doit sa transparence et la sclérotique son opacité. 

Le collagène de type I est le type le plus abondant, il est le principal composant du tissu calcifié des dents et des os et est présent dans la peau, les tendons, le système vasculaire, les poumons et le cœur (1). 

Le type II est responsable de l’entretien et de la réparation du cartilage, il est associé à de nombreuses maladies telles que les dysplasies squelettiques, la polyarthrite rhumatoïde (PR) et l’arthrose (OA) (2-4). 

Le collagène de type III, constitué d’une seule chaîne α de collagène, appartient au groupe du collagène fibrillaire, il est un composant important des vaisseaux sanguins et des muscles, c’est l’élément principal des fibres réticulaires. Il semble fonctionner avec le collagène de type I dans la peau, les ligaments, les tendons, le ligament parodontal, les parois vasculaires et les membranes synoviales (1)(5). 

Le type IV est un élément clé de la membrane basale, fonctionnant comme une barrière entre les tissus, et peut agir comme un indicateur de neuropathie diabétique, les mutations du collagène de type IV peuvent provoquer une maladie rénale chronique, le syndrome d’Alport (6) 

Le collagène de type V est présent dans le stroma cornéen, la matrice osseuse et la matrice interstitielle des muscles, des poumons, du foie et du placenta (7) Le collagène de type V fonctionne avec le collagène de type I dans la peau et les tendons, et il a été démontré que des mutations du collagène de type V sont à l’origine du syndrome d’Ehlers-Danlos classique (8). 

Le collagène est le principal constituant fibreux du tissu conjonctif, qui assure la solidité de la peau, du cartilage, des os, des tendons, des disques intervertébraux, etc. C’est la protéine la plus abondante présente dans l’organisme des mammifères. Le collagène est formé de fibres protéiques insolubles ayant une grande résistance mécanique à la traction. On le trouve aussi sous forme d’une glycoprotéine dans les tissus de l’œil (cornée, cristallin, corps vitré) ou il a une structure lamellaire. Les propriétés mécaniques du collagène résultent de sa structure en hélice superposée elle-même déterminée par sa composition et sa structure primaire. Le collagène est particulièrement riche en glycine et proline et contient deux acide aminés inhabituels, la 4-hydroxyproline et la 5-hydroxylysine. Ces deux acides aminés ne sont pas synthétisés par le mécanisme habituel de la synthèse protéines. Leur biosynthèse se fait par hydroxylation d’une partie des résidus de proline et de lysine de la chaine polypeptidique sous l’effet d’hydroxylases spécifiques. Le tropocollagène, le précurseur des fibres de collagène, a une structure hélicoïdale composée principalement de trois chaines polypeptidiques. Le type le plus courant de tropocollagène contient deux chaines alpha-1 identiques et une chaine alpha-2. Les chaines alpha-1 et les chaines alpha-2 diffèrent par leur composition en acides aminés. Chacune de ces chaines contient environ 1000 acides aminés. 

La séquence d’acides aminés du tropocollagène « glycine-X-Y » (la glycine représente environ 33% des résidus) est répétée plusieurs fois. X et Y sont le plus souvent la proline et l’hydroxyprolines. Les autres acides aminés pouvant être en position X et Y sont l’alanine, la lysine et l’hydroxy-lysine. 

Le motif Gly-X-Y peut être répété 300 fois dans un seul domaine de tropocollagène. Comme la glycine, un acide aminé de masse moléculaire faible, est présent tous les trois acides aminés, les chaines les plus longues des autres acides aminés peuvent s’ajuster plus facilement à l’intérieur de la molécule de collagène. Cette adaptation stérique confère au collagène un structure compacte. 

Au cours de la synthèse du collagène, la proline et la lysine sont hydroxylées. Les enzymes prolyl hydroxylase et lysyl hydroxylase catalysent la formation de l’hydroxyproline et de l’hydroxylysine, respectivement. Ces deux acides aminés inhabituels dans la structure des protéines jouent un rôle important en facilitant l’assemblage des fibres de collagène (9).

La synthèse du collagène est un processus complexe qui se déroule à l’intérieur des cellules spécialisées, principalement les fibroblastes (dans la peau, les tendons, et autres tissus conjonctifs). Ce processus est crucial pour le maintien de la structure et de la fonction des tissus conjonctifs. Résumé du processus de formation : 

Transcription et Traduction 

   – Transcription : Tout commence dans le noyau de la cellule, où les gènes codant pour les différentes chaînes de collagène (par exemple, COL1A1 et COL1A2 pour le collagène de type I) sont transcrits en ARNm (acide ribonucléique messager). 

   – Traduction : Cet ARNm est ensuite transporté hors du noyau vers le réticulum endoplasmique rugueux (RER) où il est traduit en préprocollagène, une chaîne polypeptidique précurseur du collagène. 

Modifications Post-Traductionnelles 

   – Hydroxylation : Les chaînes de préprocollagène subissent une modification chimique appelée hydroxylation. Cette étape, qui nécessite de la vitamine C, ajoute des groupes hydroxyle (-OH) aux résidus de proline et de lysine dans la chaîne polypeptidique, ce qui est essentiel pour la stabilité du collagène. 

   – Glycosylation : Certaines lysines hydroxylées sont ensuite glycosylées, c’est-à-dire qu’on leur ajoute des sucres, ce qui aide à la formation correcte des fibres de collagène. 

Formation du Procollagène 

   – Assemblage en Triple Hélice : Trois chaînes polypeptidiques de préprocollagène s’assemblent ensuite pour former une structure en triple hélice, appelée procollagène. Cette structure est une forme immature du collagène qui est encore soluble, ce qui permet de la transporter facilement à l’extérieur de la cellule. 

Sécrétion et Transformation en Tropocollagène 

   – Sécrétion : Le procollagène est ensuite sécrété à l’extérieur de la cellule par exocytose. 

   – Clivage des Propeptides : Une fois à l’extérieur de la cellule, les extrémités du procollagène sont coupées par des enzymes spécifiques (collagène peptidases), transformant le procollagène en tropocollagène, une forme plus mature du collagène. 

Assemblage en Fibrilles 

   – Formation des Fibrilles : Les molécules de tropocollagène s’auto-assemblent pour former des fibrilles de collagène. Ces fibrilles sont ensuite organisées en fibres plus épaisses, qui donnent au collagène sa résistance et son élasticité. 

   –  Liaisons Covalentes : Les molécules de collagène au sein des fibrilles sont reliées entre elles par des liaisons covalentes, renforçant ainsi la structure globale du collagène. 

Organisation dans la Matrice Extracellulaire 

   –  Formation des Fibres : Les fibrilles de collagène s’organisent en fibres plus grandes qui constituent la trame de la matrice extracellulaire. Dans la peau, par exemple, ces fibres sont entrelacées pour fournir résistance et élasticité. 

Résumé visuel : 

Il faut maginez que la cellule est une usine où les chaînes de collagène sont d’abord fabriquées comme des fils individuels (préprocollagène), puis tressées ensemble pour former une corde (procollagène). Cette corde est ensuite transformée en câbles (tropocollagène), qui sont enfin rassemblés en grosses cordes robustes (fibrilles et fibres de collagène) pour renforcer les tissus du corps. 

Le rôle de la vitamine C

La vitamine C en réalité affecte la biosynthèse du collagène à plusieurs niveaux, depuis la transcription et l’expression des gènes impliqués dans la synthèse du collagène jusqu’à la régulation de la prolyl hydroxylase et la lysyl hydroxylase. La vitamine C active la synthèse de collagène in vitro dans différentes lignées cellulaires dont les fibroblastes (10-15), les ostéoblastes (16-17) et les chondrocytes (18). 

La vitamine C est absolument nécessaire à l’étape d’hydroxylation, elle agit comme cofacteur des hydroxylases proline et lysine qui stabilisent la structure tertiaire de la molécule de collagène, la dépendance des enzymes hydroxylases du collagène à la vitamine C a été démontrée dans un certain nombre d’études sur des cellules fibroblastes in vitro (19-21), avec à la fois une synthèse totale diminuée et une réticulation diminuée en l’absence de vitamine C (22-24). L’apport exogène de Vitamine C pourrait ainsi contribuer au maintien d’une densité collagénique optimale dans le derme et renforcer localement le réseau de collagène (25).

La grande majorité des collagènes actuellement disponibles sur le marché sont obtenus à partir de matières premières d’origine animale. Les peaux, les tendons, les os et les cuirs sont les plus courants, qui comprennent essentiellement du tissu conjonctif et sont donc une source abondante de collagène de type I (26). Les cartilages eux sont utilisés pour la production de collagène de type II (27-28), et dans une moindre mesure, les membranes de coquille d’œuf sont utilisées comme matière première naturelle pour obtenir du collagène de type I, V et X (29). 

Les procédés de fabrication permettant d’obtenir du collagène à partir d’une source naturelle impliquent généralement différentes techniques d’extraction et de purification, qui déterminent les principales caractéristiques du produit final, telles que les propriétés physico-chimiques ou les activités biologiques. On retrouve donc dans la littérature et le commerce différents produits à base de collagène, tels que les « collagènes natifs non dénaturés insolubles », les « collagènes natifs solubles », les « collagènes dénaturés », les « hydrolysats de collagène » et les « peptides de collagène » (30). 

Les collagènes natifs non dénaturés insolubles se distinguent par leur structure en triple hélice intacte (collagène natif), qui résiste aux protéases, ainsi que par la réticulation covalente qui se produit naturellement dans les tissus animaux, en particulier au niveau des domaines terminaux non hélicoïdaux. Pour obtenir ces caractéristiques, le processus de production doit éviter l’utilisation de températures élevées et d’agents de dénaturation ou de solubilisation (31). 

Les collagènes natifs non dénaturés insolubles se caractérisent par le fait d’être non-soluble dans l’eau ainsi que par la présence de sites antigéniques (épitopes), qui dépendent du type de collagène et par conséquent de la matière première utilisée. La préservation de certains épitopes de collagène, associés à la structure fibrillaire, s’est avérée impliquée dans les effets à médiation immunitaire (32-33). Par conséquent, si la matière première est principalement composée de tissu cartilagineux, comme le sternum de poulet, le produit obtenu est connu sous le nom de collagène de type II non dénaturé insoluble (34), ce produit présente donc des épitopes spécifiques liés au collagène de type II qui favorisent une réduction de l’inflammation liée à l’arthrose lorsqu’il est pris par voie orale, c’est le mécanisme de la tolérance orale qui sera détaillé plus bas (30). 

Les collagènes natifs solubles sont caractérisés par une triple hélice intacte mais une réticulation moins importante que les produits insolubles. Ainsi, d’un point de vue chimique, le collagène de ces produits ne conserve que sa structure tertiaire (triple hélice) dont le poids moléculaire est en moyenne de 300 kDa. Pour correspondre à ces caractéristiques, le processus de production est réalisé à basse température mais comprend l’ajout d’un agent de solubilisation capable de déstabiliser sélectivement les liaisons covalentes dans la réticulation naturelle. Une large gamme d’agents de solubilisation a été rapportée dans la littérature (35) conduisant à différents « collagènes solubles » avec des propriétés physicochimiques spécifiques. Parmi eux, le « collagène solubilisé à l’acide » (ASC) et le « collagène solubilisé à la pepsine » (PSC) sont les plus couramment trouvés sur le marché. Le collagène natif soluble peut également être distingué par son type de collagène, qui peut être identifié en fonction de ses sites antigéniques (épitopes) (30) 

Le collagène dénaturé, qu’on appelle plus couramment « gélatine », se distingue par la perte de sa structure en triple hélice sous l’action de la température et/ou d’un agent dénaturant. Par conséquent, ils ne sont pas composés de molécules de collagène mais d’un mélange aléatoire de chaînes polypeptidiques qui varient généralement de 15 à 250 kDa (36) et qui sont caractérisées par une teneur élevée en hydroxyproline. Selon la matière première et la procédure d’extraction, les gélatines peuvent différer en composition mais aussi en comportement de solubilité et en propriétés rhéologiques, la force du gel et la stabilité thermique étant les principaux attributs de qualité. 

Les gélatines sont largement utilisées dans l’industrie alimentaire, soit comme agent gélifiant, émulsifiant, agent moussant ou matériau d’enrobage pour l’encapsulation. Contrairement aux collagènes natifs, les gélatines ne peuvent pas être étiquetées comme un type de collagène spécifique puisque ce facteur est inhérent à la structure en triple hélice, chose que la gélatine ne possède plus. Pour la même raison, les gélatines ne sont pas immunogènes puisque les épitopes actifs liés à la triple hélice du collagène ont été perdus lors de l’étape de dénaturation. 

Les hydrolysats de collagène se distinguent par le fait qu’ils ont également perdu leur structure en triple hélice mais, contrairement aux gélatines, ils sont soumis à un processus d’hydrolyse chimique ou enzymatique pour décomposer les chaînes polypeptidiques (37). En conséquence, les hydrolysats de collagène sont composés d’un mélange d’acides aminés et de peptides dont la composition dépend à la fois de la source de collagène et de la méthode d’hydrolyse. Par exemple, les hydrolysats de collagène préparés par hydrolyse enzymatique avec de la pepsine, de l’alcalase ou de la papaïne présentent une distribution de poids moléculaire allant de 1 kDa à 10 kDa (38). 

Comme décrit dans les gélatines, les hydrolysats de collagène ne sont pas immunogènes et ne peuvent pas être étiquetés comme un type de collagène spécifique. Cependant, contrairement aux gélatines, ils peuvent inclure certains peptides spécifiques, appelés « peptides de collagène », qui présentent des propriétés bioactives différentes lorsqu’ils sont isolés par un processus de purification. Jusqu’à présent, une grande quantité de peptides de collagène différents a été décrite dans la littérature montrant différentes activités in vitro telles que l’activité antioxydante, l’activité inhibitrice de l’ACE-I ou l’activité inhibitrice de la DPP-IV (37). Dans la plupart des produits commerciaux à base de collagène, les peptides de collagène ne sont pas isolés du collagène hydrolysé mais mélangés à d’autres peptides et acides aminés résultant de l’hydrolyse du collagène. 

Concernant le terme « collagène vegan » qui a récemment été introduit sur le marché des compléments alimentaires, il désigne certains produits qui sont essentiellement composés d’un mélange d’ingrédients comprenant des extraits de plantes, des acides aminés, des vitamines et des minéraux. Même si certaines études ont démontré que la biosynthèse du collagène est médiée par certains micronutriments contenus dans ces ingrédients, tels que la vitamine C (39), le cuivre ou le zinc (40-41), il n’existe à ce jour aucun compléments vegan contenant du réel collagène. 

En général, les sources de collagène hydrolysé sont le poisson, le poulet, le porc et les vaches, et plus récemment un collagène issu de membrane de coquille d’œuf a été développé. 

Les organismes marins tels que les poissons, les méduses, les éponges et d’autres invertébrés représentent une importante source de collagène, présentant plusieurs avantages par rapport aux sources terrestres. Leur compatibilité métabolique avec l’humain, la similarité de leur structure, et leur haute biodisponibilité facilitent leur absorption à travers la barrière gastro-intestinale. De plus, ces sources ne sont soumises à aucune restriction religieuse et sont exemptes d’agents pathogènes. Les peaux de poisson, en particulier, sont couramment utilisées pour l’extraction du collagène de type I en raison de leur abondance et de leur sécurité sanitaire. (42-44). 

Les animaux terrestres sont porteurs de nombreuses maladies transmissibles, ce qui les rend moins favorables à une utilisation dans les industries. Par exemple, les bovins, bien qu’ils soient une source importante de collagène, présentent des risques d’encéphalopathie spongiforme bovine (ESB) ainsi que d’encéphalopathie spongiforme transmissible (EST) (45-47). Ces troubles neurologiques progressifs affectent les bovins et peuvent entraîner des infections potentiellement mortelles chez l’homme (45). Ces facteurs font des sources marines de collagène une alternative beaucoup plus sûre, plus simple et prometteuse. 

Le vieillissement cutané

Au début des années 1950, près de 205 millions de personnes étaient âgées de 60 ans et en 2012, ce chiffre a continué d’augmenter pour atteindre près de 810 millions. Ce nombre pourrait doubler et atteindre jusqu’à 2 milliards d’ici 2050. Aujourd’hui, 15 pays comptent environ 10 millions de personnes âgées et sur ces 15 pays, sept sont en développement et ne disposent pas de ressources suffisantes pour assurer l’amélioration de la situation de ces personnes (48). La part de la population mondiale de personnes âgées de 60 ans et plus devrait représenté plus de 22% contre 10 % actuellement (de 800 millions à 2 milliards) d’ici à 2050. Près d’un quart des personnes auront plus de 60 ans. On estime que plus de 8 % de la population des régions d’Asie du Sud-Est a plus de 60 ans. En conséquence, on s’attend à ce que les maladies liées à l’âge augmentent également considérablement au cours des prochaines décennies. 

Le vieillissement cutané est un processus au cours duquel la qualité de la peau se détériore avec l’âge en raison des effets synergétiques du vieillissement chronologique, du photovieillissement, de la carence hormonale et des facteurs environnementaux (49) Le vieillissement cutané entraîne une réduction du nombre de fibroblastes qui synthétisent le collagène et des vaisseaux qui alimentent la peau, ce qui entraîne une augmentation du relâchement cutané et donc la formation de rides (50). 

L’exposition au soleil entraîne progressivement un affaissement de la peau. Cela conduit à la perte de fibrilles et de collagène de type VII qui retarde la liaison entre l’épiderme et le derme, ce qui conduit à un vieillissement cutané extrinsèque (51). De nombreuses théories du vieillissement ont été proposées, notamment la théorie de l’ADN ou génétique, la théorie des radicaux libres, la théorie neuroendocrinienne, la théorie des membranes, la théorie de la limite de Hayflick, la théorie de la télomérase et la théorie du déclin mitochondrial. 

Dans la peau intrinsèquement vieillie, les changements histologiques se produisent dans la couche cellulaire basale en raison des influences internes qui produisent un affaissement et un amincissement de la peau (52), tandis que dans la peau vieillie extrinsèquement sous l’effet des rayons UV du soleil, des changements s’opère, notamment ce qu’on appelle élastose solaire ou actinique. Cette condition est caractérisée par l’accumulation de tissu élastique anormal dans le derme moyen et profond (derme papillaire et réticulaire). 

L’exposition aux UV augmente l’activité d’un promoteur génétique qui stimule la production d’élastine tout en réduisant l’expression de la fibrilline-1, une protéine importante pour la structure de la peau et à l’organisation des fibres d’élastine. Cela conduit à un dépôt excessif de fibres élastiques qui sont dystrophiques et se raccourcissent, signe du photoviellisesment. Si l’allysine (un marqueur de ce processus) augmente, cela confirme le photovieillissement de la peau (53).

En résumé, il existe quatre types de vieillissement cutané qui se produisent : 

• Le vieillissement intrinsèque qui est caractérisé par une peau sans tache, lisse, plus pâle, plus sèche, moins élastique et présentant de fines rides (54-55) et qui se produit au sein même du tissu viades réductions des mastocytes dermiques, des fibroblastes et de la production de collagène 

• Le vieillissement extrinsèque qui peut être causé par une exposition extrême au soleil comme vu précédemment et divers facteurs exogènes tels que les influences pro-oxydantes et antioxydantes sur le renouvellement cellulaire viades modificateurs de la réponse biologique (MRB) neuro-endocrino-immunitaire (56) qui affecte principalement le visage et le cou. 

• Le troisième est le photovieillissement qui est causé par la lumière du soleil qui comprend principalement des infrarouges (52-55 %), des rayons visibles (44 %) et 3 % des rayons UV, qui sont nocifs pour la peau et sont complètement absorbés par la couche d’ozone (57) 

• Le vieillissement hormonal est causé par une diminution de la synthèse du collagène, de l’épaisseur de la peau, de l’hydratation de la peau et de la fonction de barrière épidermique (58-59) 

La synthèse de collagène et d’élastine de la peau diminue de 1 % chaque année à l’âge adulte, entrainant une désorganisation du tissu conjonctif. Cet épuisement du collagène et de l’élastine provoque le développement de rides cutanées dans la couche dermique (60). Les recherches montrent que les facteurs extrinsèques sont généralement la principale cause du vieillissement cutané et que seulement 3 % des facteurs de vieillissement sont imputables à des facteurs intrinsèques (61). Le tabac et le stress oxydatif font parties des facteurs que l’on retrouve chez une grande partie de la population.

La couche externe de l’épiderme, la couche externe de la peau humaine, est principalement composée de cornéocytes qui assurent une fonction de barrière. Sous les cornéocytes se trouvent des kératinocytes viables, qui migrent vers l’extérieur et se différencient finalement pour devenir des cornéocytes. L’épiderme est organisé en extensions appelées crêtes réticulaires qui se projettent entre les papilles dermiques (roses) dans le tissu conjonctif sous-jacent. Sous l’épiderme se trouve le derme, qui est principalement composé de collagène, de fibres d’élastine et d’autres composants de la matrice extracellulaire. 

Les fibres de collagène et d’élastine sont synthétisées par les fibroblastes pour fournir à la peau résistance à la traction, fermeté et élasticité. La couche la plus interne de la peau, l’hypoderme, est composée en grande partie de cellules adipeuses, qui contribuent à structurer la peau. Les capillaires sanguins, les vaisseaux lymphatiques, les glandes sudoripares, les glandes sébacées, les follicules pileux et les corps lamellaires se trouvent dans le derme et l’hypoderme.  

Au fur et à mesure que la peau vieillit, plusieurs changements se produisent dans l’épiderme et le derme. Dans l’épiderme, les cornéocytes (kératinocytes différenciés en fin de différenciation) s’accumulent, donnant à la peau un aspect rugueux et terne. Dans le derme, la teneur en collagène diminue et les fibres de collagène et d’élastine se désorganisent et se fragmentent. Cela fragilise la structure sous-jacente de l’épiderme, ce qui entraîne des rides. 

De nombreuses recherches scientifiques ont rassemblé des preuves convaincantes soulignant l’impact positif de la supplémentation en collagène hydrolysé pour atténuer les signes visibles du vieillissement cutané. Alors que la littérature scientifique et les études cliniques sur la supplémentation en collagène continuent de se développer à l’échelle mondiale, il existe une demande évidente de collecte et d’analyse de ces informations pour aider à la prise de décision éclairée concernant la supplémentation. 

Une revue systématique avec une méta analyse s’est intéressée au sujet (62). La méta-analyse a porté sur 14 essais contrôlés randomisés (ECR) portant sur 967 patients. La durée de la supplémentation en collagène hydrolysé dans ces études variait de 4 à 12 semaines. Les ECR analysés dans cette étude ont été classés en fonction de leur impact sur l’hydratation et l’élasticité de la peau. 

Les auteurs concluent que : 

Cette méta-analyse de 14 études sur l’administration orale de collagène après quatre semaines a prouvé qu’elle améliore l’hydratation de la peau(63-70), l’élasticité (63-64,66-68,71- 75), les rides (63-64,66,70,73,75-76), la perte d’eau transépidermique (70,73,75), la fermeté (63-64,70) ainsi que l’éclat (64-65). 

Dans le domaine des produits de soin de la peau, le défi réside souvent dans la capacité des crèmes, lotions et sérums appliqués localement à pénétrer profondément les couches de la peau et à produire des effets durables sur les processus de vieillissement de la peau. Le développement de peptides de collagène à faible poids moléculaire et hautement biodisponibles et bioactifs permet de cibler avec succès le derme en atteignant la couche profonde du derme via la circulation sanguine ou les produits appliqués localement ne passent pas. 

Bien que cette revue présente plusieurs limites (62) (dose d’administration, durée etc..), il est essentiel de noter que dans toutes les études examinées, la consommation orale d’hydrolysat de collagène et de peptides de collagène hydrolysé a montré une efficacité pour réduire les signes de vieillissement cutané, avec des avantages potentiels à long terme. 

Un facteur primordiale étant également le mode de vie des participants. Les personnes qui mènent un mode de vie sain, caractérisé par une alimentation équilibrée et une hydratation adéquate, peuvent connaître des améliorations plus marquées et plus rapides de l’apparence de la peaugrâce à la supplémentation en collagène par rapport à celles qui ont des habitudes de vie moins saines. 

Lorsque le collagène hydrolysé (HC) est ingéré, il circule dans la circulation sanguine sous forme de dipeptides (par exemple, Glycine-Proline et Proline-Hydroxyproline et de tripeptides (par exemple, Gly-Pro-Hyp)(77). Ces peptides dérivés du collagène sont alors distribués dans divers tissus, dont la peau, où ils s’accumulent sous forme de peptides ou d’acides aminés (AA). Cette accumulation déclenche une réponse chimiotactique* des fibroblastes cutanés, augmentant leur activité (77-78) 

*L’accumulation de peptides de collagène agit comme un signal pour attirer les fibroblastes vers les zones nécessitant une réparation ou un renouvellement cutané. Grâce à une réponse chimiotactique, les fibroblastes migrent vers la source de ces peptides et commencent à produire du collagène, ce qui renforce et répare la structure de la peau. 

Les dipeptides contenant de l’Hyp, comme le Pro-Hyp, jouent un rôle particulièrement important lorsqu’ils sont absorbés par la peau (71,77). Ils favorisent la croissance des fibroblastes dermiques et améliorent la production d’acide hyaluronique, ce qui entraîne une augmentation des niveaux d’eau dans la couche cutanée la plus externe, la stratum corneum (SC) améliorant ainsi l’hydratation de la peau (79). De plus, les peptides de collagène soutiennent la synthèse du collagène au niveau de l’ARNm et des protéines, formant des fibrilles de collagène robustes qui renforcent la barrière naturelle de la peau, améliorant ainsi l’élasticité de la peau (70). 

L’apport de peptides de collagène stimule également la production de filaggrine (une protéine de la peau qui se lie à la kératine), crucial dans la restauration de la fonction barrière de la peau. La filaggrine augmente les niveaux d’acide aminé (AA) et de dérivés d’acides aminés (AAD), qui sont des composants essentiels des facteurs naturel d’hydratation de la peau dans le SC, contribuant ainsi davantage à l’hydratation de la peau (77,80). 

Dans une étude approfondie, il a été constaté que la consommation de peptides de collagène améliorait la fonction de barrière cutanée et l’hydratation de la peau, comme en témoigne une augmentation significative de la teneur totale en acide aminés et en dérivés d’acide aminés dans le stratum corneum dans le groupe peptide de collagène par rapport au groupe placebo. Cela démontre que l’apport de peptide de collagène améliore l’hydratation de la peau et la maintient efficacement en élevant les niveaux de composants d facteur naturel d’hydratation, tels que les AA et les AAD, dans le SC. 

Français Choi et al. (81) après avoir évalué 11 essais cliniques randomisés dans leur revue systématique, ont montré que la consommation de suppléments oraux de collagène hydrolysé augmente l’élasticité de la peau, l’hydratation et la densité du collagène, améliore la cicatrisation des plaies et protège la peau contre le vieillissement. 

Barati et al. (82), dans leur revue systématique, ont analysé 10 essais cliniques randomisés et ont conclu que la consommation de collagène intact et hydrolysé améliore les manifestations cliniques de la santé de la peau en augmentant soit la synthèse de la matrice extracellulaire, soit l’interaction des lymphocytes T régulateurs et des macrophages de type 2 dans le maintien de la réponse immunitaire de la peau au collagène endogène. 

De Miranda et al (83) dans sa revue systématique et sa méta-analyse, corrobore les résultats précédents, car l’analyse de 19 études (1124 patients) a montré qu’après 60 à 90 jours de consommation de collagène, l’élasticité et la densité de la peau augmentaient et les rides du visage diminuaient. 

L’élastine est une protéine essentielle présente dans le tissu conjonctif du corps humain, connue pour sa capacité à apporter de l’élasticité et de la résilience aux tissus qui en contiennent. Elle joue un rôle crucial dans la structure et la fonction de divers organes et tissus, tels que la peau, les poumons, les vaisseaux sanguins, et les ligaments. 

Structure de l’élastine

L’élastine est composée principalement de tropoélastine, une molécule précurseur qui se polymérise (s’assemble) pour former des fibres d’élastine mature. La protéine est constituée de chaînes d’acides aminés, majoritairement de la glycine, de la valine, de la proline et de la desmosine, qui forment des liaisons croisées très résistantes. (75 % de la séquence d’élastine se compose de ces 4 acides aminés non polaires : glycine, la valine, l’alanine et la proline) (84) 

Les fibres d’élastine ont une structure en spirale, qui leur permet de s’étirer et de se replier comme un ressort. Cette capacité à reprendre leur forme après étirement est essentielle pour les tissus qui subissent des mouvements constants, tels que les artères et la peau. 

Rôle et fonctions principales de l’élastine 

1. Élasticité et résilience des tissus : L’élastine permet aux tissus de s’étirer et de revenir à leur position initiale sans se déformer, ce qui est fondamental dans des organes soumis à des mouvements réguliers comme les poumons (qui se gonflent et se dégonflent), les artères (qui s’élargissent et se contractent au passage du sang) et la peau (qui subit des étirements constants). 

1. Soutien structurel : Dans les vaisseaux sanguins, l’élastine confère aux parois une résistance et une élasticité qui aident à maintenir la pression artérielle en réponse aux pulsations du cœur. 

1. Maintien de l’intégrité tissulaire : Elle aide à maintenir la cohésion et la structure des tissus conjonctifs. Les liaisons entre les molécules d’élastine sont très fortes, ce qui en fait une protéine extrêmement stable, capable de durer des décennies dans l’organisme sans être renouvelée fréquemment 

Localisation de l’élastine 

L’élastine est concentrée dans les tissus qui nécessitent une grande élasticité (85): 

• La peau (2 à 3%) : Elle donne à la peau sa capacité à s’étirer et à revenir à sa forme initiale. 

• Les poumons (3 à 7%) : Les fibres d’élastine permettent aux poumons de se dilater lors de l’inspiration et de reprendre leur forme lors de l’expiration. 

• Les artères et vaisseaux sanguins (28 à 32% de la masse sèche) : L’élastine permet aux vaisseaux sanguins de s’adapter aux variations de pression causées par les battements cardiaques. 

• Tendons (4%) et ligaments élastiques (50%) : Ils bénéficient aussi de la souplesse apportée par l’élastine. 

L’élastine et les fibres élastiques se trouvent également dans les tissus hépatiques et myocardiques. 

Dégradation de l’élastine 

Avec l’âge, la production d’élastine diminue, et les fibres existantes commencent à se dégrader, contribuant à des signes visibles de vieillissement, comme la perte d’élasticité de la peau et l’apparition de rides. Cette dégradation est accélérée par des facteurs comme : 

• L’exposition aux UV (rayons du soleil) 

• Le tabagisme. 

• Le stress oxydatif. 

Le manque d’élastine peut aussi contribuer à des maladies cardiovasculaires, en particulier lorsque les artères perdent de leur élasticité. 

Synthèse de l’élastine 

La production d’élastine est plus active durant les premières étapes de la vie, elle a une demi-vie de 70 ans. Chez l’adulte, la capacité à produire de nouvelles fibres d’élastine est très limitée, ce qui rend difficile la régénération des tissus qui la contiennent une fois qu’ils sont endommagés (84). 

L’élastine hydrolysée marine a été utilisé dans plusieurs études avec des résultats intéressant sur la peau. 

Une étude visait à étudier les effets de l’hydrolysat d’élastine sur la peau humaine, la prolifération et la synthèse d’élastine ont été évaluées dans des fibroblastes cutanés humains exposés à l’hydrolysat d’élastine et à la prolyl-glycine (Pro-Gly), qui est présente dans le sang humain après l’ingestion d’hydrolysat d’élastine (86). 

Dose : 75 mg/jour contre placebo 

Résultats : L’hydrolysat d’élastine et le Pro-Gly ont amélioré la prolifération des fibroblastes et la synthèse de l’élastine. L’ingestion d’hydrolysat d’élastine a amélioré l’état de la peau, comme l’élasticité, le nombre de rides et le flux sanguin. L’élasticité s’est améliorée de 4 % dans le groupe hydrolysat d’élastine par rapport à 2 % dans le groupe placebo. 

Un essai clinique (87) a également évalué l’impact de l’ingestion d’élastine hydrolysé d’origine marine sur la peau et les vaisseaux sanguin. 

Dose : 100 mg/jour contre placebo pendant 8 semaine pour la peau et 75 à 400 mg/jour pendant 8 semaines pour les vaisseaux sanguins. 

Les auteurs ont conclu que l’hydrolysat d’élastine de poisson est un ingrédient alimentaire prometteur pour améliorer l’état de la peau et des vaisseaux sanguins. 

Une autre étude (88) sur 39 volontaires a évaluer l’impact de l’ingestion de peptides d’élastine hydrolysé à des doses de 0, 100 et 200 mg par jour pendant 8 semaines. 

Des augmentations significatives de l’élasticité de la peau ont été observées chez les groupes 100 et 200 mg après 8 semaines. L’augmentation de l’élasticité de la peau dans le groupe recevant 200 mg a été significativement plus élevé que celui du groupe 0 mg. Ces résultats suggèrent que l’ingestion d’élastine le peptide augmente l’élasticité de la peau. 

L’acide hyaluronique (AH) est un glycosaminoglycane largement distribué dans le corps humain, en particulier dans les fluides corporels et la matrice extracellulaire des tissus. Plus de 50 % de l’AH total du corps est présent dans la peau. Il joue un rôle crucial non seulement dans le maintien de l’hydratation des tissus, mais aussi dans les processus cellulaires tels que la prolifération, la différenciation et la réponse inflammatoire. L’AH a démontré son efficacité en tant que molécule bioactive puissante non seulement pour lutter contre le vieillissement cutané, mais aussi contre l’athérosclérose, le cancer et d’autres pathologies. 

Il est impliqué dans plusieurs processus biologiques tels que le développement embryonnaire, la cicatrisation des plaies, la progression du cancer, l’angiogenèse, l’inflammation et la régénération osseuse, il a également été démontré que l’acide hyaluronique régule des processus cellulaires essentiels tels que l’adhésion, la prolifération et la différenciation cellulaires (89). 

Contrairement aux autres membres des GAGs (c’est-à-dire le sulfate de chondroïtine, le sulfate de dermatane, le sulfate d’héparane et le sulfate de kératane), l’acide hyaluronique ne subit pas de sulfatation ou d’autres modifications sur toute sa longueur. De plus, il n’est pas synthétisé dans le réticulum endoplasmique rugueux et l’appareil de Golgi, mais est produit sur la surface cytoplasmique de la membrane plasmique par des enzymes hyaluronane synthase. De plus, il a été démontré que l’acide hyaluronique ne se fixe pas à une protéine centrale comme observé dans d’autres GAGs (90-91). 

Structure de l’unité disaccharidique répétitive de l’AH. L’unité de l’AH est composée d’acide β-(1,4)-glucuronique et de β-(1,3)-N-acétylglucosamine liés entre eux par des liaisons glycosidiques β-1,3 et β-1,4. Le poids moléculaire de cette molécule dépend du nombre de répétitions de l’unité disaccharidique (n). 

En fonction du nombre d’unités répétitives, l’acide hyaluronique peut être subdivisé en trois formes : AH de faible poids moléculaire (6-200 kDa), AH de poids moléculaire moyen (0,2-1,0 MDa) et HA de poids moléculaire élevé (> 1 MDa). 

1MDa = 1000KDa = 1.000.000 Dalton 

Fonctions et rôles 

Les différentes fonctions de l’AH sont étroitement liées à son poids moléculaire. En effet, il existe une corrélation entre la bioactivité de l’AH et son poids moléculaire. En conséquence, la taille de la molécule peut affecter son affinité pour les récepteurs et la possibilité de former des complexes récepteurs et donc avoir des effets biologiques distinct. De plus, la taille moléculaire de l’AH joue un rôle dans son absorption cellulaire (92). De nombreuses études ont montré que l’acide hyaluronique de poids moléculaire élevé présente des effets anti-inflammatoires en inhibant la prolifération et la mobilité cellulaires in vivo (93). 

L’AH de bas poids moléculaire trouve en particulier des applications dans les produits cosmétiques topiques et la chirurgie plastique grâce à sa capacité à pénétrer la couche épidermique et à améliorer l’hydratation et la cicatrisation des tissus (94). En particulier, une étude menée par Essendoubi et al. (2016) a démontré que l’AH de bas poids moléculaire (20-300 kDa) est capable de pénétrer la couche cornée du tissu cutané (95). 

Des études ont montré que l’AH de poids moléculaire élevé ingéré par voie orale (HMM-AH, Poids moélculaires ≥ 100 kDa) ne subit pas de dégradation significative dans le liquide gastrique (96-97) mais est absorbé par les cellules épithéliales intestinales, les cellules M, les cellules dendritiques et les macrophages (98-101). Dans les cellules épithéliales intestinales inférieures, l’HMH-AH interagit avec les récepteurs TLR-4, lui permettant d’être absorbé par les cellules intestinales (102). Par la suite L’AH-HMW sera principalement transporté vers le tissu lymphoïde associé à l’intestin (GALT), puis transporté dans tout le corps via la circulation sanguine. L’imagerie scintigraphique a montré que le tissu lymphoïde associé à l’intestin absorbait les molécules d’ah-HMW intactes et les distribuait dans les tissus conjonctifs après 4 h, l’AH ingéré par voie orale apparaissant dans les articulations, les vertèbres et les glandes salivaires. 

De nombreuses études ont montré que l’AH peut améliorer le vieillissement cutané, et il montre également des effets protecteurs significatifs dans les modèles de photovieillissement induit par les UV, tout en ayant la capacité de favoriser la cicatrisation cutanée. 

Voici un tableau résumé d’études réalisé au japon (Le Japon et la Corée du Sud sont considérés comme des leaders dans le domaine de l’acide hyaluronique, particulièrement dans les secteurs de la beauté et des soins de la peau ces deux pays ont une longue tradition d’innovation en matière de cosmétique, avec une forte demande pour des produits anti-âge et hydratants) 

Des études supplémentaires doivent élucider le mécanisme précis d’absorption de l’AH ingéré qui est encore mal compris. 

Innocuité de l’acide hyaluronique ingéré 

L’HA est sans danger en tant qu’aliment ingérable quotidiennement, l’innocuité de l’AH ingéré a été validée dans des essais cliniques sur l’homme. Il existe suffisamment de données de sécurité pour l’HA, quelle que soit son origine ou son poids moléculaire. 

Une étude a montré une dose sans effet nocif observé (NOAEL) de plus de 48 mg/kg par jour (3360 mg pour un individu de 70kg) dans une étude de toxicité alimentaire de 90 jours sur l’hyaluronate de sodium. 

Nous avons choisi d’utiliser dans notre complément 150 mg d’acide hyaluronique sous forme d’hyaluronate de sodium, il s’agit de la forme de sel de sodium de l’AH, couramment utilisé dans diverses applications en raison de sa stabilité et de sa solubilité améliorée. De plus, la forme de sel peut être produite avec un taux de pureté élevé. Avec un haut poids moléculaire de 1300kda cela permet d’obtenir les effets sur l’hydratation de la peau et les articulations. 

La diminution de l’AH dans la peau par des facteurs intrinsèques et extrinsèques tels que le vieillissement et les rayons ultraviolets, le tabagisme et les polluants atmosphériques provoque une sécheresse cutanée. Cependant, les suppléments quotidiens d’AH peuvent hydrater la peau car les métabolites de l’AH augmentent la teneur en humidité de la peau en agissant sur les cellules cutanées. Ainsi, la consommation d’AH affecte les cellules cutanées et améliore physiologiquement la peau sèche. La consommation d’AH hydrate la peau l’utilisation d’AH comme complément alimentaire rend la peau saine.

La peau normale contient de fortes concentrations de vitamine C, qui soutient des fonctions importantes et bien connues, stimulant la synthèse du collagène et contribuant à la protection antioxydante contre les photodommages induits par les UV. Ces connaissances sont souvent utilisées pour justifier l’ajout de vitamine C aux applications topiques, mais l’efficacité d’un tel traitement, par opposition à l’optimisation de l’apport alimentaire en vitamine C, est mal comprise. 

Il est admis que l’état nutritionnel en macronutriments et en micronutriments est important pour la santé et l’apparence de la peau (110) 

Les nombreuses maladies dues à une carence en vitamines, qui entraînent des troubles cutanés importants, en sont la preuve. Les signes dermatologiques d’une carence en vitamine B, par exemple, comprennent une éruption cutanée rouge et inégale, une dermatite séborrhéique et des infections fongiques de la peau et des ongles Le scorbut, une maladie due à une carence en vitamine C, se caractérise par une fragilité cutanée, des saignements des gencives et des poils en tire-bouchon ainsi qu’une cicatrisation altérée des plaies (111) 

Les fonctions de la couche dermique sont donc mieux soutenues par les nutriments délivrés par la circulation sanguine. La peau normale contient de fortes concentrations de vitamine C, avec des niveaux comparables à ceux des autres tissus corporels et bien supérieurs aux concentrations plasmatiques, ce qui suggère une accumulation active à partir de la circulation. La majeure partie de la vitamine C dans la peau semble se trouver dans les compartiments intracellulaires, avec des concentrations probablement de l’ordre du millimol (112-114). Plusieurs rapports ont indiqué que les niveaux de vitamine C sont plus faibles dans la peau âgée ou photo-endommagée (112-114). On ne sait pas si cette association reflète une cause ou un effet, mais il a également été rapporté qu’une exposition excessive au stress oxydant via les polluants ou l’irradiation UV est associée à des niveaux de vitamine C appauvris dans la couche épidermique (115-116). En effet, on trouve plus de vitamine C dans la couche épidermique que dans le derme, avec des différences de 2 à 5 fois entre les deux couches étant systématiquement signalées. 

Deux études humaines ont montré une augmentation de la teneur en vitamine C de la peau après une supplémentation en vitamine C, mais aucune ne contenait de mesures adéquates des taux plasmatiques de vitamine C chez les participants avant ou après la supplémentation (117-118). 

L’un des arguments les plus convaincants en faveur du rôle vital de la vitamine C dans la santé de la peau est l’association entre la carence en vitamine C et la perte d’un certain nombre de fonctions cutanées importantes. En particulier, une mauvaise cicatrisation des plaies (associée à la formation de collagène), un épaississement de la couche cornée et des saignements sous-cutanés (dus à la fragilité et à la perte de morphologie du tissu conjonctif) sont extrêmes et d’apparition rapide chez les personnes carencées en vitamine C [119-123]. 

La forte concentration de vitamine C dans la peau indique que cette vitamine a un certain nombre de fonctions biologiques importantes pour la santé de la peau. Sur la base des connaissances que l’on peut retrouver dans la littérature scientifique sur la vitamine C, nous savons que l’attention s’est concentrée sur la formation de collagène et la protection antioxydante ; cependant, elle a d’autres rôles et de plus en plus de preuves émergent les concernant. 

La vitamine C agit comme cofacteur des hydroxylases proline et lysine qui stabilisent la structure tertiaire de la molécule de collagène, et elle favorise également l’expression des gènes du collagène [124-132]. En plus de stabiliser la molécule de collagène par hydroxylation, la vitamine C stimule également la production d’ARNm de collagène par les fibroblastes [133-134]. 

La capacité à éliminer les radicaux libres et les oxydants toxiques 

La vitamine C est un antioxydant puissant qui peut neutraliser et éliminer les oxydants, tels que ceux présents dans les polluants environnementaux et après une exposition aux rayons ultraviolets. Cette activité semble être particulièrement importante dans l’épiderme, où la vitamine C est concentrée dans la peau. Cependant, la vitamine C n’est qu’un élément de l’arsenal antioxydant qui comprend les défenses enzymatiques (catalase, glutathion peroxydase et superoxyde dismutase) ainsi que d’autres défenses non enzymatiques (vitamine E, glutathion, acide urique et d’autres antioxydants présumés tels que les caroténoïdes) [135-143]. 

La vitamine C est particulièrement efficace pour réduire les dommages oxydatifs de la peau lorsqu’elle est utilisée en association avec la vitamine E [69,136,144-146]. Cela est en accord avec sa fonction connue de régénérateur de la vitamine E oxydée, recyclant ainsi efficacement cet important piégeur de radicaux liposolubles et limitant les dommages oxydatifs aux structures de la membrane cellulaire [146-147]. 

La vitamine C et ses bienfaits pour la cicatrisation des plaies 

De tous les effets de la vitamine C sur la santé de la peau, son effet bénéfique sur la cicatrisation des plaies est le plus spectaculaire et le plus reproductible. Cela est directement lié à son activité de cofacteur pour la synthèse du collagène, une mauvaise cicatrisation des plaies étant un indicateur précoce d’hypovitaminose C [148-149]. Cependant, il semblerait que l’étendue des bénéfices d’un apport complémentaire en vitamine C dépende, une fois encore, de l’état de l’individu au départ, les bénéfices étant moins apparents si l’apport nutritionnel est déjà adéquat.