Гиалуроновая кислота или гиалуронат, гиалуронан

Гиалуроновая кислота.

Гиалуроновая кислота или гиалуронат, гиалуронан
Гиалуроновая кислота (синонимы гиалуронат, гиалуронан) — несульфированный гликозаминогликан, входящий в состав соединительной, эпителиальной и нервной тканей.
Гиалуроновая кислота является одним из основных компонентов внеклеточного матрикса.

Гиалуроновая кислота содержится во многих биологических жидкостях (слюне, синовиальной жидкости и др.). Гиалуроновая кислота принимает значительное участие в пролиферации и миграции клеток, может быть вовлечена в процесс развития злокачественных опухолей.
Гиалуроновая кислота продуцируется некоторыми бактериями (напр. Streptococcus). В теле человека весом 70 кг в среднем содержится около 15 грамм гиалуроновой кислоты, треть из которой в этот момент преобразуется (расщепляется или синтезируется).

Гиалуроновая кислота компонент синовиальной жидкости
Гиалуроновая кислота является главным компонентом синовиальной жидкости, отвечающим за её вязкость. Наряду с лубрицином, гиалуроновая кислота — основной компонент биологической смазки.
Гиалуроновая кислота — важный компонет суставного хряща, в котором присутствует в виде оболочки каждой клетки (хондроцита). При связывании гиалуроновой кислоты с мономерами аггрекана в присутствии связующего белка, в хряще формируются крупные отрицательно заряженные агрегаты, поглощающие воду. Эти агрегаты отвечают за упругость хряща (устойчивость его к компрессии). Молекулярная масса (длина цепи) гиалуроновой кислоты в хряще уменьшается с возрастом организма, при этом общее её содержание увеличивается.

Гиалуроновая кислота в регенерации кожи человека
Также, гиалуроновая кислота входит в состав кожи, где участвует в регенерации ткани. При чрезмерном воздействии на кожу ультрафиолета, происходит её воспаление («солнечный ожог»), при этом в клетках дермы кожи прекращается синтез гиалуроновой кислоты и увеличивается скорость её распада.
Вследствие своего высокого содержания во внеклеточных матриксах, гиалуроновая кислота играет важную роль в гидродинамике тканей, процессах миграции и пролиферации клеток, а также участвует в ряде взаимодействий с поверхностными рецепторами клеток, в особенности со своим первичным рецептором CD44. Участие гиалуроновой кислоты в процессе развития опухолей может быть обусловлено именно её взаимодействием с CD44.
В то время как сама гиалуроновая кислота связывается с CD44, есть свидетельства того, что трансдукция воспалительного сигнала продуктов её деградации осуществляется через рецепторы макрофагов и дендритных клеток TLR2, TLR4 или через оба этих рецептора. TLR и гиалуроновая кислота принадлежат к системе врождённого иммунитета.

Структура гиалуроновой кислоты

Полимер - гиалуроновая кислота
Химическая структура гиалуроновой кислоты была установлена в 1950-х годах в лаборатории Карла Мейера (Karl Meyer). Гиалуроновая кислота представляет собой полимер, состоящий из остатков D-глюкуроновой кислоты и D-N-ацетилглюкозамина, соединённых поочерёдно 1,4- и 1,3-гликозидными связями. Молекула гиалуроновой кислоты может содержать до 25 000 дисахаридных звеньев. Природная гиалуроновая кислота имеет молекулярную массу от 5 000 до 20 000 000 Да. Средняя молекулярная масса полимера, содержащегося в синовиальной жидкости у человека составляет 3 140 000 Да.
Молекула гиалуроновой кислоты является энергетически стабильной в частности благодаря стереохимии составляющих её дисахаридов. Объёмные заместители пиранозного кольца находятся в стерически выгодных положениях, в то время как меньшие по размеру атомы водорода занимают менее выгодные аксиальные позиции.

Биосинтез гиалуроновой кислоты
Гиалуроновая кислота синтезируется классом встроенных мембранных белков, называющихся гиалуронат-синтетазами. В организмах позвоночных содержатся три типа гиалуронат-синтетаз: HAS1, HAS2 и HAS3. Эти ферменты удлинняют молекулу гиалуроновой кислоты, поочерёдно присоединяя к исходному полисахариду глюкуроновую кислоту и N-ацетилглюкозамин, при этом экструдируя («выдавливая») полимер через клеточную мембрану в межклеточное пространство.

Биодеградация гиалуроновой кислоты
Гиалуроновая кислота деградируется семейством ферментов, называемых гиалуронидазами. В организме человека существуют по меньшей мере семь типов гиалуронидазоподобных ферментов, некоторые из которых являются супрессорами опухолеобразования. Продукты разложения гиалуроновой кислоты (олигосахариды и крайне низкомолекулярные гиалуронаты) проявляют проангиогенные свойства. Кроме того, недавние исследования показали, что фрагменты гиалуроновой кислоты, в отличие от нативного высокомолеколекулярного полисахарида, способны индуцировать воспалительный ответ в макрофагах и дендритных клетках при повреждениях тканей и отторжении трансплантированной кожи.

Применение гиалуроновой кислоты

Применение гиалуроновой кислоты в медицине
Тот факт, что гиалуроновая кислота входит в состав многих тканей (кожа, хрящи, стекловидное тело), обуславливает её применение в лечении заболеваний, связанных с этими тканями (катаракта, остеоартрит и др.).

Прочее применение гиалуроновой кислоты
Гиалуроновая кислота используется в косметике, как составная часть средств ухода за кожей.

Происхождение названия гиалуроновой кислоты
Название «гиалуроновая кислота» этому веществу было дано в 1934 году К. Мейером (K. Meyer) и Дж. Палмером (J. W. Palmer), которые впервые выделили его из стекловидного тела глаза. Название происходит от греч. hyalos — стекловидный и уроновая кислота.
Сопряжённое основание для гиалуроновой кислоты носит название гиалуронат. Поскольку молекула в организме обычно существует в промежуточной полианионной форме, многие авторы считают более корректным использование термина гиалуронан.

Гиалуроновой кислота. И лечит, и украшает

Функции гиалуроновой кислоты
Гиалуроновая кислота очень широко распространена в природе. На земном шаре сложно найти животное, лишенное гиалуроновой кислоты. В организме млекопитающих она содержится в коже и стекловидном теле глаза, суставной жидкости и пуповине.
Функций у гиалуроновой кислоты масса. Например, она участвует в процессах миграции клеток и их дифференцировке.

Гиалуроновая кислота в косметологии
Однако в косметологии основное применение нашла другая функция гиалироновой кислоты - ее способность поддерживать нормальный водный баланс в тканях. Именно поэтому гиалуроновая кислота входит в состав многих современных косметических средств в качестве увлажняющего компонента.

Возможности гиалуроновой кислоты
Способность гиалуроновой кислоты связывать молекулы воды просто поражает. Уже ее 1% раствор обладает заметной вязкостью. Если же концентрация гиалуроновой кислоты достигает 2%, то жидкость превращается в гель. Такие необычные свойства растворов гиалуроновой кислоты имеют достаточно простое объяснение. По своей химической природе гиалуроновая кислота является разветвленным полисахаридом, состоящим из N-ацетил-D-глюкозамина и глюкуроновой кислоты и способным образовывать в воде структуру, напоминающую собой сетку и являющуюся своеобразной молекулярной губкой.
В организме человека гиалуроновая кислота локализована в основном в кожных покровах. В клетках рогового слоя кожи она находится в корнеоцитах, а в соединительной ткани дермы – между волокнами коллагена и эластина.

Гиалуроновая кислота – чудесное изобретение эволюции.

Содержание воды в дермальном слое кожи
В организме человека содержится изрядное количество воды. Примерно от 15-18% (в зависимости от возраста и генетических особенностей организма) всей воды находится в дермальном слое кожи. В поверхностном роговом слое кожи вода также присутствует, но по сравнению с дермой, в котором количество воды составляет около 70%, в значительно меньшем объеме.

Содержание воды в роговом слое кожи
Всю воду рогового слоя кожи можно разделить на три части:
• первичная, или связанная вода (до 5% сухого веса);
• вторичная, или слабо связанная вода (до 30% сухого веса);
• свободная вода.
Количество свободной воды определяется влажностью воздуха и присутствием в роговом слое кожи гигроскопических веществ, способных удерживать молекулы воды.

Нормальный водный баланс кожи
Для того, чтобы кожа была способна эффективно функционировать и имела здоровый внешний вид, в ней должен поддерживаться нормальный водный баланс. В случае чрезмерной гидратации кожи, она начинает набухать и сморщиваться. Это явление носит название гипергидратация и встречается относительно редко, обычно после длительного купания. Намного чаще коже человека приходится сталкиваться с проблемой недостаточного увлажнения. Так как проблема дегидратации кожи возникла сразу после того, как наши далекие предки покинули воды мирового океана и вышли на сушу, то за миллиарды лет эволюции природа создала эффективные системы, сберегающие драгоценную влагу.

Гиалуроновая кислота обеспечивает нормальную гидратацию

Способность гиалуроновой кислоты связывать воду
Одним из самых важных компонентов кожи, способных обеспечивать ее нормальную гидратацию, является гиалуроновая кислота.
В дерму кожи вода проникает при помощи диффузии через стенки кровеносных сосудов, а затем испаряется с поверхности рогового слоя кожи. Оба процесса носят пассивный характер. Для того, чтобы потеря воды дермой и эпидермисом кожи не была слишком большой, нужна гиалуроновая кислота. Способность связывать воду у гиалуроновой кислоты такова, что общая масса удерживаемых ей молекул воды может превышать ее собственный вес более, чем в 1000 раз.

Роговой слой кожи в водном балансе
В процессе поддержания нормального водного баланса кожи роговой слой играет двоякую роль. Во-первых, он чисто механически препятствует чрезмерному испарению воды. Во-вторых, благодаря наличию в корнеоцитах гигроскопических молекул мочевины и гиалуроновой кислоты, носящих название натурального увлажняющего фактора (natural moisturizing factor - NMF), роговой слой кожи способен адсорбировать воду из атмосферы.
Со временем нормальный водный баланс кожи может нарушаться. Причин тому несколько. Например, ухудшается кровоснабжение кожи. Но самое главное процессы разрушения гиалуроновой кислоты начинают преобладать над процессами ее биосинтеза. В результате системы кожи, призванные сберегать воду, перестают справляться со своими функциями.

Гиалуроновая кислота как основной увлажняющий компонент косметических продуктов.

Cовместимость гиалуроновой кислоты с кожей
Гиалуроновая кислота является обязательным компонентом многих современных косметических средств. Косметологи любят называть ее самым «приятным» ингредиентом, так как она имеет мягкую консистенцию, а благодаря своей прекрасной совместимости с кожей, никогда не вызывает какого-либо раздражения или аллергической реакции.

Как выглядит гиалуроновая кислота
Гиалуроновая кислота представляет собой растворимый в воде порошок белого цвета. Бесцветный 1%-ый раствор гиалуроновой кислоты обладает уже свойствами геля. Именно этот гель и входит в состав косметических препаратов. Так же в косметологии часто применяют натриевую и калиевую соли гиалуроновой кислоты, очень сходные с ней по своим свойствам.

Недостаток гиалуроновой кислоты в дермальном слое кожи
К сожалению, все современные косметические препараты не способны проникать глубоко в эпидермис и дерму кожи, а потому оказывают свое лечебное действие только на роговой слой кожи. Однако даже такое поверхностное использование гиалуроновой кислоты позволяет существенно увлажнить кожу, которая начинает выглядеть более здоровой и молодой. Если же представить себе, что были бы изобретены косметические препараты, ликвидирующие недостаток гиалуроновой кислоты в дермальном слое кожи, то проблема поддержания нормальной гидратации кожи была бы полностью лишена даже при условии ее плохого кровоснабжения.

Благотворное воздействие на кожу гиалуроновой кислоты
Благотворное воздействие на кожу, которое оказывает поверхностное применение гиалуроновой кислоты, объясняется образованием пленки, способной активно адсорбировать молекулы воды из атмосферы. В результате такой адсорбции количество свободной воды в роговом слое кожи существенно увеличивается, а ее испарение снижается. Уменьшение испарения объясняется увеличением относительной влажности окружающего кожу воздуха, создаваемым защитной пленкой. А именно относительная влажностью окружающей среды и является тем фактором, который регулирует интенсивность испарения. Чем выше влажность, тем ниже испарение. Особенно полезна гиалуроновая кислота оказывается в условиях чрезмерного воздействия ультрафиолетового излучения и негативного влияния различных поверхностно активных веществ и неблагоприятных факторов внешней среды.

Гиалуроновая кислота отличный увлажнитель кожи

Преимущества гиалуроновой кислоты
Гиалуроновая кислота является самым популярным увлажнителем, используемым в косметологии, так как обладает целым рядом преимуществ.
1. Гигроскопичность гиалуроновой кислоты намного выше, чем у других косметических увлажнителей (глицерина и сорбитола).
2. Гиалуроновая кислота проявляет так называемым «эффект памперса», суть которого заключается в том, что молекулы воды находятся внутри геля и не испаряются даже в очень сухой атмосфере.
Этот эффект позволяет широко использовать гиалуроновую кислоту в медицине для лечения ран. Дело в том, что только постоянное поддержание раны во влажном состоянии позволяет ей затягиваться без рубца. Гиалуроновая кислота (иногда в качестве дополнительного компонента исползуют хитозан), создает стерильную и влажную пленку, под которой формируется идеальная для передвижения клеток среда, и рана быстро затягивается.

Гиалуроновая кислота при заживлении ран
Кроме того, благотворное воздействия гиалуроновой кислоты на процессы заживления ран объясняется ее стимулирующим воздействием на миграцию эпидермальных клеток в районе раны и ингибированием биосинтеза коллагена. Именно значительное количество гиалуроновой кислоты является причиной отсутствия рубца при заживлении ран у плода.

Гиалуроновая кислота в солнцезащитных кремах
Выше уже было сказано, что применение гиалуроновой кислоты особенно показано при воздействии солнечного облучения. Сегодня гиалуроновая кислота является популярным компонентом солнцезащитных кремов, а так же дневной и декоративной косметики. Основной функцией всей этой косметической продукции является временное прикрытие рогового слоя кожи, особенно если он уже был поврежден ранее.

Действие гиалуроновой кислоты

Состав косметических средств
В состав современных косметических средств помимо гиалуроновой кислоты входят и другие биологически активные компоненты. Однако именно гиалуроновая кислота, создавая на поверхности кожи пленку, позволяет всем этим веществам удерживаться на коже достаточно долгое время и увеличивает вероятность их проникновения в эпидермис кожи.

Концентрации гиалуроновой кислоты
Очень ценным с коммерческой точки зрения свойством гиалуроновой кислоты является ее способность проявлять свои свойства уже при концентрации от 0,01 до 0,1%. Таким образом, могут быть разработаны современные косметические препараты, устраивающие по фактору цены, как их производителей, так и потенциальных потребителей.

Перечень косметических средств содержащих гиалуроновую кислоту
Сегодня далеко не полный перечень современных косметических препаратов, для производства которых применяется гиалуроновая кислота, включает в себя губную помаду и бальзамы для губ, солнцезащитные косметические средства, увлажняющие крема и медицинские препараты для заживления ран.

Получение гиалуроновой кислоты для косметической промышленности.
В 1934 году гиалуроновая кислота была обнаружена в стекловидном теле коровьего глаза двумя исследователями – Мейером и Палмером. Практически сразу стало ясно, что она обладает совершенно уникальными свойствами, которые просто не могли ни заинтересовать производителей косметических препаратов.

История гиалуроновой кислоты
История гиалуроновой кислоты как сырья для косметической промышленности – это история разработки методов ее выделения и очистки. Для того чтобы гиалуроновая кислота могла эффективно формировать полимерную сеть, необходимую для образования защитной пленки, она должна иметь как можно более длинную молекулярную цепочку и быть максимально однородной по своему составу. В зависимости от метода получения гиалуроновой кислоты, ее молекулярная масса может составлять от 70 до 4000 кДа.

Методы получения гиалуроновой кислоты

Гиалуроновая кислота на пшеничном субстрате
До недавнего времени гиалуроновую кислоту получали в основном из петушиных гребней, человеческих пуповин и глаз крупного рогатого скота. Этапы получения, выделения и очистки гиалуроновой кислоты включали ферментативное расщепление соединительной ткани с последующим удалением белковых и липидных составляющих. Далее шли еще несколько этапов очистки, осаждения, и, наконец, высушивание.
Сейчас гиалуроновую кислоту получают, как правило, более выгодным с экономической точки зрения биотехнологическим путем. В нашем производстве мы используем клетки бактериального штамма Streptococcus zooepidermicus, выращенные на пшеничном субстрате.

Биотехнологический метод получения гиалуроновой кислоты
Процесс получения гиалуроновой кислоты биотехнологическим путем (технология AMI) включает следующие этапы:
• строго контролируемый биосинтез гиалуроновой кислоты бактериальными клетками;
• выделение наработанной гиалуроновой кислоты из бактерий и ее дальнейшая очистка;
• осаждение и высушивание.
Все процессы биотехнологического получения гиалуроновой кислоты проходят в условиях постоянного бактериологического и реологического контроля, гарантирующего высокое качество получаемого продукта с заранее заданным молекулярным весом.

Гиалуроновая кислота. Выводы.

Гиалуроновая кислота необходима коже человека
Гиалуроновая кислота необходима для поддержания нормального водного баланса в коже человека. С течением времени количество гиалуроновой кислоты в коже заметно снижается, что связано не только с возрастным уменьшением ее биосинтеза, но с постоянным влиянием на организм человека неблагоприятной экологической обстановки и ультрафиолетового излучения.

Популярность гиалуроновой кислоты
Огромная популярность гиалуроновой кислоты как компонента различных косметических препаратов связана с ее способностью формировать на поверхности кожи защитную пленку, которая не только поддерживает нормальный уровень гидратации кожи, но и позволяет кожным покровам свободно дышать.

Характеристики гиалуроновой кислоты
Важной характеристикой гиалуроновой кислоты является ее молекулярный вес, так как именно от него зависит то, насколько эффективно будет формирование на поверхности кожи защитной пленки. Сегодня гиалуроновую кислоту получают биотехнологическим путем с заданным молекулярным весом в 1000 кДа. Такая гиалуроновая кислота уже при концентрациях в 0,01% (для сухого порошка) и в 1-5% (для 1% раствора) обеспечивает превосходный увлажняющий эффект.

Гиалуроновая кислота естественный компонент кожи
Так как гиалуроновая кислота является естественным компонентом кожи, ее использование не вызывает раздражения и появления аллергических реакций. После применения косметических средств на основе гиалуроновой кислоты внешний вид кожи заметно улучшается, она становится более нежной и мягкой. Сегодня гиалуроновая кислота стала незаменимым ингредиентом высококачественных увлажняющих препаратов и декоративной косметики.
Кроме того, гиалуроновая кислота нашла широкое применение в медицине. Она входит в состав многих лекарственыых препаратов, обеспечивающих быстрое заживление ран и ожогов, гиалуроновая кислота так же используется в офтальмологии.

igor :: 03.Апр.2019 :: Косметика ВитаЛайн :: 1 комментарий »

Vitaline N.N.

Не медицинское лечение