皮肤作为人体最大的免疫防护器官，是抵御外界侵害的首道屏障，在维持机体稳态、防护环境刺激及调节体温等方面发挥着关键作用。皮肤老化是机体衰老的直观表现，受内源性因素与外源性因素的共同影响，具有渐进性和复杂性。内源性老化主要源于生理机能衰退导致的抗衰相关基因表达抑制及酶活性下降，属不可逆自然生物学过程；外源性老化则由紫外线辐照、不良生活习惯及心理压力等外部刺激所诱发，可通过科学的防护措施予以延缓。值得注意的是，紫外线辐照是皮肤外源性老化的主要致病因素，约占诱因总量的80%，被称为皮肤光老化。
在皮肤光老化进程中，位于表皮层与皮下组织之间的真皮组织呈现特征性改变。真皮组织富含由蛋白质、多糖及蛋白聚糖等大分子构成的致密细胞外基质（ECM）网络。胶原蛋白作为ECM的核心结构蛋白，不仅为细胞提供机械支撑，还赋予皮肤弹性张力。紫外线辐照可诱导皮肤内活性氧（ROS）大量累积，破坏ECM稳态，显著加速胶原蛋白降解与胶原纤维断裂。同时，其可通过激活基质金属蛋白酶（MMPs）过表达并抑制转化生长因子-β（TGF-β）等促胶原合成通路，导致胶原代谢呈现“降解加速-合成抑制”的双重失衡。这种病理改变在宏观上表现为皮肤干燥、皱纹加深、弹性下降及红斑晒伤；在微观层面则可引发氧化应激、色素异常沉积和慢性炎症反应，甚至增加皮肤癌变风险。因此，紫外线辐照导致的胶原蛋白流失是皮肤光老化的核心病理基础，增加皮肤组织胶原蛋白含量、维持ECM稳态对保障皮肤健康至关重要。
近年来研究者们发现，猪、牛、禽类及鱼类等动物的皮、骨、鳞组织中富含胶原蛋白，其作为天然生物材料，凭借良好的生物相容性与安全性，已在食品、医疗保健及美容领域得到广泛应用。在抗皮肤光老化领域，多项研究证实，口服胶原蛋白及其水解物（胶原蛋白肽）经胃肠消化后，可通过多靶点提升皮肤胶原蛋白合成能力，显著改善紫外线辐照引起的皮肤粗糙、皱纹及色素沉着等问题。基于此，陕西科技大学食品科学与工程学院的杜林谦、李丹、姚晓琳*等人系统解析胶原蛋白水解物的抗光老化机制，归纳讨论口服胶原蛋白的消化吸收过程及促吸收策略，以期为胶原蛋白类抗光老化功能食品的开发提供理论支撑。
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口服胶原蛋白水解物在改善皮肤光老化方面的机制
皮肤光老化的核心机制是紫外线辐照导致的皮肤氧化应激、ECM稳态失衡和色素沉着，表观上体现在皱纹加深、皮肤松弛、粗糙干燥等。口服胶原蛋白水解物可通过多靶点、多层次改善皮肤光老化：1）在分子层面，通过调控关键信号通路，激活机体抗光老化应答；2）在细胞与组织层面，通过维持ECM稳态、减轻氧化应激与炎症反应，以及调控色素沉着修复皮肤损伤；3）在生态系统层面，通过调控“肠道菌群-皮肤”间接改善皮肤健康。这些机制共同构成了口服胶原蛋白水解物由内而外延缓皮肤光老化的科学基础（图1）。
1.1 调控信号通路
皮肤光老化过程可通过多条信号通路，如TGF-β、Nrf2、Wnt、MAPK、PI3K、NF-κB、p53/p21、cAMPCREB、FAK-Src等共同介导。研究表明，胶原水解物可通过调控该系列通路，有效抑制皮肤光老化（表1）。
在该系列通路中，TGF-β通路占据核心地位，其关键效应分子TGF-β可通过精确的级联反应直接调控胶原蛋白合成：首先，TGF-β与TGF-βRII结合，进而招募并磷酸化I型受体（TβRI）形成具有催化活性三聚体复合物；随后，活化的TβRI使下游信号转导分子R-Smad（Smad2/Smad3）发生磷酸化修饰，并与Smad4结合形成转录复合体，进而转运至细胞核内直接激活I型胶原等ECM相关基因的转录表达。值得注意的是，Smad7是该信号通路中的负调控因子，其可通过与TβRI受体结合阻碍R-Smad磷酸化，进而精准调控信号通路的活化进程。MAPK家族成员（包括p38、JNK、ERK1/2）的激活可促进氧化还原AP-1的转录，进而上调下游MMPs的表达。MMPs可降解胶原蛋白、弹性蛋白等ECM核心组分，最终导致皮肤结构完整性破坏。
Nrf2信号通路与机体氧化还原稳态密切相关，正常生理状态下，Nrf2与细胞质中的Kelch样ECH相关蛋白1（Keap1）结合，通过cullin-3泛素连接酶使Nrf2泛素化，进而进入蛋白酶体被降解。当外源性氧化剂攻击Keap1的半胱氨酸残基时，其空间结构发生改变，导致Keap1无法结合Nrf2。解离后的Nrf2移位进入细胞核，识别并结合靶基因启动子区域的抗氧化反应元件ARE，进而启动下游抗氧化酶基因的转录，如还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸醌氧化还原酶（NQO1）、HO-1等。该通路的激活可通过增强抗氧化防御系统，有效清除紫外线辐照导致的自由基累积，维持细胞内氧化还原平衡，从而改善皮肤氧化损伤。
1.2 维持ECM稳态
皮肤组织结构完整性和功能性高度依赖于ECM的动态平衡，其遭受破坏是光老化的核心体现。ECM主要由I型和III型胶原蛋白、弹性蛋白、透明质酸、纤维连接蛋白以及各类糖胺聚糖等构成，其合成和降解受表皮角质形成细胞和真皮成纤维细胞等的精密调控。紫外线辐照可通过多重途径破坏ECM稳态：1）UVA和UVB分别特异性诱导MMP-1及MMP-3/9表达，导致胶原蛋白和弹性蛋白异常降解；2）紫外线触发的氧化应激会促使蛋白质与还原糖发生非酶糖基化反应，形成晚期糖基化终末产物（AGEs），使得胶原蛋白和弹性蛋白形成分子间交联，不仅降低了皮肤的弹性和保水性，还会阻碍皮肤的正常新陈代谢，加速皮肤老化进程。相关研究表明，胶原水解物具有显著的ECM保护作用，其可上调成纤维细胞中I型胶原α1链（COL1A1）、弹性蛋白及多功能蛋白聚糖等ECM成分的基因表达；Gly-Pro-Hyp三肽可通过抑制MMP-1和MMP-3表达减少胶原和透明质酸的降解；临床上发现口服胶原水解物能显著增加皮肤水合作用且提升真皮组织中胶原蛋白的含量。因此，胶原蛋白水解物可通过多种机制维持ECM的结构完整性和功能活性，有效促进ECM再生修复，展现出良好的抗光老化应用前景。
1.3 减轻氧化应激和炎症反应
正常生理状态下，皮肤组织会维持低水平ROS状态，以维持细胞正常信号通路传导。然而，当皮肤长期暴露于紫外线辐照环境时，会导致皮肤细胞内氧化应激增强而抗氧化防御能力减弱，从而产生过量ROS，诱发氧化应激反应的进行。此外，炎症反应与氧化应激往往呈协同作用，紫外线辐照可显著上调皮肤细胞中促炎介质如前列腺素E2（PGE2）、环氧化酶-2（COX-2）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、血管内皮生长因子（VEGF）以及促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6的表达，进而通过复杂的相互作用促进氧化应激反应，最终加速皮肤老化进程。研究发现，胶原水解物可通过减少ROS、清除自由基，提高SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）等抗氧化酶活性，降低丙二醛（MDA）等氧化损伤标志物水平，以及下调NF-κB等关键炎症信号通路传导、抑制促炎因子的表达、减少炎症细胞（如中性粒细胞、巨噬细胞）在皮肤组织的浸润、降低脂氧合酶活性、清除一氧化氮自由基等多靶点协同作用，有效缓解皮肤光老化。例如鲭鱼皮胶原水解物可显著降低UVB照射小鼠皮肤中MMP-1和IL-6表达，修复表皮屏障功能；从鱼鳞水解得来的胶原肽在100 mg/mL质量浓度条件下对人角质细胞无毒性，能显著清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基和2,2′-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)（ABTS）阳离子自由基，抑制脂氧合酶活性和NO自由基炎症因子生成，并直接保护DNA免受紫外线损伤；太平洋鳕鱼皮水解物能降低TNF-α、IL-6、IL-1β炎症因子及增强SOD、CAT等抗氧化酶活性，保护皮肤免受紫外损伤。
1.4 降低色素沉着
色素沉着是皮肤光老化重要的表现形式之一，正常生理状态下，表皮基底层的黑素细胞通过其特有的细胞器——黑素体合成真黑色素和类黑色素两种色素颗粒，并通过黑素体转运至角质细胞。这一过程不仅影响个体肤色，更参与皮肤屏障功能的维持。过量紫外线辐照可导致α-黑素细胞刺激激素（α-MSH）水平异常升高，从而增强MC1R的配体敏感性，进而激活下游cAMP级联反应，促使CREB和MITF磷酸化，上调酪氨酸酶基因转录和蛋白表达，最终导致黑色素的过度合成与沉积。相关研究表明，胶原蛋白水解物可阻断黑色素合成通路，通过抑制酪氨酸酶活性并下调相关基因表达，减少黑色素合成；胶原肽与菊花提取物协同作用可抑制紫外线损伤小鼠的酪氨酸酶活性，使黑色素瘤细胞生成的黑色素减少46.2%；鲢鱼鳞胶原肽被证实可通过精准调控cAMP-CREB通路，以剂量依赖性方式抑制MC1R受体表达并阻断CREB磷酸化，进而导致MITF及其下游TYR/TRP-1/TRP-2基因全面下调，最终使黑色素合成抑制率高达80.24%。该系列研究为胶原蛋白基色素沉着干预策略提供了分子靶点，同时也揭示了其在光老化防治中的潜在应用价值。
1.5 调控肠道微生物组成
近年来，肠道菌群-皮肤轴机制逐步被揭示，肠道菌群及其代谢产物在调节皮肤健康中扮演着重要角色。Qu Liping等通过肠道菌群测序和代谢组学的方法，发现长期紫外线暴露可引发小鼠肠道菌群失调，具体表现为Lachnoclostridium等菌属丰度显著上升，而有益菌Muribaculaceae减少。菌群紊乱可进一步导致肠道代谢谱重编程，其中L-精氨酸等关键氨基酸水平显著降低，进而激活了皮肤中肿瘤坏死因子受体1/TNF受体相关因子2信号复合物（TNFR1/TRAF2），上调MAPK通路，最终导致MMP1表达增加，胶原蛋白降解加速。该项研究揭示了通过调控肠道微生物组成对抗皮肤光老化这一新颖的作用靶点与干预策略。后续研究进一步验证了食源性活性肽通过调节“肠道菌群-皮肤”轴发挥抗光老化作用的可行性，食源性活性肽可通过调节肠道菌群平衡，促进有益菌增殖和代谢物生成，如短链脂肪酸等抑制NF-κB炎症通路和MMPs活性，同时激活Nrf2抗氧化途径，减少ROS积累和胶原降解，从而显著缓解光老化症状如皱纹、色素沉着等。胶原肽是一种丰富且来源广的食源性活性肽，Zhang Haowen等研究发现，富含羟脯氨酸的胶原三肽可在激活TGF-β通路、促进胶原合成、抑制MMPs和炎症因子表达的同时，显著增加肠道菌群α多样性，改变微生物群落结构，其特征是短链脂肪酸产生菌Lachnoclostridium和Roseburia的丰度增加，促进了短链脂肪酸的产生。这一研究证明了胶原肽不仅可通过直接吸收作用于皮肤，还可以作为益生元通过“菌群-代谢物-免疫应答”间接抗皮肤光老化，为饮食干预抗皮肤光老化提供了新靶点，具有重要转化潜力。
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胶原蛋白的消化吸收
在系统解析了口服胶原蛋白水解物抗光老化的多重机制及其应用前景的基础上，进一步对胶原蛋白在人体内的消化吸收过程进行阐述，为深入理解其生物利用率及进一步对其进行改善提供理论依据。
2.1 胶原蛋白的分类及特性
胶原蛋白是动物体内的核心结构蛋白，约占动物总蛋白的30%，主要分布于皮肤、骨骼、肌腱、关节等结缔组织。作为人体含量最丰富的功能蛋白，其不仅是ECM的结构支撑基础，还可参与调控细胞黏附、迁移、血管生成及重建组织形态等关键生理、病理过程。胶原蛋白的命名遵循发现时间的先后顺序，截至目前，科研人员已经发现29 种不同的类型，根据胶原蛋白在体内的分布情况，可将其分为间质胶原蛋白、基底膜胶原蛋白和外周胶原蛋白；根据胶原蛋白的一级结构、三螺旋结构域的长度、分子质量、三重螺旋结构中断和末端结构域的大小和形状等，胶原蛋白可按表2分为六大类。其中XVIII型和XXIX型作为较晚发现的胶原亚型，目前研究相对较少，其关键特性及生物学功能仍待系统阐明。
胶原蛋白的组成与结构特征显著区别于其他蛋白质。从氨基酸组成来看，其氨基酸谱呈现高度特异性：羟脯氨酸（Hyp）是胶原蛋白特征性组分，由脯氨酸羟基化得来，甘氨酸（Gly）与脯氨酸（Pro）含量显著高于其他蛋白，而半胱氨酸（Cys）含量则显著降低。从高级结构来看，构成胶原三螺旋基本单位的3 条α链各包含三部分结构域，即中央的左手螺旋区和两侧非螺旋端肽。不同胶原的α链氨基酸序列各异，单链长度约1 400 个残基，其中约70%序列呈Gly-X-Y重复排列（X、Y可为任意氨基酸，但以Pro和Hyp为主）。当Y位点为Pro时，大部分会在4位进行羟基化修饰形成4-Hyp，其在胶原中的丰度约为每1 000 个氨基酸残基占100 个。值得注意的是，若Y位为4-Hyp且X位为Pro时，X位点Pro可发生罕见的3位羟化生成3-Hyp，该修饰在I型胶原中比例极低，仅约为1 000 个氨基酸残基占1 个。正是这种独特的Gly-X-Y重复序列结构直接导致胶原蛋白呈现高Gly/Pro含量及特征性Hyp富集（表3）。
2.2 胶原蛋白消化吸收过程
口服胶原蛋白可经消化道降解，但胃蛋白酶对其三螺旋结构分解有限，部分完整胶原仍可进入肠道，在菌群作用下进一步分解为肽或氨基酸，进而被肠道吸收利用。需要注意的是，相比于其他来源的蛋白，胶原蛋白摄入之后，血液中会有大量含Gly、Pro、Hyp的寡肽，如Gly-Ala-Hyp、Gly-Leu-Hyp、Gly-Pro-Arg、Gly-Pro-Ala、Pro-Hyp、Pro-Ala、Ala-Hyp等，其中Pro-Hyp和Ala-Hyp含量相对更高。这些胶原寡肽在口服后呈现典型的快速吸收-清除动力学特征：通常在摄入后2 h左右达到血药浓度峰值，而在4～6 h内即降至基线水平，可能是因为其在血液中被肽酶进一步水解，或被皮肤组织和骨组织等吸收。有研究表明，胶原三肽Gly-Pro-Hyp可在肠上皮细胞顶膜发生部分水解，并通过肽转运蛋白PETP126实现跨膜转运，这种特异的转运机制可在一定程度上解释胶原肽的快速吸收特性。也有研究发现，Gly-3Hyp-4Hyp在血液循环中表现出显著优于其他胶原寡肽的稳定性，主要是因为其中间位置的3Hyp通过空间位阻效应显著增强了三肽对血浆肽酶或蛋白酶的抵抗力，使其半衰期显著延长。进入血液循环的胶原蛋白寡肽可经体循环转运至皮肤、骨骼等组织，参与胶原合成或氨基酸代谢，未被利用部分经肾小球过滤后随尿液排出体外（图2）。该系列过程体现了胶原寡肽“吸收-转运-利用-排泄”的完整药代动力学特征，其组织靶向性和代谢效率受寡肽分子结构特性的影响，特别是含有特征性羟脯氨酸修饰的胶原寡肽，因其特殊的代谢稳定性而表现出优异的生物利用率。
2.2.1 胞外降解
胶原蛋白（尤其是纤维状胶原蛋白）凭借其紧密的三维螺旋结构，表现出显著的蛋白酶抗性，可抵御普通蛋白酶的降解。然而，研究发现，MMPs、组织蛋白酶（Cath）及细菌胶原酶等可特异性切割胶原分子。这些酶广泛分布于消化道、血液循环系统及ECM中，通过蛋白质水解级联反应将胶原蛋白逐步降解为小分子胶原肽和游离氨基酸，进而参与机体蛋白质周转及能量代谢等生理过程。
1） MMPs
MMPs是一类结构高度保守的内切蛋白水解酶，其合成与分泌可由多种细胞调控。MMPs具有氨基端催化结构域和羧基端血红素结合结构域，活性高度依赖于锌离子和钙离子。目前，在脊椎动物中已鉴定出28 种MMPs，其中人体组织中至少表达23 种。根据底物特异性、序列相似性和结构域特征，MMPs可分为胶原酶（MMP-1、8、13、18）、明胶酶（MMP-2、9）、基质降解酶（MMP-3、10、11）、基质裂解酶（MMP-7、26）、膜结合型MMPs（MT-MMPs）和其他MMPs。除MT-MMPs外，多数MMPs以无活性酶原形式存在，其催化位点被前肽中的半胱氨酸残基与Zn2+相互作用所屏蔽。当外界信号（如蛋白酶切割、氧化应激）破坏这一相互作用时，MMPs被激活，其中C端血红素结构域负责与底物结合，确保降解的特异性。MMPs降解胶原蛋白大致分为3 个步骤：1）激活的MMP识别并结合胶原蛋白；2）胶原蛋白三螺旋结构被局部解开，暴露出α链；3）MMPs在α链的特异位点进行切割。MMPs的活性可通过TIMPs与MMPs的催化中心共价结合形成永久复合物或非共价形成半永久复合物抑制，以此维持ECM代谢平衡。
2） Cath
Cath在生物体生命活动过程中发挥着重要作用，根据底物特异性的不同，可将其分为肽链内切酶、肽链端解酶、氨基肽酶和羧肽酶等；根据水解机制又可将其分为金属蛋白酶、丝氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、苏氨酸蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶。Cath是半胱氨酸蛋白酶家族中的核心成员，至今为止，在人体内已鉴定出15 种Cath，其中Cath-K、Cath-B和Cath-L在胶原蛋白降解过程中发挥着重要的作用。Cath-K可特异性降解ECM中胶原蛋白的三重螺旋结构，但需要糖胺聚糖（GAGs）的辅助。这一降解过程具有高度特异性，首先是胶原纤维通过与GAGs结合形成复合物；随后，Cath-K识别并特异性结合该复合物；最后在胶原分子的末端以及三螺旋结构内部的特定位点进行切割，实现胶原的有效降解。另外，在酸性条件下，胶原与GAGs的结合效率与其糖链长度密切相关，即GAGs的链长可能通过调控“胶原-GAGs复合物”的形成，进而影响Cath-K介导的胶原降解过程。Cath-B和Cath-L能够特异性降解胶原蛋白中的非三螺旋结构域，但两者的作用机制存在显著差异。Cath-B可直接与肠上皮屏障系统中的I型胶原蛋白结合并促使其降解，而Cath-L在紫外线刺激下可从细胞内释放，进而与胶原纤维等细胞外基质组分互作并发挥降解作用。然而Cath-L不能像Cath-K那样直接破坏胶原蛋白的三螺旋结构，但研究发现，当其表面的蛋白结构域与GAGs特异性结合，并在4-硫酸软骨素存在的条件下可获得降解I型胶原的能力。该系列机制揭示了GAGs在调控Cath功能中的关键作用，并为理解胶原代谢的复杂调控网络提供了新视角。此外，也有研究表明，当使用特异性抑制剂阻断Cath活性时，会导致胶原纤维的异常积累，证明了Cath在胶原代谢调控中的重要作用。
3） 其他胶原酶
随着人们对胶原蛋白研究的深入，除MMPs和Cath这两类经典的胶原降解酶外，多种新型胶原降解酶也相继被发现。细菌胶原酶作为一类重要的金属蛋白酶，广泛存在于多种致病菌中并作为关键毒力因子，能够特异性识别和降解天然胶原蛋白的三维结构。弹性蛋白酶属丝氨酸蛋白酶家族，主要存在于中性粒细胞的嗜天青颗粒中，同时在肥大细胞、成纤维细胞、嗜酸性粒细胞等多种细胞中也均有分布。研究发现，口服弹性蛋白酶抑制剂可显著提升胶原合成相关生物标志物的表达水平，通过进一步机制研究揭示，弹性蛋白酶主要通过裂解胶原分子的非螺旋区域调控胶原代谢。这些发现不仅深化了胶原代谢的机制，更为靶向皮肤光老化功能食品的开发提供了科学依据，助力皮肤健康维护与光老化预防。
2.2.2 胞内降解
除胞外降解外，胶原蛋白及其大分子片段还可被细胞从ECM中摄取，进而进入细胞内被溶酶体降解。
1） 细胞吞噬
细胞对完整胶原蛋白的吞噬降解是一个高度有序的分子过程，主要由成纤维细胞通过整合素介导的内吞途径完成，可分为4 个步骤：1）β1-整合素家族识别并结合细胞外基质中的完整胶原，启动吞噬信号级联反应；2）整合素信号激活后，细胞骨架系统迅速响应，通过肌动蛋白聚合作用在细胞膜表面形成特殊膜突起结构，实现对胶原的包裹和内化；3）定位于细胞膜上的MT1-MMP，对吞噬中的胶原纤维进行初步切割，产生适合内吞的胶原片段；4）内化的胶原片段被转运至溶酶体区室，在酸性环境中被Cath等彻底降解为小分子肽段和氨基酸。这一胶原吞噬降解过程通过MT1-MMP介导的胞外切割和溶酶体降解的协同作用完成，确保了胶原代谢的高效性和特异性。
2） 巨胞饮
巨胞饮是一种针对大分子质量可溶性胶原蛋白片段的非选择性内吞过程，主要由纤维细胞、巨噬细胞和树突状细胞等完成。具体过程：1）在肌动蛋白细胞骨架的驱动下，细胞膜发生形变并形成皱褶；2）这些膜结构进一步内陷并包裹细胞外物质，形成被称为巨胞饮体的特殊内吞囊泡，实现对大量胶原蛋白片段的高效摄取；3）巨胞饮体与溶酶体融合，胶原蛋白片段在Cath等水解酶的作用下被彻底降解。这一机制在细胞外基质重塑和组织稳态维持中发挥着重要作用。
3） 细胞内吞
细胞内吞是细胞摄取胞外基质中被MMPs水解产生的胶原片段的重要途径，主要由成纤维细胞、巨噬细胞、内皮细胞、软骨细胞及成骨细胞的骨内衬细胞等完成。该过程依赖于尿激酶纤溶酶原激活物受体（uPARAP/Endo180）、网格蛋白及溶酶体等分子的协同作用，具体机制如下：1）细胞膜上的uPARAP/Endo180与网格蛋白结合，导致细胞膜局部内陷；2）uPARAP/Endo180特异性识别并结合细胞外胶原片段；3）uPARAP/Endo180和网格蛋白完全包被细胞膜形成内吞囊泡，进而将胶原片段摄入细胞内；4）内吞囊泡与溶酶体融合，胶原片段在Cath等水解酶的作用下被降解；5）uPARAP/Endo180和网格蛋白从内吞囊泡中回收，重新回到细胞膜表面，参与下一轮内吞过程。该机制在组织重塑、伤口修复及骨代谢等生理和病理过程中发挥着关键作用，可确保细胞外基质的动态平衡。
4） 细胞内自噬
除外源性胶原蛋白的降解途径外，细胞还可通过自噬清除内源性受损的胶原蛋白及其他长寿命蛋白质、异常细胞器或病原体。当细胞处于营养缺乏或应激状态时，会启动自噬过程：1）内质网等膜结构形成双层膜的自噬体，包裹受损胶原蛋白、异常蛋白或细胞器；2）随后自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体，由Cath等水解酶降解内容物；3）降解产物（如氨基酸等）被细胞回收利用。这一过程受营养状态、应激刺激和微环境变化调控，在维持细胞稳态和组织修复中起重要作用，尤其对胶原蛋白代谢平衡至关重要。
因此，完整胶原蛋白经口服后，可在胃肠道经多方面协同作用使其水解为短肽和氨基酸，进而以这些水解产物的形式被肠道吸收利用。然而，直接口服胶原蛋白水解物的生物利用率较低，若单纯通过增加摄取量提高吸收量，不仅会增加机体的游离氨基酸代谢负担，过量氨基酸氧化分解还可导致电子传递链功能的紊乱，进而诱发ROS的异常累积，最终增加机体氧化应激风险。因此，如何提高胶原蛋白水解物的口服吸收效率成为增强其抗皮肤光老化功效的关键。
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口服胶原蛋白水解物的促吸收策略
应对光老化的传统外用护肤品因作用范围局限、肤质适配性差及渗透深度不足等问题，难以满足肌肤深层次修护需求。尽管微针、乳剂、皮下注射、离子液体等新兴技术试图突破局限，但仍面临工艺复杂、成本高昂或皮肤损伤等风险，使其实际应用受限。近年来，基于“内调外养”的传统理念，以口服方式，由内而外延缓皮肤光老化已成为皮肤抗衰领域研究的热点。胶原蛋白水解物因来源广泛、生产成本低且生物相容性好等优势受到研究者的广泛关注。然而，直接口服胶原蛋白水解物的低吸收利用率使其抗光老化功效受限。为突破这一技术瓶颈，研究者们已试图构建多种高效递送体系（图3）以提高其吸收利用率，进而提升其抗皮肤光老化功效。
3.1 联合递送
针对口服单一胶原组分存在的生物利用率低及过量摄入引发的代谢异常等问题，配伍具有协同效应的功能活性组分共递送体系已成为提升胶原水解物功效的重要策略。Iwasaki等通过液相色谱-质谱联用技术探究了酸奶基质对胶原肽降解及吸收效率的影响。研究发现，无论酸奶是否经过发酵处理，与胶原肽共摄入均可显著促进胶原肽降解为含羟脯氨酸的短肽片段，如Ala-Hyp、Leu-Hyp-Gly、Phe-Hyp等，并显著提升其在血液中的吸收效率，其中发酵酸奶组Phe-Hyp和Ala-Hyp等肽段的血药浓度显著提升，未发酵酸奶组则Ala-Hyp-Gly和Pro-Hyp-Gly等肽段的生物利用率显著增加。两类共递送方式均使含Hyp肽段的血液浓度峰值和曲线下面积显著增加，可能是因为酸奶基质中的乳源活性肽及乳酸菌衍生肽酶通过特异性水解胶原肽生成了易吸收的Hyp短肽以及调控肠道酶解微环境，增强了目标活性肽段的跨膜转运效率。Gui Min等通过建立UVB诱导的小鼠皮肤光损伤模型，系统探究了胶原肽-大豆肽复合物与菊花提取物的协同抗光老化效应。结果显示，肽复合物与菊花提取物共处理可显著改善UVB诱导的小鼠表皮异常增生，减少黑色素细胞数量，提高皮肤组织中SOD和CAT等抗氧化酶活性，抑制MDA等过氧化产物的积累。通过协同抗黑素生成和抗氧化作用，有效缓解了小鼠皮肤光损伤。郭开恩以鱼胶原肽为核心原料，辅以针叶樱桃、西兰花胚芽、玫瑰花、关山樱花提取物及低聚糖等，通过多组分协同作用改善皮肤光老化。结果发现，相较于单一胶原肽，共递送体系因富含多酚、黄酮等植物活性组分，抗氧化能力显著提升，并可通过激活TGF-β1信号通路，促进I型胶原蛋白、弹性蛋白和透明质酸的合成。体外细胞实验进一步证实，该体系可通过抑制UVA诱导的成纤维细胞衰老、增强细胞增殖及ECM相关基因表达，协同发挥抗光老化作用。吴昱萱结合胶原肽与天然抗氧化剂的功能活性，开发了一种新型抗光老化共递送体系，该体系由胶原肽、雨生红球藻提取物、针叶樱桃提取物及VE组成。结果表明，该共递送体系中胶原肽可显著促进细胞外基质合成，抗氧化复合物可抑制MMPs活性，同时显著降低氧化应激指标和炎症因子表达，组织学分析显示其能有效修复皮肤胶原和弹性纤维网络。该系列研究为开发“多效-协同”抗光老化功能食品提供了新思路。
3.2 多糖类载体递送
多糖作为一类天然高分子材料，具有来源广泛、水溶性好、生物相容性优等特点。在胶原递送体系应用中，多糖可通过羟基、羧基和氨基等亲水基团与胶原形成稳定的共价或非共价复合物，以保护胶原活性组分免受胃肠道降解。此外，多糖分子中大量的亲水性基团可通过与黏液层间的非共价结合，延长递送体系在肠道的滞留时间，为胶原功能活性的发挥提供了有利条件。有研究者以鱼皮胶原蛋白和壳聚糖溶液为原料，采用离子交联法制备了生物活性胶原蛋白-壳聚糖复合物。该复合物表现出显著的抗氧化活性和酪氨酸酶抑制效果，且能有效阻断黑色素的生物合成，表明该体系可开发成为一种潜在的口服蛋白制剂，用于改善皮肤氧化应激和抑制黑色素合成。Galvez-Martin等开发了一种源自鸡冠的胶原-透明质酸复合基质，该体系不仅能够促进成纤维细胞和角质形成细胞的增殖，还具有优异的保湿性能和抗氧化活性。经口服后其可在肠道有效吸收，生物利用度较单一组分得到显著提高，为该体系作为抗光老化口服制剂提供了科学依据。Chen Kangni等通过美拉德反应制备的木糖-鳕鱼胶原肽复合物表现出优异的抗氧化性及生物利用率，且相较于单一胶原肽，该复合物具有良好的乳化和起泡特性。以上系列研究为多糖载运的胶原基抗光老化功能性食品开发提供了重要研究思路。
3.3 脂质体递送
脂质体是一种由磷脂双分子层自组装形成的纳米级囊泡，其独特的双亲性结构使其能够同时包载亲水性、疏水性及两亲性活性组分，同时兼具优异的生物相容性、可降解性和低毒性等特征。作为一种仿生递送体系，脂质体可通过模拟天然细胞膜的双层结构，高效包封亲水性胶原肽段，从而保护其在胃肠消化过程中免受胃肠环境及消化酶的降解。此外，通过对脂质体表面进行特异性修饰，可实现其与肠道黏膜的靶向结合，从而大幅提升胶原的肠道吸收效率，最终改善其生物利用率。基于此，陈梦倩采用薄膜分散法，通过优化温度、胆脂比、加样量及pH值等关键参数成功制备了胶原肽铁螯合物纳米脂质体。体外模拟胃肠消化实验表明，该纳米脂质体可有效保护胶原肽铁螯合物免受胃肠环境破坏，其稳定性显著优于游离胶原肽螯合物。Chotphruethipong等创新性地以大豆磷脂酰胆碱为基质，以胆固醇或甘油作为稳定剂，采用薄膜水化法制备了负载胶原肽的脂质体。结果表明，该脂质体具有典型的双层囊泡结构，可有效保护胶原肽免受胃肠道酶解，并提升其在消化过程中的稳定性及释放效率。张可则以蛋黄卵磷脂和胆固醇为载体，通过薄膜分散法成功构建了鹿骨胶原蛋白肽脂质体。体内实验表明，相较于游离胶原肽，该脂质体可显著提升衰老小鼠皮肤抗氧化酶活性，减少MDA累积，促进I型、III型胶原蛋白和TGF-β表达，同时抑制MMP-1降解。此类脂质体的研究为口服胶原的高效递送提供了新路径。
3.4 其他递送策略
除上述几种递送策略外，近年来，其他递送策略在胶原蛋白水解物递送领域也取得了重要进展。其中，乳液因其独特的结构特性而备受关注。乳液是由两种互不相溶的液体（通常为油和水）通过乳化作用形成的热力学不稳定胶态分散体系，其中一种液体以微小液滴的形式分散于另一种液体中。根据体系结构特征，乳液可分为单乳液（水包油O/W和油包水W/O）和复合乳液（W/O/W、O/W/O）。其中，W/O/W具有独特的“液滴包裹液滴”结构特征，在食品和医药领域具有广泛应用。Jo等通过优化乳化剂种类和油水两相比例，成功构建了稳定的W/O和W/O/W型乳液递送体系。结果表明，该体系可显著提高胶原蛋白肽的包封效率和储存稳定性，有效解决了其在消化过程中易受pH值变化和酶解作用影响而降解的问题。另外，水凝胶作为一种具有三维网络结构、高度交联的亲水性聚合物，其丰富的孔隙结构可吸收和保持大量水分，为活性组分递送提供了良好条件。胶原蛋白水解物的负载可采用两种方式：在凝胶化前与生物聚合物溶液混合，或在微凝胶形成后装载入其内部。这种在负载时序上的灵活性，为胶原蛋白水解物的控释递送提供了更多可能。Wei Wei等创新性地开发了一种具有缓释性能的双重乳液填充水凝胶珠递送体系。该体系将脂溶性的虾青素分散于由大米糠蜡构成、包裹胶原肽水溶液的油相中，形成W/O初乳；继而将此初乳分散于海藻酸钠水相中，构建W1/O/W2双乳液；最终经Ca2+交联固化，形成包裹双乳液的海藻酸钙水凝胶珠。该体系实现了胶原肽与虾青素的共包封和可控释放，显著提高了二者的生物利用率。此项研究为开发新型多功能胶原肽递送系统提供了新思路。此外，外泌体是由细胞分泌的直径为40～160 nm的纳米囊泡，具有独特磷脂双脂层膜结构。作为细胞间通讯的关键介质，其不仅能够携带丰富的生物活性分子（如蛋白质、核酸等）实现细胞间信息传递，而且与细胞膜高度相似的天然结构特性使其可作为理想的智能递送载体。朱惠敏通过研究发现，人脐带间充质干细胞外泌体联合胶原肽具有显著的协同抗衰老效应，其可通过增强抗氧化防御系统、促进ECM重建和减少炎症反应，有效延缓皮肤成纤维细胞的衰老。这一发现为开发基于“外泌体-胶原肽”协同抗衰老疗法提供了重要理论依据。
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结 语
胶原蛋白水解物因来源广泛、生物活性优异及安全性高等优势，已成为口服抗皮肤光老化领域的研究热点。本综述系统解析了胶原蛋白水解物抗皮肤光老化的机制，主要包含以下5 个方面：1）调控皮肤光老化相关通路如TGF-β、Nrf2、Wnt等；2）促进ECM中胶原蛋白及其他物质合成，抑制MMPs表达和促进TIMP表达，阻断胶原蛋白的降解，维持ECM稳态；3）提高SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶活性，降低TNF-α、IL-1β和IL-6等炎症因子表达，改善皮肤氧化应激和炎症反应；4）抑制和降低酪氨酸酶活性和表达，减少细胞黑色素合成；5）作为益生元调节肠道菌群平衡，促进有益菌增殖和代谢物的生成，间接改善皮肤健康。此外，归纳总结了口服胶原蛋白的消化吸收特性及其口服应用面临的几大技术瓶颈，如活性组分胃肠降解率高、靶向递送效率低等，进而对其促吸收策略进行探讨分析。尽管现有递送策略已部分解决其生物利用率低的问题，但仍面临诸多挑战：联合递送体系的剂量配比复杂；多糖类载体规模化制备的粒径均一性和载药效率不稳定；脂质体膜材料均匀性要求高，储存稳定性不佳导致的包封率下降等。这些问题的存在将直接影响递送体系的应用前景。此外，目前关于胶原蛋白口服抗皮肤光老化的研究多数集中于胶原蛋白水解物，认为其小分子特性更易被肠道吸收而发挥功能活性。然而，完整胶原能否通过其他作用机制如免疫调节等间接促进胶原蛋白合成尚未可知，未来可对此方面进行进一步探究。相信随着研究的深入，胶原蛋白及其水解产物必将在功能性食品领域展现出更广阔的应用前景，为皮肤光老化的防治提供更有效的解决方案。
引文格式：
杜林谦, 李丹, 沙俊奇, 等. 口服胶原蛋白水解物的抗皮肤光老化机制及促吸收策略研究进展[J]. 食品科学, 2026, 47(1): 346-357. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250624-168.
DU Linqian, LI Dan, SHA Junqi, et al. Research progress on the anti-skin photoaging mechanism of oral collagen hydrolysate and strategies for promoting its absorption[J]. Food Science, 2026, 47(1): 346-357. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250624-168.
实习编辑：李雄；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“ 第六届食品科学与人类健康国际研讨会 ”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到） 在 中国 安徽 合肥 召开。
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