Wnioski dotyczące wyboru surowca do pozyskiwania kolagenu dla przemysłu kosmetycznego na przykładzie badań przeprowadzonych w Polsce ze szczególnym uwzględnieniem kolagenu z tołpygi.

(Obszerne fragmenty pracy dr Mariusza Gromnickiego będącej raportem dla Glavin Assiociates)

(...) Metodę otrzymywania i modyfikacji kolagenu ze skór rybich opracowały w latach 90-tych badaczki z Gdańska - dr hab. inż. Maria Sadowska i dr hab. inż. Ilona Kołodziejska. Opisały one dwa sposoby pozyskiwania kolagenu z odpadów przetwórstwa rybnego. Pierwszym jest wytrącenie z materiału odpadowego wszystkich składników oprócz kolagenu, tzn. włókien innych białek, mięśni, lipidów, barwników i tłuszczy. Drugim - ekstrakcja kolagenu z pulpy skórnej dokonywana bezpośrednio, kwaśnym polisacharydem pochodzenia roślinnego.
Wynalazek ten zawłaszczony został niejako medialnie przez prof. Józefa Przybylskiego, byłego Dyrektora Instytutu Chemii Uniwersytetu Gdańskiego, gdzie opracowano z rzeczywiście znaczącym wkładem Przybylskiego metodę filtracji kolagenu pozyskiwanego metodami Sadowskiej i Kołodziejczyk - poprzez fibroiny jedwabnikowe, co pozwoliło na utrzymanie w białku stanowiącym bazę dla emulgatów mogących znaleźć zastosowanie w kosmetyce struktury triploidalnego heliksu.

(...) Kolagen ryb słodkowodnych żerujących w wodach europejskich i zachodnioazjatyckich różni się istotnie fizykochemicznie od białek zwierzęcych, a także od kolagenu innych ryb (badania porównawcze E. Krajewskiego prowadzone na przykładzie dorsza). (...) Już w zakresie fotodegradacji, a szczególnie reakcji fotochemicznych zachodzących in vitro i in vivo w przypadku biopolimerów różnice te są niezwykle istotne. Kolagen pozyskiwany ze skór tołpygi bałkańskiej [A. Anikowska 2003 r.] zachowuje znaczną odporność na promienie UVB (290-320 nm) i UVA (320-400 nm). Modyfikacje jego biopolimerów zachodzące podczas napromieniania l<300 nm są nieporównywalnie mniejsze niż w innych białkach poddanych badaniom porównawczym. Tołpyga wydaje się tu rybą szczególną. Jest obok wyjątkowo wartościowego kolagenu, także źródłem cennych aminokwasów i polipeptydów, zaś olej z niej pozyskiwany nie ustępuje właściwościom odpornościowym tak rozpropagowanych obecnie preparatów z wątroby rekina. Jest bardzo dobrym nośnikiem enzymów i antyseptyków.

(...) Tołpyga bałkańska poddaje się hodowli w relatywnie wysokich temperaturach otoczenia, co podnosi właściwości użytkowe pozyskiwanego z niej kolagenu. Przykładowo przy zastosowaniu do wytwarzania hydrolizatu kolagenowego surowca pozyskiwanego z łososiowatych bądź karpiowatych z hodowli polskiej i słowackiej, zachodziła konieczność polepszenia jego właściwości użytkowych, a szczególnie podwyższenia temperatury denaturacji poprzez wprowadzenie do wytwarzanych kosmetycznych żeli kolagenowych wewnątrzcząsteczkowych i międzycząsteczkowych wiązań sieciujących. Czyniono to chemicznie za pomocą garbników lub konserwantów (EUXYL K600), bądź enzymatycznie, przy użyciu transglutaminazy.

Hodowla tołpygi bałkańskiej prowadzona w wodach ciepłych, daje mimo znacznych jej kosztów, możliwości pozyskania w sposób całkowicie naturalny surowca stanowiącego bazę dla hydrolizatów kolagenowych, kosmetycznych, nie ulegających denaturacji nawet w temperaturach przekraczających 25°C.
(...) Na użycie kolagenu pozyskanego z tołpygi bałkańskiej miała wpływ rywalizacja laboratoryjna wytwórców kosmetycznych żelów kolagenowych w Polsce. Oni to zmuszeni byli do poszukiwania kolagenu rybiego o najwyższej możliwie temperaturze przechowywania. W przypadku kolagenu denaturacja oznacza przejście struktury helistycznej w statystyczny kłębek białek, czyli polega na nieodwracalnych zmianach jego drugo i trzeciorzędowej struktury lub też zmianach jego struktury nadcząsteczkowej przebiegających bez rozrywania wiązań peptydowych, z zachowaniem pierwszorzędowej struktury kolagenu, co jednak również wyklucza jakąkolwiek jego biologiczną aktywność.

 

W konkretnych przypadkach kolagenu pozyskiwanego z ryb słodkowodnych temperatura denaturacji stanowiła dla wytwórców kosmetyków istotny problem, gdyż decydowała o popycie rynkowym na ich specyfik. Granicą decydującą wydawała się tu temperatura pokojowa 20°C - 23°C, poniżej której denaturujący się żel kolagenowy nie miał szans na sukces komercyjny.
Temperatura denaturacji kolagenu zależy od trzech czynników: naturalnej temperatury żerowiska ryby, z której surowiec pozyskano, od zawartości wody w kolagenie i od stopnia jego usieciowania. Z wszystkich tych trzech względów skóra tołpygi żerującej w akwenach hodowlanych południowej Europy jest surowcem oczywiście wartościowszym od skór ryb łososiowatych i innych karpiowatych. Kolagen rybi nie zna pojęcia działania kolagenaz tkankowych - enzymów o wysokiej swoistości dla kolagenów, zaś w kolagenie pozyskiwanym z tołpygi nie zaistniał praktycznie również problem rozkładu przez proteazy nieswoiste i depolimeryzacyjny proces zewnątrz- komórkowego rozbijania struktur. Kolagen z tołpygi wykazuje także inną glikozylację reszt hydroksylizylowych.

Zakład Biotechnologiczny w Żuławce prowadzi również metodą chomatograficzną badania nad zmianami zachodzącymi w strukturze pierwszorzędowej kolagenu na przykładach porównawczych kolagenu ze skór cielęcych używanego do implantów podskórnych i kolagenu z tołpygi. Wykazano ogromną różnicę w stopniach napromieniowania UVC powodujących destrukcję aminokwasów aromatycznych dla obu materiałów badawczych. W tymże zakładzie zespół badawczy podkreśla wyjątkową "czytelność" łańcuchów superhelisy obserwowanych w kolagenie tołpygi, tzn. klarowną oddzielność trzech łańcuchów prokolagenu łączącego się na kształt trójżyłowej liny, która jest stabilizowana wytworzeniem wiązań dwusiarczkowych. Odgrywają one większą rolę niż w kolagenie ludzkim, którego stabilizatorami są przede wszystkim wiązania Van DerWaalsa.
(...) Bardzo wysoką ocenę kolagenowi pozyskiwanemu w ten sposób z skór rybich wystawili prof. dr hab. Anna Podhajska z Katedry Biotechnologii U.G. oraz prof. dr hab. Henryk Szarmach z Polskiego Towarzystwa Dermatologicznego.
W wytwarzanych w Polsce kosmetykach, które odniosły wielki sukces rynkowy, dominować zaczyna jako surowiec kolagen pozyskiwany z tołpygi, przy czym, tym większa wydaje się być jego wartość, im dalej na południe Europy hodowana jest ryba. Ważnym jest fakt, że penetracja przestrzeni pozakomórkowej skóry przez uwodniony kolagen z tołpygi jest obecnie bezsporna. Obiektywnym na to dowodem są pomiary poziomu hydroksyproliny w biopsji poszczególnych tkanek przed i po aplikacji preparatów kolagenowych na epidemię.

Kolagen z tołpygi w postaci emulgatu żelowego z elastyną, z dodatkiem wody
destylowanej lub osmotycznej, 1-2% -ową domieszką kwasu mlekowego i 1% -ową domieszką konserwanta chemicznego (EUXYL K600) lub naturalnego (etylometylopropyloparaben) robi w Polsce (a powoli i w Europie) furorę, jako kosmetyk dermatologiczny szerokiego zastosowania i bardzo skuteczny preparat antyzmarszczkowy.
Recepcja tych specyfików na rynku polskim, mimo braku praktycznie działań reklamowych jest entuzjastyczna.

Nie zebrałem żadnych uargumentowanych opinii negatywnych. Potwierdzam wszystkie wnioski przedstawione w raporcie wstępnym. Z innych specjalistów, którzy zapoznali się z zagadnieniem - pozytywne lub bardzo pozytywne opinie wyrazili: dr hab. Michał Pelzer, dr Artur Markowski, dr Anna Niewieczerzał, dr Joanna Dobrzyńska, dr Wanda Brajczewska-Fischer, dr Joanna Kolinek, dr Halina Pawlak, dr hab. Henryk Krężel, prof. dr hab. Danuta Kusewicz.