Die Wundheilung ist ein komplexer Prozess, an dem verschiedene zelluläre und molekulare Mechanismen beteiligt sind. Er ist entscheidend für die Wiederherstellung der Gewebeintegrität und die Verhinderung von Infektionen. Im Laufe der Jahre haben Forscher verschiedene Ansätze zur Verbesserung des Wundheilungsprozesses erforscht, darunter auch die Verwendung von Biomaterialien aus natürlichen Quellen. Ein solches Biomaterial ist Fischkollagen, das wegen seiner Struktur und seines Verhaltens in Labormodellen zu Wundheilung und Gewebereparatur viel Aufmerksamkeit erhalten hat.
Fischkollagen: Was es ist und woher es stammt
Was ist Fischkollagen?
Fischkollagen, auch als marines Kollagen bekannt, ist ein Strukturprotein, das aus der Haut, den Schuppen oder den Knochen von Fischen gewonnen wird. Es spielt eine entscheidende Rolle in der extrazellulären Matrix verschiedener Gewebe wie Haut, Sehnen und Knochen und sorgt für deren Festigkeit und Elastizität. Dank seiner guten Bioverfügbarkeit und seiner Struktur wird Fischkollagen zunehmend als Biomaterial in der Wundversorgungsforschung untersucht. Diese Forschung arbeitet mit Kollagen, das auf die Wunde aufgebracht wird, nicht mit eingenommenem Kollagen.
Warum ist die Bioverfügbarkeit von Fischkollagen so hoch?
Im Vergleich zu Kollagen aus Säugetieren weist Fischkollagen eine geringere Molekülgröße auf. Dies ermöglicht eine effizientere Aufnahme durch den Körper und eine schnellere Verwertung in den Zielgeweben. Fischkollagen hat ein geringeres Molekulargewicht als Kollagen von Rind oder Schwein und wird entsprechend gut aufgenommen.
Die Rolle essenzieller Aminosäuren
Fischkollagen ist reich an Glycin, Prolin und Hydroxyprolin – Aminosäuren, die für die Stabilität der Kollagenstruktur unerlässlich sind. Es sind die Aminosäuren, aus denen Kollagen selbst besteht; Kollagenpeptide liefern sie als Baumaterial.
Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit
Ein weiterer Pluspunkt: Die Gewinnung von Fischkollagen nutzt Teile des Fisches, die sonst als Abfall gelten würden, wie Haut und Schuppen. Dies macht den Prozess nicht nur nachhaltig, sondern reduziert auch den ökologischen Fußabdruck im Vergleich zu anderen tierischen Kollagenquellen.
Wirkungsmechanismen
Marines Kollagen wurde als Wundversorgungsmaterial entlang mehrerer Linien untersucht. Erforscht wurden dabei:
1. Förderung der Zellproliferation und -migration
Laborstudien haben untersucht, wie sich Fischkollagen auf Fibroblasten, Keratinozyten und Endothelzellen auswirkt – Zelltypen, die am Wundheilungsprozess beteiligt sind. Diese Zellen bilden die Strukturproteine des Gewebes, und Kollagenpeptide liefern ihnen die Aminosäuren, die sie als Baumaterial verwenden.
2. Modulation der Entzündungsreaktion
Die Entzündung ist ein entscheidendes Stadium im Wundheilungsprozess, da sie dazu beiträgt, Rückstände und Krankheitserreger von der Wundstelle zu entfernen. Eine übermäßige oder lang anhaltende Entzündung kann jedoch den Heilungsprozess behindern. In Zell- und Tierversuchen wurden Marker der Entzündungsreaktion erfasst, nachdem Kollagenmaterial direkt auf die Wunde aufgebracht worden war. Diese Messungen stammen aus präklinischen Modellen und sagen nichts über die Einnahme von Kollagenpulver aus.
3. Stimulierung der Kollagensynthese
Die Kollagensynthese ist ein entscheidender Schritt bei der Wundheilung, da sie den strukturellen Rahmen für die Geweberegeneration bildet. Fibroblasten sind die Zellen, die Kollagen bilden; Kollagenpeptide liefern ihnen die Aminosäuren als Baumaterial. In diesen präklinischen Modellen waren die Ablagerung von Kollagenfasern und die Zugfestigkeit des Gewebes die gemessenen Größen.
4. Antimikrobielle Aktivität
Infektionen sind eine häufige Komplikation bei Wunden und können den Heilungsprozess erheblich verzögern. In Laboruntersuchungen wurde marines Kollagen gegenüber verschiedenen Bakterienstämmen getestet, darunter grampositive und gramnegative. Diese Beobachtungen stammen aus Zellkultur- und Materialversuchen und lassen sich nicht auf die Einnahme von Kollagen übertragen.
Studienlage: Was untersucht wurde
Zahlreiche wissenschaftliche Studien haben Fischkollagen im Zusammenhang mit Wundheilung und Geweberegeneration untersucht. In diesen In-vitro- und In-vivo-Modellen waren Wundverschluss, Narbenbildung und Gewebestruktur die erfassten Größen.
In-vitro-Studien: Förderung der Zellproliferation und -migration
In einer In-vitro-Studie wurde die Wirkung von Fischkollagen auf die Proliferation und Migration von Fibroblasten untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass marines Kollagen die Zellproliferation und -migration im Vergleich zu Kontrollgruppen signifikant erhöhte. Gemessen wurde das in der Zellkultur, mit Kollagen in direktem Kontakt zu den Zellen.
In-vivo-Studien: Beschleunigte Wundheilung bei Tiermodellen
In einer Tierstudie wurde die Wirkung von Fischkollagen auf die Wundheilung bei Ratten untersucht. Die mit Fischkollagen behandelte Gruppe zeigte im Vergleich zur Kontrollgruppe einen beschleunigten Wundverschluss, eine erhöhte Kollagenablagerung und eine verbesserte Zugfestigkeit des Gewebes.
Mechanismen der Wundheilung durch Fischkollagen
Fischkollagen unterstützt die Wundheilung durch mehrere Mechanismen:
-
Zellproliferation und -migration: in Zellmodellen als Messgröße erfasst.
-
Modulation der Entzündungsreaktion: Zytokinspiegel wurden in Zellmodellen als Messgröße erfasst.
-
Kollagensynthese: Die Kollagenbildung der Fibroblasten war in diesen Modellen die Messgröße.
-
Antimikrobielle Aktivität: Das Bakterienwachstum wurde in Zellkultur- und Materialversuchen gemessen..
Kommerzielle Anwendungen von Fischkollagen in der Wundheilung
Fischkollagen wird nicht nur in der Forschung, sondern auch in der Praxis als Biomaterial für Wundauflagen eingesetzt. Verschiedene Unternehmen verarbeiten Fischkollagen zu Medizinprodukten, die in Kliniken angewendet werden; das sind keine Nahrungsergänzungsmittel.
Kerecis Omega3 Wound: Innovation aus der Fischhaut
Das isländische Unternehmen Kerecis hat mit „Omega3 Wound“ ein Produkt entwickelt, das aus der Haut des atlantischen Kabeljaus gewonnen wird. Durch ein spezielles Verfahren wird die Fischhaut dezellularisiert, wodurch eine natürliche Matrix entsteht, die reich an Omega-3-Fettsäuren ist und die Wundheilung unterstützt.
Klinische Studien belegen Wirksamkeit
In einer multizentrischen Studie wurden 25 komplizierte Wunden bei 23 Patienten mit der Omega3 Wound-Matrix behandelt. Die Ergebnisse zeigten eine signifikante Verbesserung der Wundheilung, einschließlich beschleunigtem Wundverschluss und reduzierter Schmerzempfindung. Die Heilungszeiten variierten zwischen 9 und 41 Wochen, abhängig von der Komplexität der Wunden.
Eine weitere Studie, veröffentlicht im New England Journal of Medicine Evidence, untersuchte die Wirksamkeit von Fischhauttransplantaten bei diabetischen Fußgeschwüren. Die Ergebnisse zeigten, dass 44 % der mit Fischhaut behandelten Wunden nach 16 Wochen vollständig verheilt waren, verglichen mit 26,4 % in der Standardbehandlungsgruppe.
Einsatzgebiete und Verfügbarkeit
Die Produkte von Kerecis werden weltweit in der Behandlung von chronischen Wunden, Verbrennungen und anderen Gewebeschäden eingesetzt. Durch die natürlichen Eigenschaften der Fischhaut bieten sie eine biokompatible und effektive Alternative zu herkömmlichen Wundauflagen.
Zukünftige Forschung
Obwohl marines Kollagen ein großes Potenzial für die Wundheilung und Gewebereparatur gezeigt hat, sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um seine Wirkungsmechanismen vollständig zu verstehen und seine therapeutischen Anwendungen zu optimieren. Künftige Studien sollten sich darauf konzentrieren, die spezifischen bioaktiven Bestandteile von Fisch-Kollagen zu ermitteln, die für seine Wirkung auf die Wundheilung verantwortlich sind, sowie seine Formulierung und Verabreichungsmethoden zu optimieren.
Darüber hinaus sind weitere klinische Studien erforderlich, um die Wirksamkeit und Sicherheit von Produkten auf Fischkollagenbasis bei Menschen zu bewerten. Langfristige Folgestudien sind erforderlich, um die Dauerhaftigkeit der Heilungsergebnisse und mögliche Nebenwirkungen zu bewerten.
Fazit
Fischkollagen ist ein vielversprechendes Biomaterial für die Wundheilung und Gewebereparatur. Untersucht wurden dabei Biokompatibilität, Zellproliferation und -migration, Marker der Entzündungsreaktion sowie das Bakterienwachstum. Diese Messungen stammen aus Zell- und Tiermodellen und beschreiben ein Material, das auf die Wunde aufgebracht wird.
Weitere Forschungen und klinische Studien sind erforderlich, um das Potenzial von Meereskollagen voll auszuschöpfen und in praktische Anwendungen umzusetzen. Mit weiteren Fortschritten auf dem Gebiet der Biomaterialien und des Tissue Engineering haben Produkte auf Fischkollagenbasis das Potenzial, die Wundversorgung zu komplementieren und die Ergebnisse für Patienten mit akuten und chronischen Wunden zu verbessern.
Image credits: Diana Polekhina, FlyD, UX Indonesia, CDC auf Unsplash
Quellen
https://grainofsound.org/fischkollagen-das-anti-aging-protein-mit-der-besten-bioverf%C3%BCgbarkeit/
https://kollageninstitut.de/blogs/blog/wundheilung-beschleunigen-mit-kollagen
https://www.pharmazeutische-zeitung.de/fischhaut-gegen-chronische-wunden-131992