≡×МЕНЮ

• Здоров'я
• Вагітність
• Діти
• Відносини
• Пологи

Утворення гіалуронової кислоти. Гіалуронова кислота: властивості, види, препарати, процедури

У цьому історичному огляді, присвяченому гіалуронової кислоти, ми постаралися привернути увагу відвідувача вебсайту до найважливіших відкриттів та досліджень, на яких будувалися всі подальші роботи в галузі вивчення цього унікального полісахариду. Вибір даних та джерел для огляду є цілком суб'єктивним.

ВСТУП

Зараз жодних принципово нових даних про гіалуронову кислоту не існує, тому ми вирішили зробити темою цієї невеликої статті «Гіалуронова кислота – історія». При існуючому нині темпі руху наукової думки далеко ще не кожна людина має достатньо часу у тому, щоб озирнутися і переглянути дані літератури, у якій описані ключові відкриття області гіалуронової кислоти Тому ми постаралися коротко викласти існуючі результати. Вибір джерел і даних ґрунтується лише на наших знаннях та думці, тому може розходитися з поглядами інших людей.

ЯК ВСЕ ПОЧИНАЛОСЯ

Угорський учений Bandi Balazs емігрував з Угорщини у 1947 році. Приїхавши до Швеції, він почала працювати у Стокгольмі над проблемою біологічної ролі позаклітинних полісахаридів, причому особливо багато уваги він приділяв саме гіалуронату.

У роки культуральна робота з клітинами виглядала зовсім інакше. До появи антибіотиків всі маніпуляції виконувались у строго стерильних умовах близьких до умов операційної. Клітини вирощували на підвішених згустках фібрину. Фібробласти виділялися із подрібнених курячих сердець, шматочки яких клалися на фібринові згустки, а швидкість зростання культури визначалася за зміною площі колонії, яка вказувала на швидкість та відстань міграції клітин.

Одним із перших відкриттів було виділення з тканини пуповини. гіалуронатудля того, щоб потім вводити його у культуру фібробластів.

Гіалуронатвиділявся з пуповинної крові та преципітувався у спирті. Потім його очищали від білків шляхом струшування екстракту суміші хлороформу і ізоамілового спирту (за методом Sewag). Була спроба розробити метод стерилізації в'язкого розчину гіалуронату. Його не можна було піддавати фільтрації, тому зрештою вчені дійшли використання автоклавування.

На початку роботи було зроблено три дуже важливі спостереження, які заклали основу для подальших досліджень.

По-перше, вдалося виділити гіалуронат з тканини пуповини, причому за різних іонних умов було отримано матеріал з різним ступенем в'язкості. Найвища в'язкість була у розчину, виготовленого на дистильованій воді. Вчені припустили, що в'язкість розчину гіалуронату може коливатися в залежності від значення рН та іонної сили розчинника. Зараз це вже знає кожен, проте на той момент цей феномен був описаний Raymond Fuoss лише для синтетичних розчинів поліелектролітів. У журналі "Journal of Polymer Chemistry" була опублікована стаття "The viscosity function of hyaluronic acid as a polyelectrolyte" (Показник в'язкості гіалуронової кислоти як поліелектроліту). З цього моменту вчені зайнялися дослідженнями фізичних і хімічних властивостейгіалуронату.

По-друге, при спробі простерилізувати гіалуронат за допомогою УФ-випромінювання він повністю втратив в'язкість у розчині. Надалі було показано, що при впливі потоку електронів гіалуронат також повністю деградується. Зараз уже можна сказати, що те спостереження було одним із перших описів вільнорадикального розщеплення гіалуронату.

По-третє, досліджувалися й біологічні ефекти гіалуронатуі ряду сульфатованих полісахаридів - гепарину, гепарансульфату (який у ті роки називався «гепарин-односерной кислотою») та синтетично сульфатованого гіалуронату. Вчені порівняли їх вплив на зростання культури клітин, антикоагулянтну активність та антигіалуронідазну активність. Головним завданням було з'ясувати, чи дійсно гепарин є сульфатованим гіалуронатом, як це стверджувалося в роботах Asboe-Hansen, однак було зроблено висновок, що це твердження було помилковим.

Гіалуронат, на відміну від сульфатованих полісахаридів, прискорював ріст клітин і це, мабуть, був одним із перших описів взаємодії гіалуронату з живими клітинами – сьогодні ми знаємо, що ця взаємодія опосередкована клітинним рецептором. Цікаво, що це було також одним із перших досліджень, присвячених вивченню біологічної активності гепарансульфату.

Всі вищесказані дослідження були виконані в короткий проміжок часу, починаючи з вересня 1949 року по грудень 1950 року, тобто зайняли лише трохи більше 1 року.

ВІДКРИТТЯ ГІАЛУРОНАТА І ГІАЛУРОНІДАЗИ

Karl Meyer відкрив гіалуронат 1934 року під час роботи в очній клініці в Університеті штату Колумбія. Він виділив це з'єднання зі склоподібного тіла ока корови в кислих умовах і назвав його гіалуроновою кислотою від грецького hyalos - склоподібної та уронової кислоти, яка входила до складу цього полімеру. Відразу слід сказати, що до цього були виділені й інші полісахариди (хондроїтинсульфат та гепарин). Більш того, ще в 1918 році Levene and Lopez-Suarez виділили зі склоподібного тіла та пуповинної крові полісахарид, що складався з глюкозаміну, глюкуронової кислоти і не великої кількостісульфат-іонів. Тоді його назвали мукоітин-сірчаною кислотою, проте в даний час він більш відомий як гіаулуронат, який у їхній роботі був виділений з невеликою домішкою сульфату.

Протягом наступних десяти років Karl Meyer та ще цілий ряд авторів виділили гіалуронат із різних тканин. Так, наприклад, він був виявлений у суглобовій рідині, пуповині та тканині півнячого гребеня. Найцікавішим було те, що в 1937 році Kendall вдалося виділити гіалуронат із капсул стрептококів. Надалі практично з усіх тканин організму хребетних виділено гіалуронат.

Ще до відкриття гіалуронату Duran-Reynals виявив у насінниках якийсь біологічно активний фактор. Надалі його стали називати «поширюваний фактор». Схожу дію мали отрута бджіл і медичних п'явок. При його введенні підшкірно суміші з тушшю відзначалося дуже швидке поширення чорного фарбування. Цим фактором виявився фермент, що руйнує гіалуронати, який надалі назвали гіалуронідазою. Навіть у крові ссавців є певна кількість гіалуронідаз, але їх активація відбувається тільки при кислотних значеннях рН.

ВИДІЛЕННЯ ГІАЛУРОНАТУ

Найперший метод виділення гіалуронату був стандартним протоколом для виділення полісахаридів, тобто методом Sewag або за допомогою протеаз з екстракту видалявся весь білок. Потім полімер преципітувався на фракції додаванням етилового спирту.

Великим кроком уперед став поділ різнозаряджених полісахаридів, який розробив John Scott при дослідженні методів преципітації з катіонним детергентом (ЦПХ, цетилпіридинхлоридом), у якому змінювалася концентрація солей. Гіалуронатз високою ефективністю відокремлювався від сульфатованих полісахаридів. Цим методом також можна було користуватися і для фракціонування молекулярною масою. За своєю суттю схожі результати можуть бути отримані при використанні методу іонно-обмінної хроматографії.

СТРУКТУРА ТА КОНФОРМАЦІЯ ГІАЛУРОНАТУ

Хімічна структура полісахаридної молекули була розшифрована Karl Meyer та його колегами у 1950-ті. Зараз всі знають, що гіалуронат є довгою полімерною молекулою, що складається з дисахаридних ланок, компонентами яких є N-ацетил-D-глюкозамін і D-глюкуронова кислота, пов'язані між собою В1-4 і В1-3 зв'язками. Karl Meyer не скористався стандартним методом для дослідження структури інтактного полісахариду. Натомість він проводив гіалуронідазнарозщеплення полісахариду, отримавши суміш дисахаридів та олігосахаридів, яку йому вдалося повністю охарактеризувати. На підставі отриманих ним результатів він зробив свій висновок про можливу структуру вихідної полімерної молекули.

Конформаційний аналіз «волокон», що складаються з гіалуронату, був вперше зроблений з використанням методу рентгенівської кірсталографії. На конференції у м. Турку 1972 року точилися гарячі суперечки між групами фахівців у тому, має гіалуронат спіральну структуру чи ні. Очевидно, що гіалуронат може формувати спіралі різної структури залежно від іонного складу розчинника та частки води у ньому. У 70-ті і 80-ті роки в літературі з'являлися різні версії структури гіалуронату.

Проривом у цій галузі стала робота John Scott. Спираючись на те, що гіалуронат має малу реакційну здатність при пероксидазному окисленні у водному розчині, він зробив висновок про те, що у воді він приймає конформацію з внутрішньоланцюжковими водневими зв'язками. Надалі його гіпотеза знайшла своє підтвердження при ЯМР-аналізі, а 1927 року Atkins із співавторами охарактеризували конформацію як подвійну спіральну.

ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

П'ятдесят років тому не була відома хімічна структура гіалуронату та його макромолеуклярні властивості - маса, гомогенність, форма молекули, ступінь гідратованості та взаємодії з іншими молекулами. В останні 20 років це стало об'єктом уваги A. G. Ogston та його співробітників в Оксфорді, доктора Balazs з колегами в Бостоні, Torvard З Laurent, що працює в Стокгольмі, та ще кількох лабораторій.

Основною проблемою було виділення гіалуронату, очищеного від білків та інших компонентів, яке необхідно проводити перед будь-якими фізичними методами дослідження. Завжди є ризик деградації полімерної структури у процесі очищення. Ogston використовував техніку ультрафільтрації, припустивши, що вільні білки подолають фільтр, а білки, пов'язані з гіауронатом, буде затримано фільтром. Об'єктом дослідження став комплекс із вмістом білка рівним 30%. Інші автори намагалися використовувати різноманітні методи фізичного, хімічного та ферментативного очищення, які дозволяли знижувати вміст білка до кількох відсотків. У той же час, результати фізико-хімічного аналізу дали більш повний опис молекули. гіалуронату. Її молекулярна вага близька до кількох мільйонів, хоча розкид між зразками був досить високий. Розсіювання світла показало, що молекула поводиться як випадковим чином скручений, досить щільно упакований ланцюг з радіусом вигину близько 200 нм. Упакованість і малорухливість ланцюга пов'язана з наявністю внутрішньоланцюжкових водневих зв'язків, про які вже говорилося вище. Випадково скручена структура повністю відповідає отриманому співвідношенню в'язкості та молекулярної маси речовини. Ogston і Stanier використовували методи седиментації, дифузії, поділу залежно від градієнта швидкості зсуву та в'язкості, а також метод подвійного заломлення, які показали, що молекула гіалуронату має форму високо гідратованої сфери, що цілком відповідає відомим властивостям молекул із упаковкою у вигляді випадково скрученої спіралі.

АНАЛІТИЧНІ МЕТОДИКИ

Єдино можливим шляхом кількісного дослідження гіалуронової кислоти було виділення полісахариду в чистому виглядіта вимірювання вмісту в ньому уронової кислоти та/або N-ацетилглюкозаміну. Методами вибору в даному випадку були карбазольні методи Діше для оцінки вмісту уронової кислоти та реакція Ельсона-Моргана на рівень гексозаміну.

У разі важко переоцінити важливість використання карбазольного методу. Під час аналізу гіалуронату іноді доводилося використовувати міліграми речовини.

Наступним кроком стало відкриття специфічних ферментів. Гіалуронідаза грибів Streptomycesдіяла лише на гіалуронат, утворювалися ненасичені гекса- і тетрасахариды. При аналізі змісту гіалуронатуможна було використовувати цю властивість грибів, особливо за наявності серед інших полісахаридів і домішок, а ненасичена форма гіалуронової кислоти може використовуватися зниження ліміту виявлення продукту. Ферментативний метод значно підвищив чутливість виявлення гіалуронату, довівши до рівня мікрограмів.

Останнім етапом стало використання афінних білків, що специфічно зв'язуються з гіалуронатом. Tengblad використовував гіалуронат-зв'язуючі білки з хрящів, а Delpech надалі використовував гіалуронектин, виділений з головного мозку. Ці білки можуть використовуватись при аналізі за аналогією з імунологічними методами, а після розробки цього методу точність кількісного визначення гіалуронатузросла до рівня нанограмів, що дозволило визначати зміст гіалуронатуу зразках тканин та фізіологічних рідинах. Метод Tengblad став основою більшої частини робіт Uppsala, виконаних пізніше.

ВІЗУАЛІЗАЦІЯ ГІАЛУРОНАТУ

Виявлення гіалуронату у зрізах тканин тісно пов'язане з аналізом полімерів у тканинній рідині. З самого початку використовувалися методи неспецифічного фарбування зі стандартними барвниками. John Scott вдалося підвищити специфічність за таким же принципом, яким він керувався при розробці методу фракціонування аніонних полісахаридів у детергентах. Він забарвлював їх барвником алціановий синій у різних іонних концентраціях, при цьому йому вдалося досягти помітного фарбування різних полісахаридів. Надалі він перейшов використання купромеронового синього.

У той же час гіалуронат можна добре виявляти на зрізах тканини за допомогою білків, що специфічно зв'язуються з ним. Перші повідомлення про такий метод були опубліковані в 1985 році. Цей метод використовувався з великим успіхом і завдяки йому були отримані цінні дані про розподіл вмісту гіалуронату в різних органах і тканинах.

Гіалуронаттакож може бути знайдений при електронній мікроскопії. На перших зображеннях, які були опубліковані Jerome Gross, на жаль, не вдалося побачити будь-яких тонких деталей структури. Першою роботою, що добре пояснювала результати, можна вважати статтю Fessler і Fessler. У ній було зазначено, що гіалуронат має протяжну одноланцюжкову структуру.

Потім Robert Fraser описав ще один витончений метод візуалізації навколоклітинно розташованого гіалуронату. Він додавав суспензію частинок гіалуронату до культури фібробластів. Частинки були виявлені в товстому шарі, що оточує культуру фібробластів. Таким чином, було показано, що в навколоклітинному просторі є гіалуронат, що піддається розщепленню під дією гіалуронідази.

ЕЛАСТИЧНІСТЬ І РЕОЛОГІЯ

Виходячи з розмірів однієї з найбільших молекул гіалуронату, Неважко припустити, що з концентрації близько 1 г/л вони майже повністю насичують розчин. При високих концентраціях молекули переплутуються, а розчин являє собою мережу з ланцюгів гіалуронату. Точка полімеризації визначається досить легко - це момент насичення розчину, після якого його в'язкість різко збільшується зі збільшенням концентрації. Ще однією властивістю розчину, яке залежить від його концентрації, є швидкість зсуву в'язкості. Це явище описали Ogston та Stanier. Еластичні властивості розчину змінюються у міру наростання концентрації та молекулярної маси полімерів. Плинність чистого гіалуронатубула вперше визначена Jensen та Koefoed, і більш докладний аналіз в'язкості та еластичності розчину був виконаний Gibbs et al.

Чи є така цікава поведінка розчину наслідком суто механічного переплетення ланцюжків полімерів або вона пов'язана з їхньою хімічною взаємодією? У ранніх роботах, опублікованих Ogston, було обговорено можливі взаємодії, опосередковані через білки. Welsh із співавторами отримав вказівки на існування взаємодій ланцюжків між собою. Це було досягнуто шляхом додавання коротких ланцюжків гіалуронату (60 дисахаридів) до розчину, що викликало зменшення його еластичності та в'язкості. Очевидно, що при цьому відбувалася конкурентна взаємодія коротких та довгих кіл. У пізніших роботах John Scott було показано, що конформація гіалуронату з наявністю гідрофобних зв'язків між ланцюжками добре відповідала схильності гіалуронату до формування спіралей з рядом молекул, які стабілізувалися гідрофобними зв'язками. Таким чином, найбільш ймовірним є міжланцюгова взаємодія, яка багато в чому визначає реологічні властивості. гіалуронату.

ФІЗІОЛОГІЧНА РОЛЬ ГІАЛУРОНОВИХ ПОЛІМЕРІВ

Відкриття переплетення ланцюжків гіалуронатупри наростанні концентрації, що може відбуватися в тканинах, стало основою припущення, що гіалуронат може бути задіяний у багатьох фізіологічних процесах за рахунок створення великої тривимірної мережі ланцюжків. Обговорювалися найрізноманітніші властивості таких мереж.

В'язкість.Дуже висока в'язкість концентрованих розчинів гіалуронату, а також залежність зсуву від в'язкості можуть бути використані для суглобового мастила. Гіалуронат завжди присутній у всіх просторах, що розділяють рухливі елементи організму – у суглобах та між м'язами.

Осмотичний тиск.Осмотичний тиск розчинів гіалуронатузначною мірою залежить від їхньої концентрації. При високих концентраціях колоїдно-осмотичний тиск такого розчину виявляється вищим, ніж у розчинів альбумінів. Ця властивість може бути використана у тканинах для підтримки гомеостазу.

Опір потоку. Щільна мережа ланцюжків є досить гарною перешкодою струму рідини. Гіалуронатдійсно може формувати перешкоди для струму рідини у тканинах, що вперше було показано Day.

Винятковий обсяг.Тривимірна мережа ланцюжків витісняє з розчину решту макромолекул. Доступний обсяг може бути виміряний у досвіді діалізного зрівнювання розчину гіалуронату та буферного розчину, при цьому виявилося, що отриманий ефект збігся з розрахунковими за даними теоретичних досліджень, проведених Ogston. Ефект виключення обговорювався у зв'язку з поділом білка, що міститься в судинному руслі та позаклітинному просторі, проте він також розглядався як механізм накопичення фізіологічних і патологічних молекул у сполучній тканині. Виняток полімерів знижує розчинність багатьох білків.

Дифузійний бар'єр.Рух макромолекул через розчин гіалуронатуможе бути виміряно при седиментаційному та дифузійному аналізі. Чим більша молекула тим нижчою буде швидкість її руху. Цей ефект пов'язували з формуванням у тканинах дифузійних бар'єрів. Наприклад, навколоклітинний шар гіалуронату може захищати клітини від впливу макромолекул, що виділяються іншими клітинами.

ГІАЛУРОН-ЗВ'ЯЗУЮЧІ БІЛКИ (ГІАЛАДГЕРИНИ)

Протеоглікани.До 1972 вважалося, що гіалуронат є інертним з'єднанням і не взаємодіє з іншими макромолекулами. У 1972 році Hardingham і Muir показали, що гіалуронатможе зв'язуватися з протеогліканами хрящової тканини. Дослідження Hascall та Heinegard показали, що гіалуронат може специфічно зв'язуватися з N-кінцевим доменом глобулярної частини протеогліканів та сполучних білків. Даний зв'язок є досить міцним і на один ланцюг гіалуронату можуть сідати кілька протеогліканів, в результаті чого в хрящі та інших тканинах формуються великі агрегації молекул.

Рецептори гіалуронату.У 1972 Pessac і Defendi і Wasteson із співавторами показали, що суспензії деяких клітин починають агрегувати при додаванні гіалуронату. Це було першим повідомленням, яке вказувало на специфічне зв'язування гіалуронатуз поверхнею клітин. У 1979 році Underhill і Toole показали, що гіалуронатдійсно зв'язується клітинами, а в 1985 році був виділений рецептор, що відповідає за це взаємодія. У 1989 році відразу 2 групи авторів опублікували роботи, в яких було показано, що рецептор хоумінгу лімфоцитів CD44 має здатність зв'язуватися з гіалуронатом у хрящовій тканині. Незабаром було показано, що рецептор, виділений Underhill і Toole, був повністю ідентичний CD44. Ще одним гіалуронат-зв'язуючим білком, виділеним пізніше з супернатанту культури клітин 3T3 в 1982 Turley з співавторами виявився РГРП (рецептор гіалуронату, опосередковує рухливість). Після цих робіт було відкрито ще цілу низку гіаладгеринів.

РОЛЬ ГІАЛУРОНАТУ У КЛІТЦІ

Аж до відкриття гіаладгеринів вважалося, що гіалуронат впливає на клітини лише за рахунок фізичних взаємодій. Дані про те, що гіалуронат може відігравати роль у біологічних процесах, були поодинокими і, здебільшого, були побудовані на відсутності або наявності гіалуронату при різних біологічних процесах. Багато спекуляцій того часу були побудовані на методах неспецифічного гістологічного фарбування.

На початку 1970-х у Бостоні було здійснено дуже цікаве дослідження. Bryan Toole і Jerome Gross показали, що під час регенерації кінцівки у пуголовків гіалуронатсинтезується на самому початку, а потім його кількість зменшується під дією гіалуронідази, при цьому відбувається заміщення гіалуронату хондроїтинсульфатом. Так само розвиваються події і при формуванні рогівки у курчати. Toole вказав, що накопичення гіалуронату збігається з періодами міграції клітин у тканині. Як уже було сказано вище, Toole також провів перші дослідження мембранно-пов'язаних гіаладгеринів, а з відкриттям рецепторів гіалуронату у нас є все більше підстав вважати, що гіалуронатграє роль регуляції клітинної активності, наприклад, під час руху клітин. В останні 10 років можна спостерігати сплеск числа публікацій, присвячених ролі гіалуронату у міграції клітин, мітозі, запаленні, пухлинному рості, ангіогенезі, заплідненні тощо.

БІОСИНТЕЗ ГІАЛУРОНАТУ

Дослідження біосинтезу гіалуронату можна умовно поділити на 3 фази. Першим автором і найвидатнішим вченим у першу фазу був Albert Dorfman. Він та його колеги ще на початку 50-х описали джерело моносахаридів, які вбудовувалися у гіалуронові ланцюжки стрептококів. У 1955 році Glaser і Brown вперше показали можливість синтезу гіалуронату окремою синтетичною системою поза клітиною. Вони використовували фермент, виділений із клітин курячої саркоми Rous і вводили до складу гіалуронових олігосахаридів мічену ізотопом 14С УТФ-глюкуронову кислоту. Група Dorfman також виділила молекули-попередники УТФ-глюкуронової кислоти та УТФ-N-ацетилглюкозаміну з екстракту стрептококів, а також синтезувала гіалуронат, користуючись при цьому ферментативною фракцією, виділеною зі стрептококів.

У другій фазі стало зрозуміло, що гіалуронат повинен синтезуватися шляхом, відмінному від глікозаміногліканів. Синтез гіалуронату на відміну від сульфатованих полісахаридів не вимагає активного синтезу білка. Відповідальна за це синтаза розташована в мембрані протопласту бактерій та плазматичній мембрані еукаріотичних клітин, але не в апараті Гольджі. Синтетичний апарат, ймовірно, розташований на внутрішній стороні мембрани, так як він виявився нечутливим до дії позаклітинних протеаз. Крім того, гіалуронова ланцюжок пронизує мембрану, так як вплив на клітини гіалуронідази посилювало продукцію гіалуронату. У 80-ті роки було зроблено кілька безуспішних спроб виділити синтазу з еукаріотичних клітин.

На початку 90-х було показано, що гіалуронат-синтаза є фактором вірулентності стрептококів групи А. Взявши ці дані за основу, дві групи авторів змогли визначити ген та локус, який відповідає за синтез гіалуронової капсули. Незабаром вдалося клонувати ген цієї синтази і повністю його просеквенувати. Гомологічні білки, виділені в Останніми рокамиу всіх хребетних, дали цінну інформацію про її будову. Важливою областю дослідження може бути вивчення механізмів регуляції активності цієї синтази.

МЕТАБОЛІЗМ І ДЕГРАДАЦІЯ ГІАЛУРОНАТУ

Виявлення гіалуронату в крові, а також його перенесення від тканин за лімфатичною системою стало основою для проведення спільного дослідження, яке проводилося доктором Robert Fraser у Мельбурні та лабораторією у м. Упсала. Слідові кількості полісахариду, міченого тритієм по ацетильній групі, були виявлені в крові після введення його кроликам і людям, а мітка сполуки зникала з періодом напіввиведення рівним кільком хвилинам. Незабаром стало зрозуміло, що більшість радіації була накопичена печінкою, де полімер швидко піддавався розщепленню. Мічена тритієм вода виявлялася у крові через 20 хвилин. Авторадіограми показали, що накопичення радіації відбувалося також у селезінці, лімфовузлах та кістковому мозку. Методом фракціонування клітин було також показано, що в печінці накопичення відбувалося в основному в ендотелії синусів, що пізніше було підтверджено при дослідженні in vitro і при радіографії in situ. На цих клітинах є рецептор для ендоцитозу гіалуронату, який принципово відрізняється від інших гіалуронат-зв'язуючих білків. Далі полісахарид розщеплюється у лізосомах. Дослідження гіалуронату проводилися і в інших тканинах, і тепер існує цілісна картина метаболізму полісахариду.

Останнім часом ще один аспект катаболізму гіалуронатустав об'єктом великої кількостідосліджень. З робіт Gunther Kreil (Австрія) та Robert Stern та його колег (Сан-Франциско) стали відомі структури та властивості різних гіалуронідаз. Ці дані стали основою для досліджень, що прояснили біологічну роль цих ферментів.

ГІАЛУРОНАТ ПРИ РІЗНИХ ЗАХВОРЮВАННЯХ

З самого початку інтерес вчених був прикутий до властивостей гіалуронату, що міститься в суглобовій рідині, особливо до зміни рівня при захворюваннях суглобів. Було також показано, що гіперпродукція гіалуронату спостерігається при низці захворювань, наприклад, при злоякісних пухлинах - мезотеліомах, проте на той час ще не існувало достатньо точних і чутливих методів виявлення гіалуронату. Така ситуація мала місце аж до 1980 років, коли були розроблені нові аналітичні методики, що знову привабило інтерес вчених до коливань змісту гіалуронатупри різних захворюваннях. Було визначено вміст гіалуронату в крові в нормі та при патології, особливо при цирозі печінки. При ревматоїдному артриті вміст гіалуронату в крові зростав при фізичних навантаженнях, особливо вранці, що давало пояснення симптому «ранкової скутості» у суглобах. При різних запальних захворюваннях рівень гіалуронату у крові підвищувався як місцево, і системно. Органні дисфункції також можна пояснити накопиченням гіалуронату, що викликало інтерстиціальні набряки тканин.

КЛІНІЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ

Основний прорив у медичному використанні гіалуронату є заслугою д-ра Balazs. Він розробив основні положення та ідеї, першим синтезував форму гіалуронату, яку добре переносили хворі, просував ідею промислового виробництва гіалуронату та популяризував ідею застосування полісахаридів як лікарські засоби.

У 50-ті роки Balazs сконцентрував зусилля на вивченні складу склоподібного тіла та почав проводити досліди із замінниками для можливого протезування при лікуванні відшарування сітківки. Однією з найбільш серйозних перешкод на шляху застосування гіалуронових протезів стала висока складність виділення чистого гіалуронату, вільного від усіх домішок, що викликають запальну реакцію.

Balazs вирішив цю проблему і препарат, що вийшов в результаті, отримав назву НВФ-NaГУ (незапальна фракція гіалуронатунатрію). У 1970 гіалуронат був вперше введений у суглоби біговим коням, які страждали від артритів, причому була отримана клінічна виражена відповідь на лікування із зменшенням симптомів захворювання. Двома роками пізніше Balazs зміг переконати керівництво компанії Pharmacia AB у м. Уппсала розпочати виробництво гіалуронату для використання у клінічній та ветеринарній практиці. Miller і Stegman за порадою д-ра Balazs почали використовувати гіалуронат у складі імплантованих внутрішньоочних лінз і гіалуронат швидко став одним із найвживаніших компонентів у хірургічній офтальмології, отримавши торгову назву Healon®. З того моменту було запропоновано та випробувано багато інших варіантів використання гіалуронату. Його похідні (наприклад, поперечно структуровані гіалуронати) також були випробувані для використання у клініці. Особливо хочеться відзначити, що ще 1951 року Balazs вже повідомляв про біологічну активність найперших з отриманих тоді похідних гіалуронату.

ВИСНОВОК

У даній доповіді нам вдалося охопити лише основні та найбільш значущі події в історії дослідження гіалуронату, і ще багато інших цікавих фактів та даних обговорюватимуться на нашому веб-сайті. З представлених статей буде ясно, що дослідження гіалуронату стають все більш актуальними та необхідними. Сьогодні щорічно у науковій літературі публікується від 300 до 400 статей, присвячених гіалуронату.

Перша міжнародна конференція, цілком присвячена гіалуронату, проводилася в Сен-Тропез в 1985 році, після чого були проведені конгреси в Лондоні (1988), Стокгольмі (1996) і Падуї (1999).

Зростання інтересу пов'язане, багато в чому, з успішними роботами Endre Balazs, який зробив дуже багато в галузі дослідження властивостей гіалуронату, отримав найперші дані про нього, вказав на можливість клінічного застосування гіалуронатуі є натхненником, що спонукає наукове співтовариство на нові дослідження.

Словосполучення «гіалуронова кислота» не чув, мабуть, лише мертвий. За останні роки ця молекула просто захопила світ: «гіалуронку» (як її ласкаво називають шанувальники) мажуть, колють, ковтають у пігулках і п'ють у коктейлях – і все заради молодості та краси. Що ж це за чарівний засіб і чи правда, що ми нарешті знайшли молодильне яблучко? Давайте розумітися.

Що це таке?

Гіалуронова кислота (ГК) - це не кислота в тому значенні, в якому ми зазвичай розуміємо це слово: вона не здатна щось розчинити або відлущити шкіру (як, наприклад, гліколева або молочна). Ця речовина природним чином виробляється нашим організмом у багатьох тканинах, але найбільше в суглобах.

У спрощеному розумінні гіалуронова кислота – це цукор, але з великою молекулярною масою, завдяки якій одна молекула ГК може притягнути та зв'язати тисячу молекул води. У нашому тілі гіалуронова кислота виконує надзвичайно важливе завдання: зберегти воду в тканинах. А зволожена шкіра одно пружна шкіра. Ось і все диво.

Чому її використовують у косметології?

З віком в організмі виробляється все менше і менше гіалуронової кислоти: у період з 25 до 50 років її стає вдвічі менше. Ультрафіолет також знижує вироблення «гіалуронки». Відповідно, вода йде зі шкіри, через що вона стає млявою і зморшкуватою. Власну ГК організм виробляти в колишніх кількостях не змусити, але можна ввести нову, штучну порцію.

Як добувають гіалуронову кислоту?

У минулому столітті ГК отримували з риби або (страшно уявити) з півнячих гребенів. На щастя цей варварський спосіб залишився в минулому, оскільки знайшовся простий спосіб синтезувати гіалуронову кислоту в лабораторіях. У штучному препараті немає бактерій, за складом він повністю ідентичний «рідній» кислоті, тому він фактично не має протипоказань.

Як працює крем із гіалуроновою кислотою?

Насправді це дуже спірний момент- Чи працюють вони взагалі? Вчені та косметологи розділилися на два табори: одні кажуть, що розмір молекули ГК не дозволяє їй проникати у шкіру – і це справді так. Діаметр молекули гіалуронової кислоти становить близько 3000 нм, тоді як відстань між клітинами шкіри – трохи більше 50 нм. Однак інші відповідають, що це зовсім не потрібно: перебуваючи на поверхні шкіри, гіалуронова кислота вже, як губка, притягує воду і тим самим зволожує шкіру.


Ще один предмет для суперечки – низькомолекулярна ГК. Її автори запевняють, що розмір такої молекули значно зменшено (до 5 нм), що дозволяє речовині проникати в шкіру та зволожувати її на глибокому рівні. На думку інших вчених, це абсурд, оскільки молекули з малою молекулярною масою автоматично втрачають здатність утримувати на своїй поверхні велику кількість води.

Крапка в цих суперечках поки не поставлена, тому питання, чи працюють креми та сироватки з гіалуроновою кислотою, залишається відкритим.

Як працюють ін'єкції?

За допомогою голки лікар-косметолог вводить препарат на основі гіалуронової кислоти в проблемну зону (наприклад, носогубну складку), молекули ГК починають притягувати вологу з поверхні шкіри в глибинні шари. Накопичуючи навколо препарату, вода буквально виштовхує зморшку зсередини. І обличчя знову стає гладким та пружним.

Головний недолік ін'єкцій - це недовготривалий ефект: процедуру потрібно повторювати кожні 6-12 місяців. А ось вартість препаратів та роботи косметолога досить високі.

Як працюють пігулки?

Швидше за все, зовсім ніяк. Гіалуронова кислота – це простий полісахарид, який, потрапляючи в ротову порожнину та шлунок, розщеплюється на звичайні цукри, тому він ніяк не може потрапити в шкіру та надати всі ті чарівні ефекти, які обіцяють виробники. Жодної наукової бази, що доводить ефективність БАДів з ЦК, у них немає, а випускаються вони за принципом «Не нашкодить – і то добре».

Індустрія краси постійно розширює перелік косметичних процедур та препаратів, які дозволяють зберегти молодість обличчя та усунути вікові зміни шкіри, які неминуче відбуваються з кожною людиною. Досить давно та ефективно в естетичній медицині застосовується гіалуронова кислота для обличчя, представлена ​​в різних косметичних продуктах для салонного та домашнього використання. Входить до складу косметичних продуктів (крему, лосьйони, маски та інші), використовується для біоревіталізації обличчя та інших маніпуляцій, які дозволяють уповільнити процеси старіння та покращити стан тканин.

Наскільки ефективними є ці процедури і яку роль грає гіалуронат у підтримці молодості та тонусу шкіри, розглянемо в даній статті.

Властивості, будова гіалуронової кислоти та її роль у шкірі

Ця хімічна сполука була відкрита в 1930 р.р. Карлом Мейєром і досі інтенсивно вивчається медиками, хіміками, фармацевтами та іншими вченими на експериментальних і біологічних моделях.

Має унікальну фізичну властивість — здатна утримувати воду, утворюючи при цьому гелеподібну структуру. Бере участь у більшості життєво важливих процесів, що відбуваються в організмі людини та тварин. Речовина утворюється в організмі людини, причому близько 1/3 від загальної кількості гіалуронату щодня розщеплюється та утилізується, і цей дефіцит заповнюється новими молекулами.

Являє собою полісахарид і складається з безлічі однакових невеликих фрагментів, кількість яких може бути різною. Тому молекула гіалуронату може мати різну довжинуі масу і класифікується на низько-середньо-і високомолекулярну.

Входить до складу багатьох тканин та рідин організму, в тому числі, і в дерму:

• утримує колагенові та еластинові волокна в правильному положенніта сприяє тим самим підтримці еластичності та тургору шкіри, які є обов'язковими умовами для збереження молодості;
• за рахунок зв'язування води забезпечує оптимальний вміст вологи в шкірі, підтримуючи гідробаланс, що теж є фактором, що запобігає зморшкам і старінню;
• зменшує випаровування вологи та одночасно сприяє притяганню та утриманню на поверхні дерми води з повітря, зволожуючи шкіру та роблячи її більш гладкою та еластичною;
• молекули кислоти запобігають проникненню патогенних мікробів углиб за наявності ушкоджень, таких як ранки, подряпини та ін.

Час «життя» молекули гіалуронату в епідермісі та дермі становить 1-2 дні.

Найкраща гіалуронова кислота для обличчя – це власна, яка виробляється в організмі. Але з віком зменшується здатність синтезувати кислоту у необхідній кількості та з належною молекулярною масою, що також відіграє свою роль у старінні. Тому організм потребує додаткового джерела кислоти, одним із яких є косметичні препарати.

Препарати та засоби з гіалуроновою кислотою

Отримання гіалуронату в промислових масштабах сьогодні займає свою нішу ринку, оскільки цей продукт надзвичайно затребуваний і в медицині, і в косметології. Отримують кислоту двома шляхами:

1. із тканин тварин;
2. методом бактеріальної ферментації.

З тваринної сировини найбільш поширеним варіантом (і оптимальним) є гребені статевозрілих півнів та курей. Також використовують склоподібне тіло ока, гіалінові хрящі, синовіальну рідину суглобів, пупковий канатик тварин.

Другий спосіб передбачає участь бактерій (найчастіше гемолітичних стрептококів типів А і В), які поміщають на живильне середовище та забезпечують оптимальні умови для розмноження. Бактерії виробляють кислоту, яку потім очищають, проте домішки білків і пептидів все одно залишаються в очищеному продукті, можуть провокувати алергічні реакціїщо істотно обмежує сферу застосування кислоти, отриманої таким способом.

Готова кислота випускається на фармацевтичних заводах як гранул і порошків, які містять молекули різної маси. Це базова сировина для одержання розчинів, які стерилізують в автоклавах та вносять до складу масок, кремів, препаратів тощо.

Властивості препаратів гіалуронової кислоти з різною молекулярною масою

Маса молекул гіалуронату безпосередньо впливає на функцію речовини та ступінь проникнення у тканини.

Низькомолекулярні різновиди з масою менше 30 кДа:

• добре проходять крізь бар'єри та мембрани клітин, здатні проникати у глибокі шари дерми з поверхні шкіри;
• покращують мікроциркуляцію;
• покращують харчування шкіри.

Середньомолекулярні препарати з масою 30-100 кДа:

• прискорюють загоєння ушкоджень шкіри;
• стимулюють процес розподілу клітин.

Високомолекулярні препарати з масою молекул 500-730 кДа:

• не здатні проникати у глибокі шари дерми та зволожують епідерміс;
• купірують запалення.

Тому для різних цілей естетичної корекції шкіри слід застосовувати правильний препарат або засіб, тоді як універсального варіанта «чудодійного коктейлю 10 в 1» просто не існує!

Гіалуронова кислота для обличчя: застосування в естетичних цілях

Ця унікальна речовина широко використовується в естетичній медицині як для домашнього застосування (крему, маски для обличчя з гіалуроновою кислотою), так і для салонних процедур.

Найбільш широко застосовується для:

• омолодження шкіри;
• усунення вікових змін особи;
• усунення дефектів "мінус-тканина", які бувають після хірургічних втручань.

Процедури та препарати добре переносяться, рідко викликають алергію та забезпечують досить тривалий ефект до півтора року. Найбільший ефект відзначається в віковій групі 30-40 років, а ось після 40 років значної корекції вікових змін, на жаль, не чекати не варто.

Салонні процедури

Ін'єкції для особи - до цієї великої категорії входять кілька методів нехірургічного (безопераційного) омолодження шкіри та зменшення проявів вікових змін. Їх поєднує спосіб введення гіалуронату в тканині шкірного покриву: за допомогою уколів (ін'єкцій) Усі процедури проводяться під місцевою анестезією.

Загальними показаннями для застосування препаратів гіалуронової кислоти вважаються:

• зневоднена, пересушена, в'яла шкіра;
• знижений тургор шкіри;
• хворий, тьмяний колір обличчя;
• вікові зморшки;
• вікова зміна контурів особи;
• темні кола під очима;
• нерівний рельєф шкіри;
• тонкі, непропорційні губи.

Особа після гіалуронової кислоти набуває оновленого вигляду: розгладжується шкіра, зменшується виразність зморшок, покращується тургор, підвищується ступінь гідратації структур шкірного покриву.

Мезотерапія

Мезотерапія особи гіалуроновою кислотою проводиться локально, тільки в області, які потребують корекції (зморшки, складки). Курс включає кілька уколів, що вводяться з тимчасовим проміжком у малих дозах. Характеризується накопичувальним ефектом, який зберігається кілька місяців.

Біоревіталізація

Проводиться за таким же принципом із різницею, що застосовується велика доза високомолекулярної кислоти та необхідний лише один укол. Характеризується як негайним, і відстроченим результатом. Відразу після уколу спостерігається помітне розгладжування зморшок, яке тримається лише 1-2 тижні. Далі введений препарат руйнується спеціальними ферментами і з молекули кислоти з високою молекулярною масою виходять короткі фрагментарні молекули. Вони і стимулюють вироблення власного гіалуронату, зростання волокон еластину та колагену, що і призводить до поступового омолодження: покращення тургору дерми, зникнення в'ялості та зменшення виразності та глибини зморшок. Цей ефект спостерігається протягом півтора року.

Біорепарація

Аналогічна біоревіталізація процедура, з тією лише різницею, що препарати для її проведення насичуються не тільки гіалуронатом, але й іншими речовинами з біологічною активністю: вітамінами, мінералами, амінокислотами та ін. шкіри, такі як шрами, сліди від прищів.

Біоармування

Контурна пластика обличчя із застосуванням філерів – спеціальних ниток високомолекулярної гіалуронової кислоти в локальні ділянки шкіри, які потребують корекції (друга назва – біоармування). Найбільш виправданим введення філерів вважається для корекції лінії вилиць, овалу обличчя, для усунення мішків під очима.

Точкові ін'єкції в ділянку губ

Проводяться збільшення обсягу губ і отримання чіткішого їх контуру. Ефект зберігається на період від 8 до 18 місяців, причому повний ефект від уколів досягається вже другого дня після процедури.

Уколи від темних кіл

Уколи для усунення темних кілі зморшок під очима та корекції стану ніжної шкіри навколо очей. Поліпшують еластичність тонкої шкіри, підвищують зволоженість і дозволяють зменшити вираженість «гусячих лапок» - характерних дрібних зморшокіз зовнішнього боку очей.

Зразкові ефекти від описаних вище процедур можна переглянути на фото, розміщені в галереї салонів краси. Але слід пам'ятати, що у кожному конкретному випадкурезультат буде індивідуальним.

Побічні ефекти після процедур можливі у вигляді хворобливості у місцях ін'єкцій, а також набряку та почервоніння шкіри. Але, якщо уколи робить некомпетентний фахівець, можуть бути більш серйозні реакції, такі як запалення в місці уколу, значна набряклість і ущільнення, а при занесенні патогенних мікроорганізмів – серйозні інфекції шкіри.

Протипоказання до проведення ін'єкційного введення гіалуронату

Ін'єкційна пластика обличчя гіалуроновою кислотою протипоказана в таких випадках:

• непереносимість основних чи допоміжних компонентів препарату;
• вагітність та період годування груддю;
• загострення хронічних захворювань та будь-які гострі патології;
• аутоімунні захворювання;
• хвороби сполучної тканини;
• онкопатологія;
• гіпертонічна хвороба;
• схильність до формування рубців на шкірі;
• порушення згортання крові та лікування препаратами, що впливають на згортання;
• діабетична ангіопатія;
• запалення, родимки та захворювання шкіри в галузі введення препарату.

Сироватка, маски та крем для обличчя з гіалуроновою кислотою – ефективність та особливості застосування

Величезний перелік косметичних продуктів, що містять гіалуронат, призначені для місцевого застосування. Показано за наявності:

• в'ялості та зниженого тургору шкіри;
• купероза;
• розширених пір;
• нерівномірного кольору обличчя;
• нерівного рельєфу шкіри;
• зморшок.

Щоб досягти видимого ефекту, засоби рекомендується застосовувати в комплексі (тонік, крем, маска та ін.) регулярно і не менше 1 місяця.

У кожному засобі міститься різна кількість гіалуронату. Так, сироватка для обличчя відрізняється найбільшою концентрацією кислоти, тому рекомендується за наявності виражених змін шкіри та при необхідності досягнення швидкого ефекту на початковому етапі догляду. Далі переходять на крем, що містить високомолекулярну або низькомолекулярну гіалуронову кислоту:

1. креми з висомолекулярним гіалуронатом покривають шкіру невидимою плівкою і вже з неї вбираються в епідерміс, зволожуючи його та вирівнюючи колір обличчя;
2. засоби з низькомолекулярною гіалуроновою кислотою здатні проникати глибоко в шкіру, що призводить до більш стійкого та вираженого ефекту. Такі креми коштують дорого, тому до них вдаються для зменшення значних вікових змін.

Маски вибирають за таким же принципом, як і креми, і використовують їх 1-2 рази на тиждень.

Не рекомендується використовувати косметичні препарати з гіауронатом до 25 років. У такому віці шкіра виробляє достатню кількість власної кислоти і надходження її ззовні може викликати зворотний ефект: шкірний покрив перестане виробляти власний полісахарид.

Огляд деяких засобів для домашнього використання з гіауронатом

Лібридерм з гіалуроновою кислотою для обличчя Універсальний зволожуючий крем без запаху та синтетичних добавок, який підходить для всіх типів шкіри, у тому числі для гіперчутливої ​​та пересушеної. Містить підвищена кількістьнизькомолекулярної гіалуронової кислоти і має наступні властивості: зволожує епідерміс, відновлює гідробаланс дерми, вирівнює рельєф обличчя, покращує колір. Усуває лущення, почервоніння та інші прояви гіпер чутливої ​​шкіри. Допомагає усунути ранні ознаки старіння. Рекомендований для щоденного догляду за областю навколо очей, шкіри обличчя, шиї та зони декольте. Крем для обличчя Лібридерм продається в зручному флаконі з дозатором об'ємом 50 мл і коштуватиме 400-500 рублів. Виробляється у Росії. Крім крему, в лінійці Лібрадерм є інші засоби з гіалуронатом, призначені для комплексного догляду: вода, сироватка та інші. Відгуки про продукти цієї лінійки в основному позитивні, але всі засоби вимагають комплексного та регулярного застосування.

Крем Лора Ще один косметичний продукт російського виробництва, який відноситься до категорії антивікових і містить багато активних компонентів, крім гіалуронату: вітаміни, витяжки голки та дикого ямсу, рослинні фосфоліпіди, соєва олія та інші. Туба 30 гр. обійдеться близько 350-450 руб.

Крем Долива зволожуючий Відомий косметичний концерн, що позиціонує свою косметичну продукцію як натуральні засоби, не обійшов увагою і гіалуронат, крім якого, в універсальному кремі для будь-якого віку міститься оливкова та олія ши, пантенол, вітамін Е, мікроелементи, ліналол. Відрізняється гарним зволожуючим ефектом. Баночка 50 мл коштує 700-800 руб.

Французький антивіковий крем, що містить 2 типи гіалуронової кислоти (високо-і низькомолекулярну), олію ши та баобаба, екстракт авокадо. Заповнює вміст вологи в дермі, забезпечує пружність та м'якість та значно покращує колір обличчя. Рекомендований для догляду сухої шкіри після 30 років. Флакон 40 мл коштує 1300-1400 руб.

Являє собою ніжний мус, що швидко вбирається, особливо рекомендований для ніжної і чутливої ​​шкіри. Містить низькомолекулярну гіалуронову кислоту, водорості, глюкозаміни. Дуже добре зволожує, стимулює оновлення шкіри та синтез власного гіалурону. Ціна флакона 50 мл - 800-900 руб.

Крем від польського виробника з вираженими зволожуючими властивостями та дещо меншими омолоджуючими. Покриває поверхню епідермісу плівкою, що дихає, яка перешкоджає втраті вологи. Ціна - 380-400 руб.

Крем для обличчя, приготовлений у домашніх умовах

Альтернативним варіантом дорогої продукції, що продається в аптеці та магазинах, є варіант домашнього крему. Для його отримання спочатку потрібно приготувати гель з гіалуроновою кислотою: з'єднати 0,3 гр. порошку гіалуронату з дистильованою водою до отримання кремоподібної консистенції, перемішати та на 6-8 годин помістити основу в холодильник. Далі взяти будь-який базовий крем, наприклад, дитячий, додати до нього 8-10 гр. гелю і добре перемішати, залишити в сухому, прохолодному місці на 6 годин і далі застосовувати як звичайний крем вранці та ввечері, тільки зберігати його в холодильнику.

Внутрішнє застосування препаратів гіалурової кислоти для шкіри

У 2014 році японськими вченими під час рандомізованого, сліпого, подвійного, плацебо-контрольованого дослідження доведено, що внутрішній прийом препаратів з гіалуронатом як харчової добавки підвищує рівень зволоженості шкіри.

Внутрішнє використання до гіалуронату як добавки до їжі є відносно новим методом усунення сухості шкіри, і найбільш широко застосовується саме в Японії. Причому останнім часом цей метод позиціонується як один їх альтернативний спосіблікування пацієнтів із хронічною сухістю шкіри.

Перший косметичний засіб із кислотою для зовнішнього застосування з'явився у 1979 р., тоді як у їжу гіалуронат почали додавати ще у 1942 р. Саме тоді Андре Балаш подав заявку на патентування комерційного використання гіалуроанату як замінника яєчного білкадля хлібобулочного виробництва. У Китаї та країнах Західної Європи півнячий гребінь, основна рослинна сировина для отримання гіалуронату, був королівською стравою. Його вживала Катерина Медічі та дружина Генріха II для збереження молодості. Сьогодні харчові добавки з гіалуроновою кислотою більше позиціонуються як засоби для покращення функції колінних суглобів при артрозі та як профілактика даного захворювання.

У Кореї та Японії продукти з гіауронатом з однаковою частотою застосовуються для підтримки здоров'я суглобів та шкіри. Доведено, що щоденне споживання в їжу 120-240 мг кислоти на день призводить до значного поліпшення стану шкіри обличчя та тіла та відновлення водного балансу.

Частково деполімеризований гіалуронат, що надійшов перорально, всмоктується з шлунково-кишкового тракту. Кислота в незмінному вигляді всмоктується в лімфатичну систему. Обидва види гіалуронату потім потрапляють у шкіру. Олігосахариди гіалуронової кислоти збільшують вироблення власного гіалурону у фібробластах і стимулюють проліферацію клітин, що безпосередньо впливає на зволоженість шкіри.

Безпека перорального прийому ГК різного походження та з різною молекулярною масою доведена в експериментах на тваринах, проте, як і все чужорідне, що надходить до організму, потребує більш глибокого та ретельного вивчення, а також спостереження за станом здоров'я пацієнтів у віддаленій динаміці та в жодному разі не є панацеєю.

Виходячи з написаного, можна зробити висновок, що засоби та процедури з гіалуроновою кислотою позитивно впливають на зволоженість шкіри і дозволяють підтримувати оптимальний гідробаланс, особливо у жінок 30-40 років. Однак будь-яких кардинальних поліпшень стану шкірного покриву та значного скорочення зморшок, особливо жінкам віком від 40 років, очікувати не варто.

Гіалуронан є глікозаміноглікан, який утворює у позаклітинному матриксі величезні комплекси з протеогліканами. Особливо у великій кількості ці комплекси присутні у хрящовій тканині, де гіалуронан за допомогою лінкерного білка зв'язується з протеогліканом агреканом.

Гіалуронан несе сильний негативний заряд і тому у позаклітинному просторі зв'язується з катіонами та молекулами води. Це призводить до збільшення жорсткості позаклітинного матриксу та створює між клітинами водяну подушку, яка гасить сили стиснення.

Гіалуронан складається з повторюваних одиниць дисахаридів, пов'язаних у довгі ланцюги

На відміну від інших глікозаміногліканів, гіалуронанові ланцюги синтезуються на цитозольній поверхні плазматичної мембрани і потім виходять з клітини

Клітини зв'язуються з гіалуронанами за участю сімейства рецепторів, відомих під назвою гіаладгерини, які ініціюють сигнальні процеси, що контролюють міграцію клітин та складання цитоскелету.

Гіалуронан(ГК), також відомий під назвою гіалуронова кислота або гіалуронат, являє собою глюкозаміноглікан (ГАГ). На відміну від інших глікозаміногліканів (ГАГ), пов'язаних з позаклітинним матриксом, гіалуронан не пов'язаний ковалентним зв'язком з протеогліканами серцевинних білків, а утворює дуже великі комплекси з протеогліканами, що секретуються.

До таких найбільш важливих комплексів відносяться комплекси, присутні в хрящовій тканині, де молекули ГК, що секретуються хондроцитами (хрящеутворюючі клітини), зв'язуються приблизно зі 100 копіями протеогліка-на агрекана. Агреканові серцевинні білки через невеликий лінкерний білок зв'язуються з однією молекулою ГК через 40 нм інтервали. Такі комплекси в довжину можуть досягати більше 4 мм і мати мовляв масу, що перевищує 2 х 108 дальтон. Таким чином, за участю ГК у позаклітинному матриксі хрящової тканини створюються великі гідратовані простори.

Ці просторуграють особливо важливу рольу тканинах з низькою щільністю кровоносних судин, оскільки вони забезпечують дифузію поживних компонентів та виведення продуктів обміну із позаклітинного простору.

Гіалуронова кислота(ГК) мають дуже просту структуру. Подібно до всіх ГАГ, вони є лінійними полімерами одного з дисахаридів, глюкуронової кислоти, пов'язаної з N-ацетилглюкозаміном за допомогою (3 (1-3) зв'язку. Як показано на малюнку нижче, молекули ГК містять у середньому 10 000 (і до 50 000 цих дисахаридів). зв'язаних b(1-4) зв'язком, оскільки дисахариди несуть негативний заряд, вони зв'язують катіони та молекули води.

Подібно протеогліканам, ГК збільшують жорсткість позаклітинного матриксу і служать як мастило в таких сполучнотканинних структурах, як . Гідратовані молекули ГК також утворюють між клітинами водяну подушку, що дозволяє тканинам гасити сили стиснення.

CD44 утворює гомодимери або гетеродимери з рецепторами Erb2.
Ці комплекси зв'язуються з низкою сигнальних молекул,
які контролюють організацію цитоскелета та експресію генів.

Молекули гіалуронової кислоти(ГК) набагато більше, ніж інші ГАГ. Через це клітини повинні витрачати на формування більшої кількості енергії. Підраховано, що для формування одного середнього розміру ланцюга ГК необхідно 50 000 еквівалентів АТФ, 20 000 кофакторів НАД і 10 000 груп ацетил-КоА. Тож у більшості клітин синтез ДК перебуває під жорстким контролем.

Синтез гіалуронової кислоти(ГК) каталізується трансмембранними ферментами, ГК синтазами, локалізованими у плазматичній мембрані. Ці ферменти дещо незвичайні в тому сенсі, що вони збирають полімер ДК на цитозольній стороні плазматичної мембрани, а потім переносять через мембрану в позаклітинний простір. Це принципово відрізняється від синтезу інших ГАГ, які утворюються в апараті Гольджі та ковалентно пов'язуються з протеогліканами серцевинних білків у міру їх проходження секреторним шляхом.

Найважливішим способом регулювання синтезу гіалуронової кислоти(ГК) є зміна експресії ферментів, ГК синтаз. Експресія цих ферментів індукується специфічними для клітин факторами зростання. Наприклад, фактор росту фібробластів та інтерлейкін-1 є індукторами експресії ферментів у фібробластах, у той час як глюкокортикоїди пригнічують експресію у цих клітинах. Епідермальний фактор росту стимулює експресію у кератиноцитах, але не у фібробластах. Секреція ГК контролюється незалежно від їх синтезу, і це забезпечує принаймні два способи контролю рівня ГК у тканинах.

Поряд з участю у гідратації тканин, гіалуронова кислота(ГК) зв'язується зі специфічними поверхневими рецепторами, що призводить до стимуляції внутрішньоклітинних сигнальних шляхів, які контролюють такі процеси, як міграція клітин. Основним рецептором ГК є CD44, що відноситься до сімейства білків, званих гіладгеринами, які зв'язуються з ГК. До решти представників цього сімейства відносяться протеоглікани (наприклад, версикан, агрекан, бревікан) та лінкерний білок, який пов'язує ГК з агреканом у хрящовій тканині. Множинні форми CD44 утворюються при альтернативному сплайсинг транскриптів одного гена, хоча функціональні відмінності між цими ізоформами залишаються неясними.

CD44існує у вигляді гомодимерів, які експресуються у багатьох типах клітин або у вигляді гетеродимерів з ErbВ, тирозинкіназою, що експресується на епітеліальних клітинах.

Цитоплазматична ділянка CD44має кілька функцій. Він необхідний для правильного зв'язування з ГК та для сортингу рецепторів на клітинній поверхні. Він також бере участь у процесах внутрішньоклітинної передачі сигналу. Картування функціональних областей в цитоплазматичному ділянці CD44 проводилося щодо експресії мутантних форм CD44 в культурі клітин, і активації сигнальних шляхів після прикріплення клітин до ГК.

З цих досліджень ми знаємо, що гомодимери CD44та гетеродимери CD44/ErbB активують нерецепторні тирозинкінази, наприклад Src, а також представників сімейства невеликих G-білків, Ras. Ці кінази активують такі сигнальні білки, як протеїнкіназа С, МАР кіназу та ядерні фактори транскрипції.

Поряд з цим, як показано на малюнку нижче, сигнали, що передаються за участю CD44можуть змінювати складання актинового цитоскелета у поверхні клітин. Це відбувається при активації таких білків, що зв'язують актин, як фодрин та невеликого G-білка, Rac-1. Одним із наслідків реорганізації актину є стимуляція міграції клітин під впливом зв'язування CD44 з ГК. У пухлинах посилення експресії CD44 та секреції ГК корелює зі збільшенням її агресивності, і є поганою прогностичною ознакою.

Зазвичай вважається, що гіалуронова кислота (ГК) грає двояку роль стимуляції міграції клітин. По-перше, за рахунок зв'язування з позаклітинним матриксом ГК порушує міжклітинні взаємодії та взаємодію клітин з матриксом. Миші, у яких немає експресії ДК, характеризуються незначною величиною міжклітинного простору, унаслідок чого тварини що неспроможні розвиватися нормально. Оскільки ГК має великий гідратований обсяг, підвищена секреція ГК в пухлини порушує цілісність позаклітинного матриксу, що призводить до утворення великих проміжків, через які можуть мігрувати пухлинні клітини.

По-друге, при зв'язування ГК з рецепторами CD44можуть активуватися внутрішньоклітинні процеси передачі сигналів, що безпосередньо призводять до перегрупування цитоскелета і до активації міграції клітин. Це підтверджується даними, отриманими в експериментах щодо додавання ГК до клітин у культурі. Клітини, що експресують CD44, починають мігрувати відразу після контакту з ГК, і сполуки, що руйнують внутрішньоклітинні сигнальні молекули і зв'язуються з CD44, пригнічують цю міграцію.

Молекулярна формула: (C14H21NO11)n
Розчинність у воді: розчинний (натрієва сіль)
LD50:
2400 мг/кг (миші, пероральне введення, натрієва сіль)
4000 мг/кг (миші, підшкірне введення, натрієва сіль)
1500 мг/кг (миші, внутрішньочеревне введення, натрієва сіль)
Пов'язані сполуки: D-глюкуронова кислота та DN-ацетилглюкозаміну (мономіри)
Гіалуронова кислота (гіалуронат або ГК) є аніонним, не сульфатованим глікозаміногліканом, широко поширюється в сполучній, епітеліальній та нервової тканини. Є унікальною серед глікозаміногліканів сполукою, оскільки є не сульфатованою формою, формується в плазматичній мембрані, а не в Гольджі, і може досягати дуже великих розмірів, з молекулярною масою, що часто досягає мільйонів. Як один з основних компонентів позаклітинного матриксу, гіалуронова кислота значною мірою сприяє проліферації та міграції клітин, а також може бути залучена в розвиток деяких злоякісних пухлин. У середньому, у людини з вагою 70 кг (154 фунти) міститься в організмі близько 15 грамів гіалуронової кислоти, одна третина з якої заповнюється (деградує та синтезується) щодня. Гіалуронова кислота є також складовою стрептококової групи А позаклітинної капсули А, і, як вважають, відіграє важливу роль у вірулентності (ступеня патогенності мікроорганізму).

Медичне застосування

Гіалуронова кислота іноді використовується для лікування остеоартриту колінного суглоба у вигляді препарату для ін'єкцій у суглоб. Ефективність гіалуронової кислоти при такому застосуванні, однак, не була доведена, і таке використання може бути потенційно пов'язане з серйозними побічними ефектами. Такі симптоми, як суха, луската шкіра (ксероз), викликані, наприклад, атопічним дерматитом (екземою), можуть лікуватися з використанням лосьйону для шкіри, що містить гіалуронат натрію як активний інгредієнт. При деяких видах раку рівні гіалуронану корелюють зі злоякісністю та поганим прогнозом. Гіалуронова кислота, таким чином, часто використовується як пухлинний маркер для визначення раку передміхурової залози і раку молочної залози. Речовина може використовуватися для моніторингу прогресування захворювання. Гіалуронова кислота також може бути використана у післяопераційному періоді для загоєння тканин, особливо після хірургії катаракти. Сучасні моделі загоєння ран пропонують використовувати більші полімери гіалуронової кислоти на ранніх стадіях загоєння, що дозволить фізично звільнити місце для білих кров'яних клітин, що опосередковують імунну відповідь. Гіалуронова кислота також використовується у синтезі біологічних каркасів для загоєння ран. Ці каркаси зазвичай містять білки, такі як фібронектин, прикріплені до гіалуронової кислоти, щоб полегшити міграцію клітин в рану. Це особливо важливо для людей, які страждають на діабет і хронічні рани. У 2007 році EMA продовжила своє схвалення на препарат Hylan GF-20 для лікування болю при остеоартриті кісточки та передпліччя.

Функції

До кінця 1970-х років гіалуронову кислоту вважали «в'язкою» молекулою, поширеним вуглеводним полімером і частиною позаклітинного матриксу. Гіалуронова кислота є основним компонентом синовіальної рідини, що підвищує в'язкість рідини. Поряд з лубрицином, гіалуронова кислота є одним з основних мастильних компонентів рідини. Гіалуронова кислота є важливим компонентом суглобового хряща, де вона є покриттям навколо кожного осередку (хондроцитів). Коли аггреканова мономери зв'язуються з гіалуронової кислотою в присутності білка, утворюються великі, високо негативно заряджені агрегати. Ці агрегати вбирають воду і за пружність хряща (його стійкість до компресії). Молекулярна маса (розмір) гіалуронової кислоти в хрящі зменшується з віком, але її кількість збільшується. Гіалуронова кислота є також основним компонентом шкіри та бере участь у процесах відновлення тканин. Коли шкіра піддається надмірному впливу ультрафіолетових променів спектра B, вона стає запаленою (утворюються сонячні опіки), та клітини в дермі припиняють виробництво великої кількості гіалуронової кислоти, та збільшують швидкість її деградації. Після ультрафіолетового опромінення продукти деградації гіалуронової кислоти накопичуються в шкірі. Присутня у достатку у позаклітинній матриці, гіалуронова кислота також впливає на гідродинаміку тканини, рух та проліферацію клітин, а також бере участь у ряді взаємодій рецепторів клітинної поверхні, у тому числі основних рецепторів, CD44 та RHAMM. Стимуляція CD44 широко застосовується як маркер активації клітин у лімфоцитах. Дія Гіалуронану на зростання пухлини може бути пов'язана з його взаємодією з CD44. Рецептор CD44 бере участь у взаємодіях клітинної адгезії, опосередкованої з пухлинними клітинами. Незважаючи на те, що гіалуронова кислота зв'язується з рецептором CD44, є свідчення того, що продукти деградації ГК перетворять їх імпульс запалення через толл-подібний рецептор 2 (TLR2), TLR4 або через обидва рецептори TLR2 і TLR4 макрофаги і дендритні клітини. Толл-подібний рецептор та гіалуронова кислота відіграють важливу роль у формуванні вродженого імунітету. Високі концентрації гіалуронової кислоти в мозку щур, і знижені концентрації в мозку дорослих щурів, наводять на думку, що ГК відіграє важливу роль у розвитку мозку.

Структура

Властивості ЦК вперше були встановлені 1930 року в лабораторії Карла Мейєра. Гіалуронова кислота являє собою полімер дисахаридів, які входять до складу D-глюкуронової кислоти і DN-ацетилглюкозаміну, пов'язані через β-1,4 і β-1,3, що чергуються, глікозидні зв'язки. Гіалуронова кислота може складатися з 25000 одиниць дисахариду, що повторюються, в довжину. Полімери ЦК можуть змінюватись у розмірі від 5000 до 20000 тисяч Так у природних умов. Середня молекулярна маса гіалуронової кислоти в синовіальній рідині людини становить 3-4 млн Так, а молекулярна маса гіалуронової кислоти, виділеної з пуповини людини, становить 3140000 Так. Гіалуронова кислота є енергетично стабільною речовиною, частково через стереохімію складових її дисахаридів. Громіздкі групи в кожній молекулі цукру знаходяться на просторово привілейованих позиціях, тоді як менші атоми водню займають менш сприятливі осьові положення.

Біологічний синтез

Гіалуронова кислота синтезується класом інтегральних мембранних білків, званих гіалуроновими синтазами, три типи яких присутні у хребетних: Has1, HAS2 і HAS3. Ці ферменти поступово подовжують гуалуронан, поперемінно додаючи до нього N – ацетилглюкозамін та глюкуронову кислоту, тоді як він виштовхується через ABC-транспортер і через клітинну мембрану у позаклітинний простір. Синтез гіалуронової кислоти пригнічується 4-метилумбелліфероном (гімекромон, гепарвіт), похідною 7-гідрокси-4-метилкумарину. Це селективне інгібування (без інгібування інших глікозаміногліканів) може виявитися корисним у запобіганні метастазування злоякісних пухлинних клітин. Нещодавно була створена генетично модифікована (ГМО) сінна паличка для отримання ГК у вигляді запатентованого продукту, придатного для вживання людиною.

Клітинні рецептори гіалуронової кислоти

На даний момент клітинні рецептори ГК діляться на три основні групи: CD44, рецептор для ГК-опосередкованої моторики (RHAMM) і молекула міжклітинної адгезії -1. CD44 і ICAM-1 вже були відомі як молекули клітинної адгезії з іншими визнаними лігандами, до того, як було відкрито їх зв'язування з ГК. Рецептор CD44 широко поширений у всьому тілі. Формальна демонстрація зв'язування ГК-CD44 була запропонована Аруффо та співавторами у 1990 році. На сьогоднішній день CD44 визнаний основним клітинним поверхневим рецептором ГК. CD44 опосередковує взаємодію клітин з ГК і зв'язування двох функцій як важливу частину в різних фізіологічних функціях, таких як агрегація, міграція, проліферація та активація клітин; адгезія клітина-клітина та клітина-субстрат; ендоцитоз ГК, що призводить до катаболізму ГК у макрофагах і т.д. Дві значні ролі CD44 в шкірних процесах висунули Кая та інші. Перша полягає у регулюванні проліферації кератиноцитів у відповідь на позаклітинні стимули, а друга – у підтримці місцевого гомеостазу ГК. ICAM-1 (фактор міжклітинної адгезії 1) відомий, головним чином, як метаболічний рецептор клітинної поверхні ГК, цей білок може відповідати в основному за кліренс ГК з лімфи та плазми крові, на його частку припадає, можливо, більша частина всього метаболізму ГК в організмі . Таким чином, зв'язок ліганду даного рецептора викликає високо скоординований каскад подій, який включає формування ендоцитозного бульбашки, його з'єднання з первинними лізосомами, ферментативне розщеплення до моносахаридів, активний трансмембранний перенесення цих цукрів в клітинному соку, фосфорилювання аспарагінової кислот. ICAM-1 може також служити як молекула клітинної адгезії, зв'язок ГК з ICAM-1 може сприяти контролю ICAM-1-опосередкованої запальної активації.

Розщеплення

Гіалуронова кислота розщеплюється сімейством ферментів, званим гіалуронідази. В організмі людини є принаймні сім типів ферментів гіалуронідази, деякі з яких є пухлинними супресорами. Продукти розпаду гіалуронової кислоти, олігосахариди та ГК з дуже низькою молекулярною вагою, виявляють проангіогенні властивості. На додаток до цього, нещодавні дослідження показали, що фрагменти гіалуронової кислоти можуть викликати запальні реакції макрофагів та дендритних клітин на місці пошкодженої тканини та пересадженої шкіри.

Дія

Загоєння ран

Шкіра забезпечує механічний бар'єр для зовнішнього середовища та діє для запобігання проникненню інфекційних агентів. Пошкоджена тканина піддається інфікуванню; тому, швидке і ефективне лікуваннямає вирішальне значення для реконструкції бар'єрної функції. Загоєння ран на шкірі є складним процесом, і включає безліч взаємодіючих процесів, опосередкованих гемостазом і виділенням тромбоцитарних факторів. Наступними етапами є: запалення, утворення грануляційної тканини, епітелізація та реконструкція. ГК, ймовірно, грає багатогранну роль у ході цих клітинних та матричних процесів. ГК, ймовірно, відіграє роль у загоєнні ран шкіри.

Запалення

Багато біологічні фактори, Такі як фактори росту, цитокіни, ейкозаноїди і т.д., генеруються в процесі запалення. Ці фактори є необхідними на наступних стадіях загоєння ран, оскільки відповідають за міграцію запальних клітин, фібробластів та ендотеліальних клітин у місці рани. На початку запальної фази процесу загоєння рани, пошкоджена тканина насичена ГК. Ймовірно, це відображення підвищеного синтезу ГК. ГК діє як стимулятор на ранній стадії запалення і має вирішальне значення у процесі загоєння всієї пошкодженої тканини. Для вдосконалення клітинної інфільтрації, велися спостереження за ГК у мишачій моделі повітряного мішка (доклінічні дослідження; у спинній ділянці мишей створюється порожнина за допомогою підшкірного введення стерильного повітря) запалення, індукованого каррагинаном/IL-1. Кабаші та його колеги показали дозозалежне збільшення виробництва прозапальних цитокінів TNF-α та IL-8 за допомогою маткових фібробластів людини в концентрації ГК від 10 мкг/мл до 1 мг/мл через опосередкований CD44 механізм. Клітини ендотелію, у відповідь на запальні цитокіни, такі як TNF-α, та бактеріальні ліпополісахариди, також синтезують ГК, що полегшує первинну адгезію цитокін-активованих лімфоцитів, що експресують види ГК-зв'язку CD44 за умов ламінарного та статичного. Цікаво відзначити, що ГК має протилежні подвійні функції у запальному процесі. Вона не тільки може сприяти загоєнню запалення, як зазначено вище, але також може викликати помірну запальну реакцію, яка може сприяти стабілізації грануляційної матриці тканини.

Гранулювання та організація матриці грануляційної тканини

Грануляційна тканина є перфузною, волокнистою сполучною тканиною, яка замінює потік фібрину при загоєнні ран. Вона, як правило, росте від основи рани і здатна заповнити рану практично будь-яких розмірів. ГК присутній удосталь у матриці грануляційної тканини. Все розмаїття функцій клітин, необхідне відновлення тканин, можна приписати до багатої ГК мережі. Ці функції включають сприяння міграції клітин у попередній матриці рани, клітинну проліферацію і організацію матриці грануляційної тканини. Ініціювання запалення має вирішальне значення для формування грануляційної тканини, тому прозапальна роль ГК, як описано вище, також робить свій внесок у цю стадію загоєння ран.

ГК та міграція клітин

Міграція клітин має значення для формування грануляційної тканини. Рання стадія розвитку грануляційної тканини опосередкована багатим ГК позаклітинним матриксом, який розглядається як сприятливе середовище для міграції клітин у цій тимчасовій матриці рани. Роль ГК у міграції клітин можна пояснити її фізико-хімічними властивостями, як зазначено вище, а також її прямою взаємодією з клітинами. Для здійснення першого сценарію, ГК є відкритою водосодержащей матрицю, яка полегшує міграцію клітин, тоді як в останньому випадку, спрямована міграція і контроль рухових механізмів клітини опосередковані через специфічну взаємодію клітин між ГК і поверхневими клітинними рецепторами ГК. Як говорилося раніше, трьома головними поверхневими клітинними рецепторами ГК є CD44, RHAMM, і ICAM-1. RHAMM більше пов'язаний із клітинною міграцією. Він утворює зв'язки з декількома протеїнкіназами, пов'язаними з клітинною локомоцією, наприклад, позаклітинною регульованою протеїнкіназою (ERK), p125fak і pp60c-Src. Під час ембріонального розвитку шлях міграції, через який мігрують клітини нервового гребеня, багатий на ГК. ГК тісно пов'язана з процесом міграції клітин у матриці грануляційної тканини, дослідження показують, що рух клітин може бути перекритий, принаймні, частково деградацією ДК або шляхом блокування зв'язування ГК з рецептором. Забезпечуючи динамічну силу клітини, синтез ДК також пов'язані з клітинної міграцією. Як правило, ГК синтезується у плазматичній мембрані і виходить безпосередньо у позаклітинне середовище. Це може сприяти гідратації мікросередовища в місцях синтезу і має важливе значення для міграції клітин шляхом сприяння клітинному відщепленню.

Роль ЦК при регулюванні запальної відповіді

Хоча запалення є складовою формування грануляційної тканини, для нормального відновлення тканин, процес запалення слід стримати. Гранульована тканина схильна до запалень, має високу швидкість метаболізму, опосередкованого деградацією матричних ферментів і реакційноздатних метаболітів кисню, які є продуктами запальних клітин. Стабілізація матриці грануляційної тканини можна досягти шляхом стримування запалення. ГК функціонує як важливий фактор у цьому процесі уповільнення, що суперечить її ролі у запальній стимуляції, як описано вище. ГК може захистити від шкідливого впливу вільних радикалів на клітини. У дослідженнях Фоші Д. і колег на щуриній моделі було показано, що ГК поглинає вільні радикали, тим самим зменшуючи збитки, завдані грануляційною тканиною. На додаток до ролі поглинання вільних радикалів, ГК може також функціонувати в негативній зворотній петлі запальної активації через її специфічні взаємодії біологічні з біологічними компонентами запалення. ФНП-α, важливий цитокін, що генерується при запаленні, стимулює експресію TSG-6 (ФНП-стимулюючого гена 6) у фібробластах та запальних клітинах. TSG-6, ГК-зв'язуючий білок, також утворює стабільний комплекс із сироватковим інгібітором протеїнази IαI (Inter-α-інгібітор), надаючи синергічний ефект на плазмін-інгібуючу активність останнього. Плазмін залучений до активації протеолітичного каскаду матриксних металопротеїназ та інших білків, що ведуть до запального пошкодження тканини. Таким чином, дія TSG-6/IαI комплексів, які можуть бути додатково організовані за допомогою зв'язування з ГК у позаклітинному матриксі, можуть служити як потужна петля негативного зворотного зв'язку при помірному запаленні та стабілізувати грануляційну тканину, у міру того, як загоєння буде прогресувати. У мишачій моделі повітряного мішка при запаленні, індукованому карагенаном/ІЛ-1 (інтерлейкіном-1β), де ГК виявляла протизапальні властивості, зменшення запалення могло бути досягнуто шляхом введення TSG-6. Результат при цьому можна порівняти з системною терапією дексаметазоном.

Реепітелізація

ГК грає важливу роль нормалізації епідермісу. ГК має важливі функції у процесі реепітелізації, за рахунок кількох своїх властивостей. Вона служить як невід'ємна частина позаклітинного матриксу базальних кератиноцитів, які є основними складовими епідермісу; ГК служить для «очищення» шкіри від вільних радикалів та відіграє роль у проліферації та міграції кератиноцитів. У нормальної шкіриГК у відносних високих концентраціях міститься в базальному шарі епідермісу, де знаходяться проліферуючі кератиноцити. CD44 з'єднується з ГК у базальному шарі епідермісу, де він експресується на плазмі мембрани, стикаючись з багатими на ГК матричними мішечками. Основними функціями ГК в епідермісі є підтримка позаклітинного простору та забезпечення відкритої та гідратованої структури для проходження поживних речовин. Таммі П. та інші його колеги виявили збільшення вмісту ГК за наявності ретиноєвої кислоти (вітаміну А). Пропоновані ефекти ретиноєвої кислоти щодо фото-пошкодження та старіння шкіри можуть бути пов'язані, принаймні, частково, зі збільшенням вмісту ГК у шкірі, породжуючи збільшення гідратації тканини. Було висловлено припущення, що властивість ГК видалення вільних радикалів сприяє захисту від сонячного випромінювання, підтримує роль CD44 як рецептор ГК в епідермісі. Епідермальна ГК також функціонує як маніпулятор у процесі проліферації кератиноцитів, що дуже важливо для нормального функціонування епідермісу, а також під час епітелізації при відновленні тканин. У процесі загоєння ран ГК експресується по краях рани в матриці сполучної тканини. Кая та співавтори показали, що пригнічення експресії CD44 за допомогою певного трансгену призводить до тварин до дефіциту ГК та різних морфологічних змін базальних кератиноцитів та неправильного поширення кератиноцитів у відповідь на мітоген та фактори росту. Спостерігалося також зниження еластичності шкіри, порушення місцевої запальної реакції та порушення репарації тканин. Їх спостереження підтримують важливу роль ГК та CD44 у фізіології шкіри та відновленні тканин.

Ембріональне загоєння ран та рубців

Відсутність волокнистих рубців є основною ознакою загоєння ран у плода. Навіть протягом більш тривалих періодів, вміст ГК у ранах плода вищий, ніж у ранах у дорослих, що дозволяє припустити, що ГК принаймні частково знижує відкладення колагену і тому призводить до зниження утворення рубців. Це припущення узгоджується з дослідженнями Веста та ін., які показали, що вилучення ДК у дорослих та у плода на пізніх термінахвагітність викликає появу фіброзних рубців

Роль у метастазуванні

Синтази гіалуронової кислоти (ГКС) відіграють роль у всіх стадіях ракових метастазів. При виробництві анти-адгезійної ГК, ГКС може дозволити пухлинним клітинам звільнитися від первинної пухлинної маси, і якщо ГК зв'язується з рецепторами, такими як CD44, активація ГТФази може сприяти епітеліально-мезенхімальних переходів (ЕМП) ракових клітин. Під час процесів інтровазації або екстравазації, взаємодія глюкокортикоїдів, що виробляють ГК рецептори, такі як CD44 і RHAMM, провокує зміни в клітинах, які дозволяють раковим клітинам проникати в кровоносну або лімфатичну системи. Під час пересування в цих системах ГК, що виробляється ГКС, захищає ракові клітини від механічних пошкоджень. Нарешті, у формуванні метастатичних уражень, кортикостероїдами виробляє ГК, щоб дозволити раковим клітинам взаємодіяти з рідними клітинами на вторинному вузлі, і виробляти пухлину. Гіалуронідази (HAase або HYAL) також грають безліч ролей у формуванні ракових метастаз. Допомагаючи руйнувати позаклітинний матрикс, що оточує пухлину, гіалуронідази допомагають раковим клітинам уникати первинної маси пухлини і відіграють важливу роль в інтравозії, дозволяючи здійснювати розпад базальної лімфатичної мембрани або кровоносної судини. Гіалуронідази беруть участь у створенні метастатичного ураження, сприяючи екстравазації та очищаючи позаклітинний матрикс. Нарешті, гіалуронідази відіграють ключову роль у процесі ангіогенезу. Фрагменти ГК стимулюють ангіогенез та гіалуронідази, що виробляють ці фрагменти. Цікаво, що гіпоксія також збільшує виробництво ГК та активність гіулоронідазів. Рецептори гіалуронової кислоти, CD44 та RHAMM, найбільш добре вивчені з точки зору їхньої ролі у раковому метастазуванні. Підвищена експресія CD44 клінічно позитивно корелює з метастазами у низці типів пухлин. CD44 впливає на адгезію пухлинних клітин один до одного і до ендотеліальних клітин, перебудовує цитоскелет через Rho ГТФазу, і збільшує активність руйнівних ферментів позаклітинного матриксу. Підвищена експресія RHAMM також клінічно корелювала з метастазами раку. З точки зору механіки, RHAMM сприяє рухливості ракових клітин через ряд шляхів, включаючи фокальну кіназ адгезії (ФАК), МАР-кіназу (МАРК), PP60 (с-SRC), і ГТФази. Рецептор ГК-індукованої рухливості може також взаємодіяти з CD44, стимулюючи ангіогенез у бік метастатичного ураження.

Ін'єкції гіалуронової кислоти

Гіалуронова кислота є поширеним інгредієнтом у продуктах для догляду за шкірою. До недавнього часу наповнювачі гіалуронової кислоти вводили, використовуючи класичну гостру голку для підшкірних ін'єкцій. Голка проходила через нерви та судини, викликаючи біль та синці. У 2009 році була розроблена нова техніка, за допомогою якої шкіра проколюється гострою голкою, а потім мікроскопічна порожниста голка ковзає під шкірою, не проколюючи її глибше.

Добавки у конярстві

Гіалуронова кислота використовується для лікування суглобових захворювань у коней, особливо під час змагань чи важкої роботи. ГК приписується при зап'ястковій та скакальній дисфункції, за відсутності підозр на сепсис або перелом. Часто використовується при синовіті, пов'язаному з остеоартрит у коней. Речовина може вводитися безпосередньо в уражений суглоб або внутрішньовенно при менш локалізованих порушеннях. Може спричиняти слабке нагрівання зв'язок при прямому введенні, але не впливає на клінічні результати. При внутрішньосуглобовому введенні ліки повністю метаболізуються менш ніж за тиждень. Зверніть увагу, що, відповідно до канадського регулювання, гіалуронова кислота, HY-50, не повинна вводитися тваринам, призначеним на забій. У Європі, однак, не вважають, що цей препарат має якийсь ефект і впливає на смакові якості конини.

Етимологія

Гіалуронова кислота витягується з гилоса (від грец. «Склоподібне тіло») і уронової кислоти, так як вона була вперше виділена зі склоподібного тіла і має високий вміст уронової кислоти. Термін «гіалуронат» відноситься до сполученої основи гіалуронової кислоти. Оскільки молекула, як правило, присутня в природних умовах у поліаніонному вигляді, її зазвичай називають гіалуроновою кислотою.

Історія

Гіалуронова кислота міститься в багатьох тканинах організму, таких як шкіра, хрящі та склоподібне тіло. Тому вона добре підходить як доповнення біомедичних добавок, орієнтованих на ці тканини. Перший біомедичний продукт з ГК, Геалон, був розроблений у 1970-х та 1980-х роках. компаній Pharmacia, і призначався для використання в хірургії ока (а саме, при пересадці рогівки, хірургії катаракти, глаукоми, та операціях з відновлення відшарованої сітківки). Інші біомедичні компанії також виробляють марки ГК для використання в хірургії очей. Вихідний гіалуронан має відносно короткий період напіврозпаду (що було показано у дослідах на кроликах), тому для збільшення довжини ланцюга та стабілізації молекули для її використання у медичних цілях були розроблені різні технології виробництва. Використовувалися такі методи, як впровадження перехресних зв'язків на основі білка, впровадження молекул, що поглинають вільні радикали, таких як сорбіт, і мінімальна стабілізація ланцюгів ГК за допомогою хімічних агентів, наприклад, гіалуронова стабілізована кислота неживотного походження. Наприкінці 1970-х інтраокулярна імплантація лінз часто супроводжувалася важким набряком рогівки, за рахунок пошкодження ендотелію клітин під час операції. Було очевидно, що необхідне в'язке, прозоре, фізіологічне мастило для запобігання такого зіскрібку з ендотеліальних клітин.

Дослідження

Завдяки своїй високій біосумісності та присутності у позаклітинному матриксі тканин, гіалуронова кислота стає популярною як біоматеріал у дослідженнях тканинної інженерії. Зокрема, ряд науково-дослідних груп виявили особливі властивості гіалуронової кислоти у галузі тканинної інженерії. Ця додаткова функція дозволяє дослідникам сформувати необхідну форму, і навіть відтворити терапевтичні молекули. Гіалуронова кислота може бути створена шляхом приєднання тіолів (торгова назва: Extracel, HyStem), метакрилатів, гексадисиломідів (торгова назва: Hymovis), та тирамінів (торгова назва: Corgel). Гіалуронова кислота також може бути створена нарям з формальдегіду (торгова назва: Hylan-A) або з дивінілсульфону (торгова назва: Hylan-B). Завдяки своїй здатності регулювати ангіогенез шляхом стимулювання проліферації ендотеліальних клітин, гіалуронова кислота може бути використана для створення гідрогелів для вивчення морфогенезу судин. Ці гідрогелі мають властивості, подібні до людських. м'яким тканинам, але також легко контролюються та змінюються, що робить ГК дуже підходящою речовиною для досліджень у галузі тканинної інженерії. Наприклад, гідрогелі ГК застосовуються для відтворення судинної мережі з ендотеліальних клітин-попередників з використанням відповідних факторів росту, таких як VEGF та Ang-1, щоб сприяти проліферації та утворенню судинної мережі. У цих гелях є вакуоля (невелика порожнина) і утворення просвіту, що супроводжуються розгалуженням і проростанням через деградацію гідрогелю і, зрештою, утворюють конструкцію складної мережі. Здатність генерувати судинні мережі, використовуючи ГК гідрогелі, призводить до можливості клінічного застосування ГК. У дослідженні в природних умовах, коли ГК гідрогель з ендотеліальними колонієутворюючими клітинами були імплантовані мишам через три дні після формування гідрогелю, відтворена судинна мережа прижилася протягом 2 тижнів після імплантації. Це вказує на життєздатність та функціональність судинної мережі.

Гіалуронова кислота купити

Гіалуронова кислота є досить важливим компонентом, який входить до складу сполучної тканини, а також міститься в біологічних рідинах (зокрема – синовіальній) та виробляється гіалуронат-синтетазами (клас мембранних білків). Гіалуронова кислота є трансдермальною системою доставки багатьох інших активних компонентів, необхідних здоров'ю шкіри обличчя. На ринку існує маса препаратів, що містять як компонент гіалуронову кислоту, і застосовуються в косметології та медицині.