Sụn khớp đóng vai trò như một lớp đệm tự nhiên giúp các đầu xương vận động trơn tru, giảm ma sát và hấp thu lực tác động trong quá trình đi lại, chạy nhảy hay lao động hằng ngày. Tuy nhiên, theo thời gian, cấu trúc này có thể bị tổn thương và rất khó tự phục hồi. Trong đó, collagen tuýp 2 được xem là thành phần quan trọng nhất quyết định độ bền vững và khả năng chịu lực của sụn khớp.

Sụn khớp được cấu tạo như thế nào?

Sụn khớp là một dạng mô liên kết chuyên biệt bao phủ bề mặt các đầu xương tại những khớp vận động. Nhiệm vụ chính của sụn là tạo ra một bề mặt nhẵn, được bôi trơn tự nhiên để các đầu xương trượt lên nhau với hệ số ma sát cực thấp, đồng thời phân tán và truyền tải áp lực lên khớp.

Về cấu tạo, sụn khớp chứa khoảng 65–80% là nước, phần còn lại chủ yếu gồm các sợi collagen, đặc biệt là collagen tuýp 2, cùng với các proteoglycan. Những thành phần này giúp giữ nước trong chất nền ngoại bào, từ đó duy trì độ đàn hồi và khả năng chịu nén của sụn.

Một đặc điểm quan trọng là sụn khớp không có mạch máu, dây thần kinh hay hệ bạch huyết. Vì vậy, khả năng tự sửa chữa và tái tạo sau tổn thương của mô sụn rất hạn chế, khiến các tổn thương tích lũy theo thời gian dễ dẫn đến thoái hóa.

Về mặt cấu trúc, sụn được chia thành bốn lớp khác nhau để đáp ứng các yêu cầu cơ học:

• Lớp bề mặt: Các sợi collagen sắp xếp song song giúp chống ma sát và lực cắt.
• Lớp trung gian: Các sợi collagen xếp xiên, đóng vai trò hấp thu lực nén ban đầu.
• Lớp sâu: Các sợi collagen lớn, sắp xếp vuông góc để chịu áp lực tối đa.
• Lớp canxi hóa: Giúp cố định sụn chắc chắn với phần xương bên dưới.

Collagen tuýp 2 – “khung xương” của mô sụn

Collagen tuýp 2 (Type II Collagen) chiếm khoảng 90–95% tổng lượng collagen trong sụn khớp và được xem là thành phần cấu trúc chủ đạo của mô sụn.

Phân tử collagen tuýp 2 gồm ba chuỗi protein giống hệt nhau xoắn lại thành cấu trúc xoắn ba đặc trưng, tạo nên độ bền cơ học cao. Loại collagen này chỉ được sản xuất bởi các tế bào sụn (chondrocytes) và quá trình tổng hợp cần có sự tham gia của vitamin C, sắt cùng một số đồng yếu tố khác.

Bên trong sụn, collagen tuýp 2 tạo thành một mạng lưới sợi đan xen, giữ lại các phân tử proteoglycan như aggrecan. Các proteoglycan mang điện tích âm mạnh, giúp hút và giữ nước, tạo nên áp suất thẩm thấu cần thiết để sụn vừa đàn hồi vừa chịu được lực nén lớn trong vận động hằng ngày.

Viêm và thoái hóa làm tổn thương sụn như thế nào?

Thoái hóa khớp là một bệnh lý mạn tính của toàn bộ khớp, xảy ra khi quá trình phá hủy mô sụn diễn ra nhanh hơn khả năng sửa chữa tự nhiên. Tuổi tác, thừa cân, béo phì hoặc vận động quá mức đều có thể thúc đẩy tình trạng này.

Trong khi đó, viêm khớp dạng thấp là bệnh tự miễn, khi hệ miễn dịch tấn công các cấu trúc của khớp, bao gồm cả collagen tuýp 2.

Các phản ứng viêm làm tăng sản xuất các cytokine gây viêm như IL-1β và TNF-α. Những chất này kích thích cơ thể tạo ra các enzyme phân hủy collagen và proteoglycan, khiến mô sụn bị phá hủy ngày càng nhanh hơn. Đây chính là “vòng xoắn bệnh lý” khiến nhiều người bị đau nhức, cứng khớp và hạn chế vận động theo thời gian.

Hai xu hướng bổ sung collagen phổ biến hiện nay

Collagen không biến tính UC-II

UC-II là dạng collagen tuýp 2 giữ nguyên cấu trúc xoắn ba tự nhiên, thường được chiết xuất từ sụn ức gà bằng công nghệ nhiệt độ thấp.

Khác với collagen thông thường chỉ đóng vai trò cung cấp nguyên liệu, UC-II hoạt động thông qua cơ chế “dung nạp miễn dịch đường uống”. Khi đi vào đường tiêu hóa, UC-II tương tác với hệ miễn dịch tại ruột, kích hoạt các tế bào T điều hòa (Tregs), từ đó thúc đẩy sản xuất các cytokine chống viêm như IL-10 và TGF-β.

Nhờ cơ chế này, UC-II giúp hạn chế quá trình phá hủy sụn, hỗ trợ duy trì chức năng vận động và cải thiện độ linh hoạt của khớp. Một số nghiên cứu cho thấy liều dùng khoảng 40 mg mỗi ngày có thể mang lại lợi ích rõ rệt đối với tầm vận động và khả năng duỗi gối.

Collagen peptide (collagen thủy phân)

Collagen thủy phân là dạng collagen đã được cắt nhỏ thành các peptide hoạt tính sinh học, giúp cơ thể hấp thu dễ dàng hơn.

Những peptide này cung cấp các axit amin cần thiết cho quá trình tổng hợp collagen nội sinh, đồng thời kích thích nguyên bào sợi và tế bào sụn tạo ra chất nền mới cho mô liên kết.

Nhiều nghiên cứu cho thấy collagen peptide có thể hỗ trợ giảm đau khớp, cải thiện độ cứng khớp, tăng cường mật độ khoáng xương và thúc đẩy phục hồi sau vận động hoặc chấn thương.

Tập luyện và collagen: Sự kết hợp mang lại hiệu quả tối ưu

Sụn khớp cần vận động để duy trì sức khỏe. Các tác động cơ học phù hợp sẽ kích hoạt cơ chế truyền tín hiệu sinh học, giúp tế bào sụn tăng cường quá trình tái tạo chất nền ngoại bào.

Khi kết hợp bổ sung collagen với luyện tập thể dục, cơ thể có thể tăng hiệu quả tổng hợp collagen và phục hồi mô liên kết.

Một số chuyên gia khuyến nghị nên sử dụng collagen thủy phân khoảng 60 phút trước khi tập luyện để nồng độ axit amin trong máu đạt mức cao nhất đúng thời điểm cơ thể cần tái tạo mô. Liều khoảng 15 g collagen peptide mỗi ngày được ghi nhận mang lại hiệu quả tích cực đối với quá trình phục hồi và tổng hợp collagen.

Bên cạnh đó, vitamin C cũng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các sợi collagen bền vững, vì vậy cần đảm bảo chế độ ăn giàu vitamin C hoặc bổ sung phù hợp.

Collagen còn mang lại lợi ích cho làn da

Mặc dù collagen tuýp 2 chủ yếu tập trung ở sụn khớp, các nghiên cứu về collagen thủy phân, đặc biệt là collagen tuýp 1, cho thấy nhiều lợi ích đối với sức khỏe làn da.

Việc bổ sung collagen có thể giúp cải thiện độ đàn hồi, tăng độ ẩm, giảm nếp nhăn và hỗ trợ tăng mật độ collagen trong lớp hạ bì. Cơ chế này liên quan đến khả năng kích thích nguyên bào sợi sản xuất collagen, elastin và hyaluronic acid mới, góp phần làm chậm quá trình lão hóa da.

Kết luận

Collagen tuýp 2 là thành phần cốt lõi quyết định độ bền vững và chức năng của sụn khớp. Việc bảo vệ và duy trì cấu trúc collagen này có ý nghĩa quan trọng trong phòng ngừa và hỗ trợ các vấn đề về xương khớp.

Bổ sung đúng loại collagen, đặc biệt là UC-II hoặc collagen peptide, kết hợp với vận động hợp lý, chế độ dinh dưỡng đầy đủ vitamin C và duy trì cân nặng phù hợp có thể mang lại lợi ích toàn diện cho sức khỏe hệ vận động cũng như góp phần chăm sóc làn da khỏe mạnh, tươi trẻ.

Lương Trang

Tài liệu tham khảo

• Campos, L. D., Santos Junior, V. de A., Pimentel, J. D., Carregã, G. L. F., & Cazarin, C. B. B. (2023). Collagen supplementation in skin and orthopedic diseases: A review of the literature. Heliyon, 9(4), e14961.

• Fox, A. J. S., Bedi, A., & Rodeo, S. A. (2009). The basic science of articular cartilage: Structure, composition, and function. Sports Health, 1(6), 461–468.

• Khatri, M., Naughton, R. J., Clifford, T., Harper, L. D., & Corr, L. (2021). The effects of collagen peptide supplementation on body composition, collagen synthesis, and recovery from joint injury and exercise: a systematic review. Amino Acids, 53(10), 1493–1506.

• Lugo, J. P., Saiyed, Z. M., Lau, F. C., Molina, J. P. L., Pakdaman, M. N., Shamie, A. N., & Udani, J. K. (2013). Undenatured type II collagen (UC-II®) for joint support: a randomized, double-blind, placebo-controlled study in healthy volunteers. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 10(1), Article 48.

• Wu, Z., Korntner, S. H., Mullen, A. M., & Zeugolis, D. I. (2021). Collagen type II: From biosynthesis to advanced biomaterials for cartilage engineering. Biomaterials and Biosystems, 4, 100030.