Proteoglycan and its Origin
Proteoglycan
“Proteo” refers to protein; “Glycan” refers to polysaccharides; Proteoglycan is one of the “glycoprotein” in the sugar and protein complex.
It has excellent moisture retention property, keeps firmness and elasticity of the skin, and includes a buffering effect in the cartilage which helps in joint movements. A precursor is glucosamine.
プロテオグリカンとは?
「プロテ」とはたんぱく質、｢オ」は結合、「グリカン」は糖鎖を意味します。プロテオグリカンは糖とタンパク質の複合体で、「糖タンパク質」のひとつです。保水性に優れ、皮膚ではハリや弾力を保ち、間節では軟骨に含まれ緩衝作用により関節の動きを助けます。前駆体はグルコサミンです。
Origin
Proteoglycans are extracts from the salmon's nasal cartilage and are used as ingredient in cosmetics and health foods.
Considering the entire circumstance of salmon consumption, salmon heads are discarded in the manufacturing process of marine products; this imposes a demand for more efficient utilization of resources.
Consequently, Kakuhiro Company and Hirosaki University collaborated to develop and establish techniques of extracting large quantity and high purity proteoglycans from salmon nasal cartilage. Until then, very small quantity of proteoglycans are extracted from tracheal cartilage of cattle.
There are high expectations for proteoglycan as medical substance and raw material for cosmetics. However, it was a very expensive substance costing 30 million yen per gram when extracted from the tracheal cartilage of cattle. Furthermore, the issue of mad-cow disease problem has become a negative element in this raw material.
To address this problem, an extraction technology of proteoglycans from the nasal cartilage of salmons was made possible to supply proteoglycans at a cost of less than 300,000 yen per gram, opening the road for its use in health care related fields.
And with even more reduction in its cost, it has come to be utilized also incosmetics.
〜ルーツ〜
プロテオグリカンはサケの鼻軟骨から抽出し、化粧品や健康食品の原料に使われます。
サケの消費状況全体から考えた場合、水産加工品の製造工程においてサケ頭部が廃棄されることも多く、資源の有効利用が求められていました。そこで、国内の大学医学部と民間企業との共同研究によりサケの鼻軟骨から高純度かつ大量にプロテオグリカンを精製する技術が確立されました。
かつては、医薬、再生医療素材や化粧品原料として大きな期待をされていたプロテオグリカンですが、ウシの気管軟骨から極微量のプロテオグリカンを抽出していたために、１グラムあたり3,000万円という高価な試料でした。また、狂牛病問題もマイナス要素となっていました。しかし、最近はプロテオグリカンの抽出技術が発展し、原料をサケの鼻軟骨とすることで、１グラムあたり30万円以下の値段での供給が可能なりました。その結果、プロテオグリカンの普及を阻んでいた問題が解決されるようになり、健康や医療関連分野への道が拓けてきました。
Strong Points and Features of Proteoglycan
Cushioning Effect for Joints
As a health food ingredient, proteoglycan has the ability to support joint elasticity with its cushioning effect.
The extracellular matrix is necessary as a resting and working place in the cells that form the body. It is wrapped around the cell habitats, and within it are the proteoglycans which play a very important role in the skin and joint cartilage. As we age, Proteoglycans become insufficient, thus supplementing it from outside source can protect us from joint pain and weakening of the skin.
健康食品原料としての特徴～関節の弾性を持たせ、クッション機能を担う
体を形作る細胞は休息と働く場である細胞外マトリックスが必要細胞は住処に包まれており、その中の一つであるプロテオグリカンは肌と関節の軟骨にとても重要な役割を果たしています。プロテオグリカンが加齢とともに足りなくなるのを外から補うことで、肌の衰えと関節痛から守ります。
Non-Digestible Ingredient
Proteoglycan is Non-digestible
This means proteoglycan is a stable substance that cannot be easily decomposed by the stomach acid. It passes through the stomach maintaining its high molecular state. However, due to the decomposing enzymes in the small intestine, it is broken down up to a certain size. This decomposition product becomes the immunizing antigen M cells (micro-fold cells) as it passes through and which has been thought to bind with the immune cells. Eventually, it is considered to be enzymatically decomposed in the liver. Those that were not decomposed will be excreted in the urine.
難消化性
プロテオグリカンは難消化性であり、胃酸でも容易に分解しません。そのため、高分子のまま胃を通過してしまいます。しかし、小腸では分解酵素の影響を受けるため、ある程度の大きさのモノは分解されます。その分解物が免疫抗原となってＭ細胞（小襞細胞）を通過し、免疫細胞に結合していると推測されています。最終的には肝臓で酵素分解されていると考えられています。分解されなかったものは、尿中に排泄されます。
Proteoglycan and the Cartilage
Relationship of proteoglycan with the cartilage
In damaged or injured cartilage, the enzymes that tear down the cartilage are out of control; collagen network melts; and the proteoglycans are thrown off. In addition, cartilage with reduced proteoglycan is weak to shock, can break easily, and also loses its water content. Cartilage can stretch and contract due to the presence of proteoglycan. As long as there are lots of proteoglycans cartilage is healthy and vibrant.
プロテオグリカンと軟骨の関係
軟骨がダメージを受けて傷ついたり、軟骨を分解する酵素が暴走したりすると、コラーゲンの網は解け、プロテオグリカンが振り落とされてしまいます。また、プロテオグリカンが減った軟骨は衝撃に弱く、簡単に砕けてしまい、水分も失われていきます。軟骨が伸び縮みできるのはプロテオグリカンがあるためです。プロテオグリカンが多くある程、軟骨は水々しいと言えます。
Proteoglycan and the Skin
As a cosmetic ingredient, proteoglycan forms a dermal stereoscopic structure which gives elasticity to the skin
Moisture retention property exceeds that of Hyaluronic acid.
Proteoglycan’s moisture retention property is high; also it has a good affinity with Hyaluronic acid. Furthermore, another attraction is the epidermal growth factor or (EGF) like component of the C-terminus present in the core protein which cannot be found in other materials, it is a very appealing as cosmetic ingredient. It is comparable to using EGF alone, using it as a cosmetic ingredient is extremely appealing. As compared to using EGF alone, it is better to use proteoglycan, as it has been confirmed to provide better cell proliferation.
Taken orally, monitor test results has been published on its power to improve moisture-retaining capacity of the skin and sebum content. In addition, whether taken orally or applied topically, improvement in blood circulation has been confirmed.
*EGF - The so called EGF (Epidermal Growth Factor) is the “epithelial cell proliferation (growth) factor” which plays an important role in the coordination of cell growth and proliferation. It has been confirmed that as we age, EGF quantity decreases; for this reason metabolism, as well as regenerative ability of the cells declined. As EGF type domain is present in proteoglycans, proteoglycans from salmon nasal cartilage has the EGF-type effect as confirmed by the Hirosaki University.
化粧品原料としての特徴～皮膚の立体構造を形成、肌に弾力を与える～
保湿性はヒアルロン酸と比較して30％も上回るプロテオグリカンは、保湿性が高く、ヒアルロン酸との相性も良いです。さらに他の素材にはないコアタンパク質のＣ末端に存在する上皮細胞増殖因子（EGF）様部位を訴求できるなど、化粧品原料として魅力の溢れる素材です。
EGF単独で使用する場合と比較して、プロテオグリオンを使用する方がより細胞増殖効果があることが確かめられており、化粧品原料として魅力溢れる素材です。
「経口摂取すれば肌の保水力及皮脂量が向上する」というモニター試験の結果が発表されています。また、直接肌に塗布した場合でも、経口摂取した場合であっても、血行（血流）が改善することが確認されています。
*EGF（Epidermal Growth Factor)は「上皮細胞増殖（成長）因子」とも呼ばれ、細胞の成長と増殖の調整に重要な役割を担っています。年齢を重ねるごとにEGFは減少することが判明しており、このため新陳代謝や細胞の再生能力が衰えると考えられています。
プロテオグリカンにはＥＧＦ様ドメインが存在しており、サケ鼻軟骨由来プロテオグリカンにＥＧＦ様作用のあることが、日本の大学の医学部にて確認されています。
Wide Array of Applications
Functional Food and Supplement Ingredient
Functional Food and Supplement Ingredient
Functional Food and Supplement Ingredient
- Improves blood circulation as functional food and supplement ingredient
- Non-digestible functional foods
- 血流（血行）改善効果を期待する機能性食品・サプリメント
- 消化されないことを利用した機能性食品
Ingredient for Skincare Products
Functional Food and Supplement Ingredient
Functional Food and Supplement Ingredient
- For skincare products requiring an even higher moisturizing effect than existing products
- A promising ingredient for anti-aging cosmetics
- 既存の商品よりもさらに高い保湿効果を要求する化粧品
- エイジングケアの期待する化粧品
Pharmaceutical and Medical Applications
Functional Food and Supplement Ingredient
Pharmaceutical and Medical Applications
- Treatment of osteoarthritis, etc.
- Treatment for infections
- Treatment for neoplastic intestinal disease
- Bone forming enhancer
- Artificial organ
- Remedy for constipation
- Hepatocyte regeneration agent
医薬品・人口臓器等の一次原料として
- 変形性関節症等の治療剤
- 感染症治療剤
- 腫瘍性腸疾患治療剤
- 骨成形促進剤
- 人工臓器
- 便秘改善剤
- 肝細胞再生剤