Быстрый Поиска
Гиалуроновая кислота, также называемая гиалуронаном, представляет собой анионный несульфатированный гликозаминогликан, широко распространенный в соединительных, эпителиальных и нервных тканях.
Гиалуроновая кислота уникальна среди гликозаминогликанов, поскольку она несульфатирована, образуется в плазматической мембране вместо аппарата Гольджи и может иметь очень большие размеры: синовиальная гиалуроновая кислота человека составляет в среднем около 7 миллионов Да на молекулу, или около 20 000 дисахаридных мономеров, в то время как другие источники упоминают 3–4 миллиона Да.
Название ИЮПАК: (1 → 4)-(2-ацетамидо-2-дезокси-D-глюко)-(1 → 3)-D-глюкуроногликан.
Номер CAS: 9004-61-9
Номер ЕС: 232-678-0
Химическая формула: (C14H21NO11)n
Другие названия: Гиалуроновая кислота, 9004-61-9, S270N0TRQY, Synvisc, Hyruan Plus, 232-678-0, CHEBI:16336, Emervel, Hyal-Joint, Hyalo-Oligo, Гиалобарьерный гель, Гиалофилл, Гиалориго, Макронан, Мукоитин, Nutra-HAF, Sepracoat, Sepragel Sinus, Sofast, UNII-S270N0TRQY, Viscofill Extra, кислота, гиалуроновая кислота, Captique, DTXSID7046750, EINECS 232-678-0, Gengicure, HSDB 7240, сыворотка HYALURON 3S, ГИАЛУРОНОВАЯ КИСЛОТА (STREPTOCOCCUS EQUI), uronsaeure , MAXCLINIC HYALURONIC MESO CHANGE ROLLER, MORISU, PRO PH Filler, UNII-B7SG5YV2SI, микроиглы с гиалуроновой кислотой WELLAGE, гиалуроновая кислота, гиалуроновая кислота
Среднестатистический человек весом 70 кг (150 фунтов) имеет в организме примерно 15 граммов гиалуронана, треть из которых перерабатывается (то есть разлагается и синтезируется) в день.
Являясь одним из главных компонентов внеклеточного матрикса, он вносит значительный вклад в пролиферацию и миграцию клеток и участвует в прогрессировании многих злокачественных опухолей.
Гиалуроновая кислота также является компонентом внеклеточной капсулы стрептококка группы А и, как полагают, играет роль в вирулентности.
Физиологическая функция
До конца 1970-х годов гиалуроновую кислоту описывали как «слизистую» молекулу, вездесущий углеводный полимер, который является частью внеклеточного матрикса.
Например, гиалуроновая кислота является основным компонентом синовиальной жидкости и, как было обнаружено, увеличивает ее вязкость.
Наряду с лубрицином он является одним из основных смазочных компонентов жидкости.
Гиалуроновая кислота является важным компонентом суставного хряща, где она присутствует в виде оболочки вокруг каждой клетки (хондроцита).
Когда мономеры аггрекана связываются с гиалуроновой кислотой в присутствии HAPLN1 (белок 1, связывающий гиалуроновую кислоту и протеогликан), образуются большие, сильно отрицательно заряженные агрегаты.
Эти агрегаты впитывают воду и отвечают за упругость хряща (его устойчивость к сжатию).
Молекулярная масса (размер) гиалуронана в хряще с возрастом уменьшается, но количество увеличивается.
Была высказана гипотеза о смазывающей роли гиалуронана в мышечных соединительных тканях, способствующей скольжению между соседними слоями тканей.
Особый тип фибробластов, встроенный в плотные фасциальные ткани, был предложен как клетки, специализирующиеся на биосинтезе богатого гиалуронатом матрикса.
Связанная с ними активность может быть связана с регуляцией способности скольжения между соседними мышечными соединительными тканями.
Гиалуроновая кислота также является основным компонентом кожи, где она участвует в восстановлении тканей. Когда кожа подвергается чрезмерному воздействию UVB-лучей, она воспаляется (солнечный ожог), а клетки дермы перестают вырабатывать столько гиалуронана и увеличивают скорость его деградации.
Продукты распада гиалуронана затем накапливаются в коже после воздействия ультрафиолета.
Хотя гиалуронан в изобилии присутствует во внеклеточном матриксе, он также способствует гидродинамике тканей, движению и пролиферации клеток и участвует во многих взаимодействиях с рецепторами клеточной поверхности, особенно в тех, которые включают его первичные рецепторы, CD44 и RHAMM.
Повышение регуляции CD44 само по себе широко признано маркером активации клеток в лимфоцитах. Вклад гиалуронана в рост опухоли может быть обусловлен его взаимодействием с CD44.
Рецептор CD44 участвует в клеточных адгезионных взаимодействиях, необходимых опухолевым клеткам.
Хотя гиалуронан связывается с рецептором CD44, есть свидетельства того, что продукты деградации гиалуронана передают свой воспалительный сигнал через толл-подобный рецептор 2 (TLR2), TLR4 или оба TLR2 и TLR4 в макрофагах и дендритных клетках.
TLR и гиалуронан играют роль во врожденном иммунитете.
Существуют ограничения, включая потерю этого соединения in vivo, ограничивающую продолжительность эффекта.
Ремонт ран
Как основной компонент внеклеточного матрикса, гиалуроновая кислота играет ключевую роль в регенерации тканей, воспалительной реакции и ангиогенезе, которые являются фазами заживления ран.
Однако по состоянию на 2023 год обзоры его влияния на заживление хронических ран, включая ожоги, язвы диабетической стопы или хирургическое восстановление кожи, показывают либо недостаточные доказательства, либо лишь ограниченные положительные данные клинических исследований.
Имеются также некоторые ограниченные данные, позволяющие предположить, что гиалуроновая кислота может быть полезна для заживления язв и в небольшой степени помогает контролировать боль.
Гиалуроновая кислота соединяется с водой и набухает, образуя гель, что делает ее полезной при лечении кожи в качестве дермального наполнителя для мимических морщин; его эффект длится от 6 до 12 месяцев, и лечение одобрено регулирующими органами Управления по контролю за продуктами и лекарствами США.
Грануляция
Грануляционная ткань — это перфузированная волокнистая соединительная ткань, которая заменяет сгусток фибрина в заживающих ранах.
Гиалуроновая кислота обычно растет из основания раны и способна заполнять раны практически любого размера, которые она заживляет.
Гиалуроновая кислота содержится в большом количестве в матриксе грануляционной ткани.
Различные клеточные функции, необходимые для восстановления тканей, могут быть связаны с этой сетью, богатой гиалуроновой кислотой.
Эти функции включают облегчение миграции клеток во временный матрикс раны, пролиферацию клеток и организацию матрикса грануляционной ткани.
Инициирование воспаления имеет решающее значение для формирования грануляционной ткани; следовательно, провоспалительная роль ГК, как обсуждалось выше, также способствует этой стадии заживления ран.
Миграция клеток
Миграция клеток необходима для формирования грануляционной ткани.
На ранней стадии грануляционной ткани преобладает богатый ГК внеклеточный матрикс, который считается благоприятной средой для миграции клеток во временный матрикс раны.
HA обеспечивает открытый гидратированный матрикс, который облегчает миграцию клеток, тогда как в последнем сценарии направленная миграция и контроль связанных клеточных механизмов опосредуются посредством специфического клеточного взаимодействия между HA и рецепторами HA на клеточной поверхности.
Он образует связи с несколькими протеинкиназами, связанными с локомоцией клеток, например, киназой, регулируемой внеклеточными сигналами, киназой фокальной адгезии и другими нерецепторными тирозинкиназами.
Во время развития плода путь миграции, по которому мигрируют клетки нервного гребня, богат ГК. ГК тесно связана с процессом миграции клеток в матриксе грануляционной ткани, и исследования показывают, что движение клеток может быть ингибировано, по крайней мере частично, за счет деградации ГК или блокирования занятия рецепторов НА.
Было также показано, что синтез ГК, обеспечивая динамическую силу клетке, связан с миграцией клеток.
По сути, ГК синтезируется на плазматической мембране и высвобождается непосредственно во внеклеточную среду.
Это может способствовать созданию гидратированного микроокружения в местах синтеза и важно для миграции клеток, способствуя их отслоению.
Исцеление кожи
Гиалуроновая кислота играет важную роль в нормальном эпидермисе.
ГК также выполняет решающие функции в процессе реэпителизации благодаря нескольким своим свойствам.
К ним относятся неотъемлемая часть внеклеточного матрикса базальных кератиноцитов, которые являются основными составляющими эпидермиса; его функция по улавливанию свободных радикалов и его роль в пролиферации и миграции кератиноцитов.
В нормальной коже ГК обнаруживается в относительно высоких концентрациях в базальном слое эпидермиса, где обнаруживаются пролиферирующие кератиноциты.
CD44 локализован вместе с ГК в базальном слое эпидермиса, где, кроме того, было показано, что он преимущественно экспрессируется на плазматической мембране, обращенной к матриксным карманам, богатым гиалуроновой кислотой.
Поддержание внеклеточного пространства и обеспечение открытой, а также гидратированной структуры для прохождения питательных веществ — основные функции гиалуроновой кислоты в эпидермисе.
В отчете обнаружено, что содержание ГК увеличивается в присутствии ретиноевой кислоты (витамина А).
Предполагаемые эффекты ретиноевой кислоты против фотоповреждения и фотостарения кожи могут быть коррелированы, по крайней мере частично, с увеличением содержания гиалуроновой кислоты в коже, что приводит к увеличению гидратации тканей.
Было высказано предположение, что свойство гиалуроновой кислоты поглощать свободные радикалы способствует защите от солнечного излучения, поддерживая роль CD44, действующего в качестве рецептора гиалуроновой кислоты в эпидермисе.
Эпидермальная гиалуроновая кислота также действует как манипулятор в процессе пролиферации кератиноцитов, что важно для нормальной функции эпидермиса, а также во время реэпителизации при восстановлении тканей.
В процессе заживления ран гиалуроновая кислота экспрессируется в краях раны, в матриксе соединительной ткани и сочетается с экспрессией CD44 в мигрирующих кератиноцитах.
Медицинское использование
Гиалуроновая кислота одобрена FDA для лечения остеоартрита коленного сустава посредством внутрисуставных инъекций.
Обзор 2012 года показал, что качество исследований, подтверждающих это использование, было в основном плохим, при общем отсутствии значительных преимуществ и что внутрисуставное введение гиалуроновой кислоты могло вызвать побочные эффекты.
Метаанализ 2020 года показал, что внутрисуставные инъекции высокомолекулярной гиалуроновой кислоты улучшают как боль, так и функциональность у людей с остеоартритом коленного сустава.
Гиалуроновую кислоту использовали для лечения сухости глаз.
Гиалуроновая кислота является распространенным ингредиентом средств по уходу за кожей.
Гиалуроновая кислота используется в качестве кожного наполнителя в косметической хирургии.
Гиалуроновую кислоту обычно вводят с помощью классической острой иглы для подкожных инъекций или микроканюли. Некоторые исследования показали, что использование микроканюлей может значительно уменьшить эмболию сосудов во время инъекций.
В настоящее время гиалуроновая кислота используется в качестве наполнителя мягких тканей из-за ее биосовместимости и возможной обратимости при использовании гиалуронидазы.
Осложнения включают разрыв нервов и микрососудов, боль и синяки.
Некоторые побочные эффекты также могут проявляться в виде эритемы, зуда и окклюзии сосудов; Окклюзия сосудов является наиболее тревожным побочным эффектом из-за возможности некроза кожи или даже слепоты у пациента.
В некоторых случаях филлеры на основе гиалуроновой кислоты могут привести к гранулематозной реакции на инородное тело.
Структура
Гиалуроновая кислота представляет собой полимер дисахаридов, которые состоят из D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-глюкозамина, связанных чередующимися гликозидными связями β-(1 → 4) и β-(1 → 3).
Гиалуроновая кислота может иметь длину 25 000 дисахаридных повторов. Полимеры гиалуроновой кислоты могут иметь размер от 5000 до 20 000 000 Да in vivo.
Средняя молекулярная масса синовиальной жидкости человека составляет 3–4 млн Да, а гиалуроновой кислоты, очищенной из пуповины человека, — 3 140 000 Да; в других источниках упоминается средняя молекулярная масса синовиальной жидкости 7 миллионов Да.
Гиалуроновая кислота также содержит кремний в концентрации 350–1900 мкг/г в зависимости от местоположения в организме.
Гиалуроновая кислота энергетически стабильна, отчасти из-за стереохимии входящих в ее состав дисахаридов.
Объемные группы в каждой молекуле сахара занимают стерически выгодные положения, тогда как более мелкие атомы водорода занимают менее выгодные аксиальные положения.
Гиалуроновая кислота в водных растворах самоассоциируется с образованием временных кластеров в растворе.
Хотя гиалуроновая кислота считается полиэлектролитной полимерной цепью, она не демонстрирует полиэлектролитного пика, что предполагает отсутствие характерного масштаба длин между молекулами гиалуроновой кислоты и появление фрактальной кластеризации, что связано с сильной сольватацией этих молекул.
Биологический синтез
Гиалуроновая кислота синтезируется классом интегральных мембранных белков, называемых гиалуронансинтазами, из которых у позвоночных есть три типа: HAS1, HAS2 и HAS3.
Эти ферменты удлиняют гиалуронан путем многократного добавления D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-глюкозамина к формирующемуся полисахариду, когда он вытесняется через ABC-транспортер через клеточную мембрану во внеклеточное пространство.
Термин фасцицит был придуман для описания фибробластоподобных клеток, синтезирующих гиалуроновую кислоту.
Было показано, что синтез гиалуроновой кислоты ингибируется 4-метилумбеллифероном (гимекромоном), производным 7-гидрокси-4-метилкумарина.
Такое избирательное ингибирование (без ингибирования других гликозаминогликанов) может оказаться полезным для предотвращения метастазирования клеток злокачественной опухоли.
При тестировании на культивированных синовиальных фибробластах человека наблюдается ингибирование синтеза гиалуронана по принципу обратной связи низкомолекулярным гиалуронатом (<500 кДа) в высоких концентрациях, но стимуляция высокомолекулярным гиалуронатом (>500 кДа).
Bacillus subtilis недавно была генетически модифицирована для культивирования запатентованной формулы для получения гиалуроновой кислоты в рамках запатентованного процесса, производящего продукт, пригодный для человека.
Фасциоциты
Фасцициты — это тип биологических клеток, которые производят богатый гиалуронатом внеклеточный матрикс и модулируют скольжение мышечных фасций.
Фасциоциты — фибробластоподобные клетки, обнаруженные в фасциях.
Они имеют округлую форму, более округлые ядра и менее удлиненные клеточные отростки по сравнению с фибробластами.
Фасциоциты сгруппированы вдоль верхней и нижней поверхности фасциального слоя.
Фасциоциты производят гиалуронан, который регулирует фасциальное скольжение.
Биосинтетический механизм
Гиалуроновая кислота представляет собой линейный гликозаминогликан (ГАГ), анионный гелеобразный полимер, обнаруженный во внеклеточном матриксе эпителиальных и соединительных тканей позвоночных.
Гиалуроновая кислота является частью семейства структурно сложных линейных анионных полисахаридов.
Карбоксилатные группы, присутствующие в молекуле, придают ей отрицательный заряд, что позволяет успешно связываться с водой и делает ее ценной для косметических и фармацевтических продуктов.
ГК состоит из повторяющихся дисахаридов β4-глюкуроновой кислоты (GlcUA)-β3-N-ацетилглюкозамина (GlcNAc) и синтезируется гиалуронансинтазами (HAS), классом интегральных мембранных белков, которые производят четко определенные, однородные длины цепей, характерные для ХА.
У позвоночных существует три типа HAS: HAS1, HAS2, HAS3; каждый из них способствует удлинению полимера ГК.
Для создания капсулы ГК этот фермент должен присутствовать, поскольку он полимеризует предшественники УДФ-сахара в гиалуроновую кислоту.
Предшественники гиалуроновой кислоты синтезируются путем первого фосфорилирования глюкозы гексокиназой с образованием глюкозо-6-фосфата, который является основным предшественником ГК.
Затем используются два пути синтеза УДФ-н-ацетилглюкозамина и УДФ-глюкуроновой кислоты, которые оба реагируют с образованием гиалуроновой кислоты.
Глюкозо-6-фосфат превращается либо во фруктозо-6-фосфат с помощью hasE (фосфоглюкоизомеразы), либо в глюкозо-1-фосфат с помощью pgm (α-фосфоглюкомутазы), причем оба они подвергаются разным наборам реакций.
УДФ-глюкуроновая кислота и УДФ-н-ацетилглюкозамин связываются вместе с образованием HA посредством hasA (HA-синтазы).
Синтез УДФ-глюкуроновой кислоты
УДФ-глюкуроновая кислота образуется из hasC (UDP-глюкозопирофосфорилаза), превращающей глюкозу-1-P в УДФ-глюкозу, которая затем реагирует с hasB (UDP-глюкозодегидрогеназа) с образованием УДФ-глюкуроновой кислоты.
Синтез N-ацетил глюкозамина
Путь вперед от фруктозы-6-P использует glmS (амидотрансферазу) для образования глюкозамина-6-P.
Затем glmM (мутаза) реагирует с этим продуктом с образованием глюкозамина-1-P. hasD (ацетилтрансфераза) превращает его в n-ацетилглюкозамин-1-P и, наконец, hasD (пирофосфорилаза) превращает этот продукт в UDP-n-ацетилглюкозамин.
Последний этап: два дисахарида образуют гиалуроновую кислоту.
УДФ-глюкуроновая кислота и УДФ-н-ацетилглюкозамин связываются вместе с образованием НА посредством hasA (НА-синтазы), завершая синтез.
Деградация
Гиалуроновая кислота может расщепляться семейством ферментов, называемых гиалуронидазами.
У человека существует как минимум семь типов гиалуронидазоподобных ферментов, некоторые из которых являются супрессорами опухолей.
Продукты деградации гиалуронана, олигосахариды и гиалуронан с очень низкой молекулярной массой проявляют проангиогенные свойства.
Кроме того, недавние исследования показали, что фрагменты гиалуронана, а не нативная высокомолекулярная молекула, могут вызывать воспалительные реакции в макрофагах и дендритных клетках при повреждении тканей и при трансплантации кожи.
Гиалуронан также может разлагаться в результате неферментативных реакций. К ним относятся кислотный и щелочной гидролиз, ультразвуковая дезинтеграция, термическое разложение и разложение окислителями.
Этимология
Гиалуроновую кислоту получают из гиалоса (по-гречески стекловидное тело, что означает «стеклоподобный») и уроновой кислоты, поскольку она впервые была выделена из стекловидного тела и обладает высоким содержанием уроновой кислоты.
Термин «гиалуронат» относится к сопряженному основанию гиалуроновой кислоты. Поскольку молекула обычно существует in vivo в полианионной форме, ее чаще всего называют гиалуронаном.
История
Гиалуроновую кислоту впервые получили Карл Мейер и Джон Палмер в 1934 году из стекловидного тела коровьего глаза.
Первый биомедицинский продукт на основе гиалуронана, Healon, был разработан в 1970-х и 1980-х годах компанией Pharmacia и одобрен для использования в глазной хирургии (т.е. трансплантации роговицы, хирургии катаракты, хирургии глаукомы и операции по восстановлению отслоения сетчатки).
Другие биомедицинские компании также производят гиалуронан для офтальмохирургии.
Нативная гиалуроновая кислота имеет относительно короткий период полураспада (показано на кроликах), поэтому были использованы различные технологии производства, чтобы увеличить длину цепи и стабилизировать молекулу для ее использования в медицинских целях.
Внедрение поперечных связей на основе белка, введение молекул, поглощающих свободные радикалы, таких как сорбит, и минимальная стабилизация цепей гиалуроновой кислоты с помощью химических агентов, таких как NASHA (стабилизированная гиалуроновая кислота неживотного происхождения) — все это методы, которые были используется для сохранения срока годности.
В конце 1970-х годов имплантация интраокулярной линзы часто сопровождалась тяжелым отеком роговицы из-за повреждения эндотелиальных клеток во время операции.
Гиалуроновая кислота показала, что необходима вязкая, прозрачная, физиологическая смазка для предотвращения такого соскабливания эндотелиальных клеток.
Название «гиалуронан» также используется для обозначения соли.
Другие животные
Гиалуронан используется при лечении суставных заболеваний у лошадей, особенно во время соревнований или тяжелой работы.
Гиалуроновая кислота показана при дисфункции запястных и путовых суставов, но не при подозрении на сепсис или перелом сустава.
Гиалуроновая кислота особенно используется при синовите, связанном с остеоартритом лошадей.
Гиалуроновую кислоту можно вводить непосредственно в пораженный сустав или внутривенно при менее локализованных заболеваниях.
Гиалуроновая кислота может вызвать легкое нагревание сустава при прямом введении, но это не влияет на клинический результат.
Лекарство, введенное внутрисуставно, полностью метаболизируется менее чем за неделю.
Согласно канадским правилам, гиалуронан в препарате HY-50 не следует назначать животным, подлежащим убою на конину.
Однако в Европе считается, что тот же препарат не оказывает такого эффекта, и съедобность конины не ухудшается.
Исследовать
Благодаря своей высокой биосовместимости и обычному присутствию во внеклеточном матриксе тканей гиалуронан используется в качестве биоматериала в исследованиях в области тканевой инженерии.
В частности, исследовательские группы обнаружили, что свойства гиалуронана для тканевой инженерии и регенеративной медицины могут быть улучшены с помощью сшивки с образованием гидрогеля.
Сшивание может обеспечить желаемую форму, а также доставить терапевтические молекулы в организм хозяина.
Гиалуронан можно сшить путем присоединения тиолов (см. «Тиомеры») (торговые названия: Extracel, HyStem), гексадециламидов (торговое название: Hymovis) и тираминов (торговое название: Corgel).
Гиалуронан также может быть сшит непосредственно формальдегидом (торговое название: Hylan-A) или дивинилсульфоном (торговое название: Hylan-B).
Благодаря своей способности регулировать ангиогенез путем стимуляции пролиферации эндотелиальных клеток in vitro, гиалуронан можно использовать для создания гидрогелей для изучения морфогенеза сосудов.
Гиалуроновая кислота — это липкое, скользкое вещество, которое ваш организм производит естественным путем.
Ученые обнаружили гиалуроновую кислоту по всему телу, особенно в глазах, суставах и коже.
Гиалуроновая кислота, также известная как гиалуронан или гиалуронат, представляет собой липкое, скользкое вещество, которое ваше тело производит естественным путем.
Ученые обнаружили гиалуроновую кислоту по всему телу, особенно в глазах, суставах и коже.
Гиалуроновая кислота — замечательное вещество из-за всех преимуществ и применений, которые она оказывает на организм. Вот лишь некоторые из преимуществ гиалуроновой кислоты:
Гиалуроновая кислота помогает всему идти гладко. Гиалуроновая кислота помогает вашим суставам работать как хорошо смазанная машина.
Гиалуроновая кислота предотвращает боль и травмы, вызванные стиранием костей друг о друга.
Гиалуроновая кислота помогает поддерживать водный баланс. Гиалуроновая кислота очень хорошо удерживает воду. Четверть чайной ложки гиалуроновой кислоты содержит около полутора галлонов воды.
Вот почему гиалуроновую кислоту часто используют для лечения сухости глаз.
Гиалуроновая кислота также используется в увлажняющих кремах, лосьонах, мазях и сыворотках.
Гиалуроновая кислота делает кожу эластичной.
Гиалуроновая кислота помогает коже растягиваться и изгибаться, а также уменьшает морщины и линии на коже.
Также доказано, что гиалуроновая кислота помогает ранам быстрее заживать и уменьшает образование рубцов.
Гиалуроновую кислоту часто производят путем ферментации определенных видов бактерий. Распространенным источником также являются петушиные гребни (красные наросты, похожие на ирокезов, на макушке головы и лица петуха).
Существует множество способов приема гиалуроновой кислоты (как отдельно, так и в составе комбинированных продуктов). Многие из них доступны без рецепта. Некоторым нужен рецепт врача. Некоторым вам необходимо обратиться к квалифицированному медицинскому специалисту.
Вот несколько различных способов (доступных без рецепта) приема гиалуроновой кислоты:
Внутрь: гиалуроновая кислота поставляется в виде пищевых добавок и таблеток. Существует даже жидкая форма, которую можно смешать с водой и выпить.
Пероральный прием гиалуроновой кислоты может иметь много преимуществ. К ним относятся уменьшение боли при артрите, улучшение здоровья кожи и многое другое.
На вашей коже: продукты с гиалуроновой кислотой выпускаются в различных формах, которые вы наносите на кожу. К ним относятся шампуни, лосьоны, кремы, гели, мази, пластыри и сыворотки. Вы также можете купить порошок гиалуроновой кислоты и смешать его с водой, чтобы получить сыворотку с гиалуроновой кислотой, которую можно наносить на кожу.
Гиалуроновая кислота обладает полезными свойствами при нанесении на кожу. Это особенно полезно для уменьшения морщин и возрастных линий.
Глазные капли. Многие глазные капли содержат гиалуроновую кислоту.
При интимном контакте: гиалуроновая кислота является распространенным ингредиентом гелей, кремов или личных смазок от сухости или боли влагалища, особенно у женщин в период менопаузы.
Гиалуроновую кислоту также можно приобрести по рецепту в следующих формах:
Инъекции: инъекции гиалуроновой кислоты в суставы могут облегчить боль, вызванную артритом. Его также часто используют с лекарствами, вводимыми внутривенно. Медицинские работники могут назначать его не по назначению для лечения боли в мочевом пузыре (например, боли, вызванной интерстициальным циститом).
Под кожей: филлеры, содержащие гиалуроновую кислоту и коллаген (природный белок, который также содержится в вашем организме), разрешены для инъекций под кожу. Эти наполнители помогают восстановить естественную форму и внешний вид, например, для лечения шрамов от прыщей или увеличения объема губ.
В носу: в некоторых лекарствах используется гиалуроновая кислота, поскольку она помогает организму усваивать ее, особенно при приеме через нос.
С помощью ингалятора/небулайзера: гиалуроновая кислота может лечить респираторные (дыхательные) проблемы, такие как астма или инфекции.
Помните, что инъекции должны делать только обученные и квалифицированные медицинские работники. Хотя эксперты утверждают, что гиалуроновая кислота безопасна, неправильное ее использование, особенно при инъекциях, может привести к серьезным осложнениям или даже смерти.
Гиалуроновая кислота принадлежит к типу длинных и сложных цепочечных молекул, называемых полимерами.
На цепи имеется множество мест, где могут зацепляться другие химические соединения (например, вода).
Вот почему четверть чайной ложки гиалуроновой кислоты может удерживать около полутора галлонов воды, что делает ее лучшим природным или искусственным полимером для поглощения воды (и ключевым ингредиентом увлажняющих продуктов).
Поскольку гиалуроновая кислота имеет много места для закрепления других молекул, гиалуроновая кислота отлично подходит для транспортировки других молекул по всему телу.
Гиалуроновая кислота также обладает способностью прикрепляться к клеткам, поэтому целевая доставка лекарств с использованием гиалуроновой кислоты является основной темой исследований.
Цепная структура гиалуроновой кислоты также означает, что она может действовать как каркасная структура, позволяя тканям расти.
Это ключевой шаг в заживлении ран на вашем теле.
Ученые также обнаружили гиалуроновую кислоту в эмбрионах человека и изучают, какую роль гиалуроновая кислота играет в репродукции и развитии.
Длительное использование сыворотки с гиалуроновой кислотой на коже или в виде добавки, принимаемой внутрь, может улучшить общее состояние кожи.
Гиалуроновая кислота также помогает улучшить общую гибкость и эластичность кожи (то есть она делает кожу более эластичной и мягкой).
Гиалуроновая кислота (которую вы можете найти на этикетках некоторых средств по уходу за кожей под названием ГК) естественным образом присутствует в организме человека. Вещество действует как магнит для влаги, помогая вашим клеткам удерживать как можно больше влаги, благодаря чему ваша кожа ощущается и выглядит увлажненной, упругой и здоровой.
Всего один грамм гиалуроновой кислоты обладает впечатляющей способностью удерживать до шести литров воды. Добавьте к этому сверхумную способность регулировать влажность внутри клеток, чтобы не затопить их, и вы получите гениальный ингредиент.
Если ваша кожа еще не наслаждается преимуществами гиалуроновой кислоты, вот почему ей следует:
Если кожа достаточно увлажнена, она становится очень мягкой, пухлой и мягкой и выглядит намного более сияющей.
Когда кожа увлажнена, морщины (даже самые глубокие) уменьшаются, поэтому гиалуроновая кислота является отличным ингредиентом для людей со стареющей кожей, которые отчаянно пытаются сохранить свою молодость.
Гиалуроновая кислота творит чудеса со всеми. «Гиалуроновая кислота подходит для любого типа кожи, даже для чувствительной или склонной к высыпаниям кожи, а также для людей с жирным цветом лица».
Недавние исследования показывают, что гиалуроновая кислота также обладает антиоксидантными свойствами, а это означает, что гиалуроновая кислота может действовать как щит от свободных радикалов, которые мы не контролируем, таких как загрязнение окружающей среды и другие агрессоры.
Организм естественным образом вырабатывает гиалуроновую кислоту, которая помогает смазывать наши ткани.
Гиалуроновая кислота играет важную роль в здоровье кожи, заживлении ран, прочности костей и многих других системах и функциях организма.
Гиалуроновая кислота, также известная как гиалуронан, представляет собой прозрачное клейкое вещество, которое естественным образом вырабатывается организмом.
Наибольшее его количество содержится в коже, соединительной ткани и глазах.
Его основная функция — удерживать воду, обеспечивая смазку и влажность тканей.
Гиалуроновая кислота имеет множество применений. Многие люди принимают его в качестве добавки, но его также используют в сыворотках для местного применения, глазных каплях и инъекциях.
Добавки гиалуроновой кислоты могут помочь вашей коже выглядеть и чувствовать себя более эластичной.
Гиалуроновая кислота — это соединение, которое естественным образом содержится в коже, где оно связывается с водой, помогая удерживать влагу.
Однако естественный процесс старения и воздействие таких факторов, как ультрафиолетовое излучение солнца, табачный дым и загрязнение окружающей среды, могут уменьшить его количество в коже.
Прием добавок гиалуроновой кислоты может предотвратить это снижение, давая организму дополнительное количество ее для проникновения в кожу.
Согласно одному исследованию 2014 года, было показано, что дозы 120–240 миллиграммов (мг) в день в течение как минимум 1 месяца значительно повышают влажность кожи и уменьшают сухость кожи у взрослых.
Гидратированная кожа также уменьшает появление морщин, что может объяснить, почему некоторые исследования показывают, что ее добавление может сделать кожу более гладкой.
При нанесении на поверхность кожи сыворотки с гиалуроновой кислотой могут уменьшить морщины, покраснения и дерматиты.
Некоторые дерматологи даже вводят филлеры на основе гиалуроновой кислоты, чтобы кожа выглядела упругой и молодой.
Гиалуроновая кислота также играет ключевую роль в заживлении ран.
Гиалуроновая кислота естественным образом присутствует в коже, но ее концентрация увеличивается, когда есть повреждения, требующие восстановления.
Гиалуроновая кислота помогает ранам быстрее заживать, регулируя уровень воспаления и сигнализируя организму о необходимости строить больше кровеносных сосудов в поврежденной области.
В некоторых более старых исследованиях было показано, что нанесение его на кожные раны уменьшает размер ран и уменьшает боль быстрее, чем плацебо или отсутствие лечения вообще.
Гиалуроновая кислота также обладает антибактериальными свойствами, поэтому может помочь снизить риск заражения при нанесении непосредственно на открытые раны.
Более того, он эффективен для уменьшения заболеваний десен, ускорения заживления после операций на зубах и устранения язв при местном применении в полости рта.
Хотя исследования сывороток и гелей с гиалуроновой кислотой являются многообещающими, не проводилось исследований, позволяющих определить, могут ли добавки гиалуроновой кислоты обеспечить такие же преимущества.
Однако, поскольку пероральные добавки повышают уровень гиалуроновой кислоты в коже, разумно предположить, что они могут принести некоторую пользу.
Гиалуроновая кислота также содержится в суставах, где она обеспечивает смазку пространства между костями.
Когда суставы смазаны, кости с меньшей вероятностью будут тереться друг о друга и вызывать неприятную боль.
Добавки гиалуроновой кислоты очень полезны людям с остеоартритом — типом дегенеративного заболевания суставов, вызванным со временем изнашиванием суставов.
Было показано, что прием 80–200 мг ежедневно в течение как минимум 2 месяцев значительно уменьшает боль в коленях у людей с остеоартритом, особенно в возрасте от 40 до 70 лет.
Гиалуроновую кислоту также можно вводить непосредственно в суставы для облегчения боли. Однако анализ более 21 000 взрослых обнаружил лишь небольшое уменьшение боли и больший риск побочных эффектов.
Некоторые исследования показывают, что сочетание пероральных добавок гиалуроновой кислоты с инъекциями может помочь продлить эффект обезболивания и увеличить время между уколами.
Новое исследование показывает, что добавки гиалуроновой кислоты могут помочь уменьшить симптомы кислотного рефлюкса.
При возникновении кислотного рефлюкса содержимое желудка срыгивается в горло, вызывая боль и повреждая слизистую оболочку пищевода.
Гиалуроновая кислота может помочь успокоить поврежденную оболочку пищевода и ускорить процесс восстановления.
Одно исследование в пробирке 2012 года показало, что применение смеси гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата к поврежденным кислотой тканям горла помогло заживить их гораздо быстрее, чем когда лечение не проводилось.
Исследования на людях также показали преимущества.
Одно исследование показало, что прием добавок гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата вместе с препаратами, снижающими кислотность, уменьшает симптомы рефлюкса на 60% больше, чем прием только препаратов, снижающих кислотность.
Другое более старое исследование показало, что добавки того же типа в пять раз более эффективны в уменьшении симптомов кислотного рефлюкса, чем плацебо.
Исследования в этой области все еще относительно новы, и для повторения этих результатов необходимы дополнительные исследования.
Тем не менее, эти результаты являются многообещающими.
Примерно 11% пожилых людей испытывают симптомы сухости глаз из-за снижения выработки слез или слишком быстрого испарения слез.
Поскольку гиалуроновая кислота превосходно удерживает влагу, ее часто используют для лечения сухости глаз.
Было показано, что глазные капли, содержащие 0,2–0,4% гиалуроновой кислоты, уменьшают симптомы сухости глаз и улучшают здоровье глаз.
Контактные линзы, содержащие гиалуроновую кислоту медленного высвобождения, также разрабатываются в качестве возможного средства лечения сухости глаз.
Кроме того, глазные капли с гиалуроновой кислотой часто используются во время операций на глазах для уменьшения воспаления и ускорения заживления ран.
Хотя было показано, что их нанесение непосредственно на глаза уменьшает симптомы сухости глаз и улучшает общее состояние глаз, неясно, оказывают ли пероральные добавки такой же эффект.
Одно небольшое исследование с участием 24 человек показало, что сочетание гиалуроновой кислоты для местного и перорального применения было более эффективным в улучшении симптомов сухости глаз, чем использование только гиалуроновой кислоты для местного применения.
Однако необходимы более крупные и качественные исследования, чтобы понять влияние пероральных добавок гиалуроновой кислоты на здоровье глаз.
Новые исследования на животных начали изучать влияние добавок гиалуроновой кислоты на здоровье костей.
Два более ранних исследования показали, что добавки гиалуроновой кислоты могут помочь замедлить скорость потери костной массы у крыс с остеопенией, начальной стадией потери костной массы, которая предшествует остеопорозу.
Некоторые старые исследования в пробирке также показали, что высокие дозы гиалуроновой кислоты могут повысить активность остеобластов, клеток, ответственных за построение новой костной ткани.
Хотя необходимы более качественные, недавние исследования на людях, ранние исследования на животных и в пробирках многообещающи.
Примерно 3–6% женщин страдают от состояния, называемого интерстициальным циститом или синдромом болезненного мочевого пузыря.
Это расстройство вызывает боль и болезненность в животе, а также сильные и частые позывы к мочеиспусканию.
Хотя причины интерстициального цистита неизвестны, было обнаружено, что гиалуроновая кислота помогает облегчить боль и частоту мочеиспускания, связанные с этим состоянием, при введении непосредственно в мочевой пузырь через катетер.
Неясно, почему гиалуроновая кислота помогает облегчить эти симптомы, но исследователи предполагают, что она помогает восстанавливать повреждения тканей мочевого пузыря, делая их менее чувствительными к боли.
Исследования еще не определили, могут ли пероральные добавки гиалуроновой кислоты увеличить ее количество в мочевом пузыре настолько, чтобы оказать тот же эффект.
Добавки гиалуроновой кислоты могут безопасно приниматься большинством людей и приносят много пользы для здоровья.
Гиалуроновая кислота хорошо известна своими полезными свойствами для кожи, особенно уменьшением сухости кожи, уменьшением появления тонких линий и морщин и ускорением заживления ран.
Гиалуроновая кислота также может помочь облегчить боль в суставах у людей с остеоартритом.
Другие известные применения включают глазные капли с гиалуроновой кислотой для облегчения сухости глаз и введение гиалуроновой кислоты непосредственно в мочевой пузырь через катетер для уменьшения боли.
В целом, гиалуроновая кислота является полезной добавкой при различных заболеваниях, особенно связанных со здоровьем кожи и суставов.
Гиалуроновая кислота — это водосвязывающая молекула (формально известная как тип гликозаминогликана), которая в изобилии содержится в коже.
Гиалуроновая кислота действует, привлекая большое количество молекул воды и удерживая их в коже, что важно для поддержания гидратации и упругости кожи.
Гиалуроновая кислота, также известная как гиалурон или гиалуронан, помогает коже удерживать влагу и служит антивозрастным ингредиентом в средствах по уходу.
Гиалуроновая кислота бывает в форме с длинной или короткой цепью, которая имеет разные эффекты.
Составление режима ухода за лицом с использованием продуктов с гиалуроновой кислотой может эффективно разгладить тонкие линии и морщины.
Гиалуроновая кислота – это гелеобразное вещество, которое естественным образом присутствует в организме человека, а именно в коже, суставах, глазах и соединительной ткани.
Способный удерживать воду, в 1000 раз превышающую его вес, он играет важную роль в удержании влаги.
Благодаря этим свойствам он прекрасно работает в качестве антивозрастного компонента в кремах и сыворотках для лица, сохраняя кожу мягкой и эластичной.
Вы также можете увидеть его под названиями Гиалурон или Гиалуронан.
Производство гиалуроновой кислоты снижается с возрастом, что приводит к потере влаги, уменьшению объема и появлению тонких линий.
Примерно в 25 лет синтез гиалуроновой кислоты в коже начинает замедляться, что приводит к усилению признаков старения.
Гиалуроновая кислота является важной частью кожи, а синовиальная жидкость — основным компонентом суставной жидкости.
Если в пожилом возрасте есть проблемы с суставами, это может помочь. Конечно, вам следует обсудить это со своим врачом для получения индивидуального совета.
Гиалуроновая кислота (ГК) представляет собой несульфатированный гликозаминогликан, который является распространенным компонентом внеклеточного матрикса.
В этой главе впервые представлены химическая структура, биофизические свойства и биологический контекст гиалуроновой кислоты.
Далее описывается производство гиалуроновой кислоты из позвоночных, бактериальных источников и химиоферментных источников, а также соответствующие аналитические методы и стандарты.
Затем описаны методы химической модификации ГК, в которых ГК преобразуется в широкий спектр биоматериалов для клинического и исследовательского использования.
Затем рассматриваются медицинские применения гиалуроновой кислоты, включая офтальмохирургию, инъекции при остеоартрите и дермальные наполнители, заживление ран, а также использование в клеточной терапии и тканевой инженерии.
В последнем разделе описываются ресурсы, доступные исследователям гиалуроновой кислоты, и обсуждается будущее науки о гиалуроновой кислоте.
Гиалуроновая кислота (также известная как гиалуронан или гиалуронат) в природе содержится во многих тканях и жидкостях, но в большем количестве — в суставном хряще и синовиальной жидкости (СЖ). Содержание гиалуроновой кислоты (ГК) широко варьируется в разных суставах и видах животных.
Гиалуроновая кислота представляет собой несульфатированный природный небелковый гликозаминогликан (ГАГ) с отличительными физико-химическими свойствами, вырабатываемый синовиоцитами, фибробластами и хондроцитами.
Гиалуроновая кислота играет важную роль в биомеханике нормальной СЖ, частично отвечая за смазку и вязкоэластичность СЖ.
Концентрация гиалуроновой кислоты и ее молекулярная масса (MW) снижаются по мере прогрессирования остеоартрита (ОА) с возрастом. По этой причине гиалуроновая кислота уже более четырех десятилетий используется при лечении ОА у собак, лошадей и людей.
Гиалуроновая кислота оказывает противоартритное действие посредством множества механизмов, включающих рецепторы, ферменты и другие метаболические пути.
Гиалуроновая кислота также используется при лечении офтальмологических, кожных заболеваний, ожогов, заживления ран и других заболеваний. Молекулярная масса гиалуроновой кислоты, по-видимому, играет решающую роль в рецептуре продуктов, используемых для лечения заболеваний.
В этом обзоре представлено обоснование использования ГК при некоторых болезненных состояниях с особым упором на ОА.
Введение
В 1934 году Карл Мейер и Джон Палмер впервые выделили гликозаминогликан (ГАГ) из стекловидного тела бычьего глаза и назвали его «гиалуроновой кислотой».
Термин «гиалуронан» был введен в 1986 году для соответствия номенклатуре полисахаридов. В дальнейшем его обнаруживали и в других органах (суставах, коже, петушьем гребне, пуповине человека и др.) и тканях (соединительных, эпителиальных и нервных).
Гиалуроновая кислота (ГК) также производится посредством микробной ферментации (Streptococcus Zooepidemicus, Escherichia coli, Bacillus subtilis и др.), а ее молекулярная масса (MW), как сообщается, контролируется концентрацией УДФ-N-ацетилглюкозамина.
И у позвоночных, и у бактерий его химическая структура одинакова.
Большинство клеток организма обладают способностью синтезировать ГК в определенный момент клеточного цикла, что указывает на ее функцию в нескольких фундаментальных биологических процессах.
Гиалуроновая кислота является основным компонентом внеклеточного матрикса (ECM) и обычно присутствует в костном мозге млекопитающих, суставном хряще и синовиальной жидкости.
Первые лечебные инъекции ГК в суставы животных были проведены ездовым лошадям при травматическом артрите.
Этот метод лечения оказался эффективным и с тех пор широко применяется в ветеринарной медицине.
В настоящее время растворы эластично-вязкой гиалуроновой кислоты и ее производных (таких как гиланы) широко используются у животных для лечения артритных болей.
Сообщается, что гиалуроновая кислота является уникальной биомолекулой, поскольку ее биологические функции можно объяснить ее физико-химическими свойствами и ее специфическим взаимодействием с клетками и внеклеточным матриксом.
Гиалуроновая кислота в последнее время стала более широко применяться в арсенале средств лечения боли при ОА.
У людей ГК используется с 1970-х годов для лечения болей в суставах и других заболеваний.
В этом обзоре описаны физико-химические и реологические свойства, клеточные и молекулярные механизмы фармакологического и терапевтического воздействия на здоровье и болезненные состояния, а также соображения токсичности и безопасности гиалуроновой кислоты.
Физико-химические свойства и физиологические функции
Гиалуроновая кислота (ГК) представляет собой встречающееся в природе несульфатированное небелковое соединение гликозаминогликанов (ГАГ) с отчетливыми физико-химическими свойствами повторяющихся звеньев β-1,4-D-глюкуроновой кислоты и β-1,3-N-ацетилглюкозамина.
Гиалуроновая кислота обладает превосходной вязкоэластичностью, высокой способностью удерживать влагу, высокой биосовместимостью и гигроскопическими свойствами.
При концентрации всего 0,1% цепочки гиалуроновой кислоты могут обеспечить высокую вязкость.
Обладая этими свойствами, гиалуроновая кислота действует как смазка, амортизатор, стабилизатор структуры суставов, а также регулятор водного баланса и сопротивления течению.
У человека средней массой тела 70 кг имеется около 15 г ГК, которая присутствует в суставах, коже, глазах и других органах и тканях (соединительных, эпителиальных и нервных) организма.
Из 15 г общей гиалуроновой кислоты ежедневно перерабатывается 5 г.
Наибольшее количество гиалуроновой кислоты присутствует в коже (около половины всей гиалуроновой кислоты, синовиальной жидкости, стекловидном теле и пуповине).
Гиалуроновая кислота является важным компонентом внеклеточного матрикса и способствует пролиферации, миграции и морфогенезу клеток (10, 36–38). ГК также встречается внутри клеток и, как сообщается, играет определенную роль внутри клетки.
В полости сустава молекулы ГК синтезируются преимущественно синовиоцитами типа В.
Гиалуроновая кислота (полимер дисахаридов) может иметь длину 25 000 дисахаридных повторов с молекулярной массой 5 000–20 000 000 Да.
Гиалуроновая кислота синтезируется гиалуронансинтазой (HAS), из которой у позвоночных имеется три изофермента (HAS-1, HAS-2 и HAS-3).
Эти три изофермента HAS производят полимеры гиалуроновой кислоты разного размера и по-разному регулируются транскрипционным, трансляционным и посттрансляционным уровнями, включая альтернативный сплайсинг, субклеточную локализацию и эпигенетические процессы.
Эти изоферменты удлиняют гиалуроновую кислоту путем многократного добавления глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина к формирующемуся полисахариду.
Три гена расположены на трех разных хромосомах, хотя их идентичность составляет 50–71%. Они встречаются в 19q13.4, 8q24.12 и 16q22.1 соответственно.
Гиалуроновая кислота катаболизируется гиалуронидазой, и сообщается, что молекулярная масса гиалуроновой кислоты в хряще снижается с возрастом.
Гиалуроновая кислота связывается с молекулами ЕСМ и рецепторами клеточной поверхности, тем самым регулируя поведение клеток посредством контроля макро- и микросреды ткани.
В исследовании in vitro Соммарин и Хайнегорд исследовали взаимодействие между гиалуроновой кислотой и экзогенными сульфат-меченными протеогликанами хряща (PG) на поверхности клеток хондроцитов суставного хряща теленка.
Результаты показали, что PG взаимодействуют с рецепторами гиалуроновой кислоты на поверхности клетки в области связывания HA.
Связанные PG, меченные сульфатом, расположены на поверхности клетки, и лишь небольшая часть PG интернализуется.
Гиалуроновая кислота может связываться с тремя основными классами рецепторов клеточной поверхности: CD44 (мембранный гликопротеин), рецептором опосредованной гиалуронатом подвижности (RHAMM) и молекулой межклеточной адгезии 1 (ICAM-1), которые выполняют различные функции.
CD44 является наиболее широко распространенным рецептором клеточной поверхности, способным связывать гиалуроновую кислоту.
CD44 взаимодействует с рядом других лигандов, включая остеопонтин, коллагены и матриксные металлопротеиназы (ММП).
Гиалуроновая кислота может ингибировать передачу сигнала через рецепторы гиалуроновой кислоты CD44 и RHAMM.
Сообщается, что гиалуроновая кислота с более высокой и более низкой молекулярной массой ГК имеет различные молекулярные и клеточные механизмы и разнообразные биологические эффекты посредством взаимодействия с рецепторами CD44.
CD44-опосредованная передача сигналов влияет как на пути выживания хондроцитов, так и на апоптотические (хондроптотические) пути.
Фрагменты ГК, образующиеся в результате свободнорадикальных процессов, могут увеличивать выработку оксида азота по CD44-зависимому механизму.
Что касается определения функционального хондроцита CD44, будущие исследования должны включать анализ экспрессии вариантов изоформ CD44, фосфорилирования, цитоскелетных взаимодействий, оккупации и оборота.
В дополнение к этим рецепторам были идентифицированы два других рецептора для связывания гиалуроновой кислоты: гиалуронановый рецептор эндотелия лимфатических сосудов (LYVE-1) и рецептор гиалуроновой кислоты для эндоцитоза (HARE), также известный как Стабилин-2.
Физиологическая роль гиалуроновой кислоты хорошо изучена в тканях и жидкостях организма.
В целом, гиалуроновая кислота может участвовать в различных клеточных взаимодействиях (дифференцировка клеток, пролиферация, развитие и распознавание) и физиологических функциях (смазка, баланс гидратации, структура матрикса и стерические взаимодействия).
Обладая уникальными реологическими свойствами и являясь составной частью ГАГ и суставного хряща, физиологическая роль гиалуроновой кислоты в нормальной структуре и функции суставов хорошо объяснена.
Физиологическая значимость гиалуроновой кислоты признана не только в здоровых суставах и суставах с ОА, но также в других тканях и состояниях здоровья.
Гиалуроновая кислота представляет собой несульфатированный ГАГ и состоит из повторяющихся полимерных дисахаридов D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-глюкозамина, связанных глюкуронидной β-связью (1 → 3).
В водных растворах гиалуроновая кислота образует специфические стабильные третичные структуры.
Несмотря на простоту состава, отсутствие изменений в составе сахаров и точек разветвления, гиалуроновая кислота обладает множеством физико-химических свойств.
Полимеры гиалуроновой кислоты встречаются в огромном количестве конфигураций и форм, в зависимости от их размера, концентрации соли, pH и связанных с ними катионов.
В отличие от других ГАГ, гиалуроновая кислота не связана ковалентно с ядром белка, но может образовывать агрегаты с протеогликанами.
Гиалуроновая кислота содержит большой объем воды, что придает растворам высокую вязкость даже при низких концентрациях.
Распределение гиалуроновой кислоты в тканях и клетках
ГК широко распространена от прокариотических до эукариотических клеток.
У человека гиалуроновая кислота наиболее распространена в коже, составляя 50% от общего количества гиалуроновой кислоты в организме, стекловидном теле глаза, пуповине и синовиальной жидкости, но она также присутствует во всех тканях и жидкостях организма. , такие как скелетные ткани, сердечные клапаны, легкие, аорта, предстательная железа, белочная оболочка, кавернозные тела и губчатое тело полового члена.
Гиалуроновая кислота вырабатывается в основном мезенхимальными клетками, но также и другими типами клеток.
Биологическая функция гиалуроновой кислоты
За последние два десятилетия было представлено значительное количество доказательств, раскрывающих функциональную роль гиалуроновой кислоты в молекулярных механизмах и указывающих на потенциальную роль гиалуроновой кислоты для разработки новых терапевтических стратегий для многих заболеваний.
Функции гиалуроновой кислоты включают следующее: гидратация, смазка суставов, способность заполнять пространство и создавать основу, через которую мигрируют клетки.
Синтез гиалуроновой кислоты увеличивается во время повреждения тканей и заживления ран, а гиалуроновая кислота регулирует несколько аспектов восстановления тканей, включая активацию воспалительных клеток для усиления иммунного ответа и реакции на повреждение фибробластов49,50 и эпителиальных клеток.
Гиалуроновая кислота также обеспечивает основу для формирования кровеносных сосудов и миграции фибробластов, которые могут участвовать в прогрессировании опухоли.
Также сообщалось о корреляции уровней гиалуроновой кислоты на клеточной поверхности раковых клеток с агрессивностью опухолей.
Размер гиалуроновой кислоты, по-видимому, имеет решающее значение для ее различных функций, описанных выше.
Гиалуроновая кислота с высоким молекулярным размером, обычно превышающим 1000 кДа, присутствует в интактных тканях и оказывает антиангиогенное и иммуносупрессивное действие, тогда как более мелкие полимеры гиалуроновой кислоты являются сигналами бедствия и мощными индукторами воспаления и ангиогенеза.
Биосинтез гиалуроновой кислоты
Гиалуроновая кислота синтезируется специфическими ферментами, называемыми синтазами гиалуроновой кислоты (HAS).
Это мембраносвязанные ферменты, которые синтезируют гиалуроновую кислоту на внутренней поверхности плазматической мембраны, а затем гиалуроновая кислота вытесняется через пороподобные структуры во внеклеточное пространство.
Существует три фермента млекопитающих HAS -1, -2 и -3, которые проявляют различные ферментативные свойства и синтезируют цепи гиалуроновой кислоты различной длины.
Использование биотинилированного гиалуронового пептида, связывающего гиалуроновую кислоту, показало, что не только клетки мезенхимального происхождения способны синтезировать гиалуроновую кислоту, и позволило гистолокализовать гиалуроновую кислоту в дермальном отделе кожи и эпидермисе.
Этот метод позволил визуализировать гиалуроновую кислоту в эпидермисе, главным образом в ВКМ верхнего шиповатого и зернистого слоев, тогда как в базальном слое гиалуроновая кислота преимущественно находится внутриклеточно.
Функция кожи как барьера частично приписывается пластинчатым телам, которые, как полагают, представляют собой модифицированные лизосомы, содержащие гидролитические ферменты.
Они сливаются с плазматическими мембранами зрелых кератиноцитов и обладают способностью подкислять с помощью протонных насосов и частично превращать свои полярные липиды в нейтральные липиды.
Диффузия водного вещества через эпидермис блокируется этими липидами, синтезируемыми кератиноцитами в зернистом слое.
Этот пограничный эффект соответствует уровню окрашивания гиалуроновой кислоты.
Область, богатая гиалуроновой кислотой, расположенная ниже этого слоя, может получать воду из богатой влагой дермы, и содержащаяся в ней вода не может проникнуть за пределы богатого липидами зернистого слоя.
Увлажнение кожи в решающей степени зависит от связанной с гиалуроновой кислотой воды в дерме и жизненно важных областях эпидермиса, в то время как поддержание гидратации существенно зависит от гранулезного слоя.
Обширная потеря гранулезного слоя у пациентов с ожогами может вызвать серьезные клинические проблемы из-за обезвоживания.
Как упоминалось выше, гиалуроновая кислота кожи составляет около 50% от общего количества гиалуроновой кислоты в организме.
Содержание гиалуроновой кислоты в дерме значительно выше, чем в эпидермисе, при этом в сосочковой дерме уровень ГК гораздо выше, чем в ретикулярной дерме.
Гиалуроновая кислота дермы находится в непрерывном контакте с лимфатической и сосудистой системами.
Гиалуроновая кислота в дерме регулирует водный баланс, осмотическое давление и поток ионов и действует как сито, исключая определенные молекулы, усиливая внеклеточную область клеточных поверхностей и стабилизируя структуры кожи за счет электростатических взаимодействий.
Повышенные уровни гиалуроновой кислоты синтезируются во время восстановления тканей плода без рубцов, а длительное присутствие гиалуроновой кислоты обеспечивает такой рубец.
бесплатное восстановление тканей.
Дермальные фибробласты обеспечивают синтетический механизм получения дермальной гиалуроновой кислоты и должны быть мишенью для фармакологических попыток улучшить гидратацию кожи.
К сожалению, экзогенная гиалуроновая кислота выводится из дермы и быстро разлагается.
Синтазы гиалуроновой кислоты в коже
В коже экспрессия генов HAS-1 и HAS-2 в дерме и эпидермисе дифференциально регулируется TGF-β1, что указывает на то, что изоформы HAS регулируются независимо и что функция гиалуроновой кислоты различна в дерме и эпидермисе.
Экспрессия мРНК HAS-2 и HAS-3 может стимулироваться фактором роста кератиноцитов, который активирует миграцию кератиноцитов и стимулирует заживление ран, что приводит к накоплению гиалуроновой кислоты среднего размера в культуральной среде и внутри кератиноцитов.
Миграционная реакция кератиноцитов при заживлении ран стимулируется повышенным синтезом гиалуроновой кислоты.
мРНК HAS-2 также индуцируется IL-1β и TNFα в фибробластах и эпидермальным фактором роста в эпидермальных кератиноцитах крыс.
Сообщалось о нарушенной экспрессии синтаз гиалуроновой кислоты при повреждении тканей.
Уровень мРНК HAS-2 и HAS-3 значительно увеличивается после повреждения кожи у мышей, что приводит к увеличению количества эпидермальной гиалуроновой кислоты.
При ювенильном гиалиновом фиброматозе, редком аутосомно-рецессивном заболевании, характеризующемся отложением гиалинового материала и множественными поражениями кожи, наблюдается значительное снижение экспрессии HAS-1 и HAS-3, что объясняет снижение синтеза гиалуроновой кислоты в поражениях кожи.
В дермальных фибробластах, где преобладающей изоформой является HAS-2, глюкокортикоиды почти полностью ингибируют мРНК HAS, что указывает на молекулярную основу снижения уровня гиалуроновой кислоты в атрофической коже в результате местного лечения глюкокортикоидами.
Гиалуронидазы в коже
В коже не установлено, какой из различных HYAL контролирует обмен гиалуроновой кислоты в дерме и эпидермисе.
Выяснение биологии HYAL в коже может предложить новые фармакологические цели для борьбы с возрастным обменом ГК в коже.
Рецепторы гиалуроновой кислоты в коже
В дерме и эпидермисе гиалуроновая кислота локализуется совместно с CD44.
Однако точные варианты CD44 в различных отделах кожи еще не выяснены. Сообщалось, что взаимодействия CD44-HA опосредуют связывание клеток Лангерганса с гиалуроновой кислотой в матриксе, окружающем кератиноциты, посредством их богатых CD44 поверхностей, когда они мигрируют через эпидермис.
RHAMM также экспрессируется в коже человека.
Стимуляция движения фибробластов, индуцированная TGF-β1, опосредуется посредством RHAMM, тогда как сверхэкспрессия RHAMM может привести к трансформации фибробластов.108
Гиалуроновая кислота и старение кожи
Наиболее драматическим гистохимическим изменением, наблюдаемым в стареющей коже, является заметное исчезновение эпидермальной гиалуроновой кислоты, тогда как гиалуроновая кислота все еще присутствует в дерме.
Причины этого изменения гомеостаза гиалуроновой кислоты с возрастом неизвестны.
Как упоминалось выше, на синтез эпидермальной гиалуроновой кислоты влияет подлежащая кожа и он контролируется отдельно от синтеза дермальной гиалуроновой кислоты.
Сообщалось также о прогрессивном уменьшении размера полимеров ГК в коже в результате старения.
Таким образом, эпидермис теряет основную молекулу, ответственную за связывание и удержание молекул воды, что приводит к потере влаги кожей.
В дерме основным возрастным изменением является увеличение авидности гиалуроновой кислоты в тканевых структурах с сопутствующей потерей экстрагируемости гиалуроновой кислоты.
Это соответствует прогрессирующему сшиванию коллагена и устойчивой потере экстрагируемости коллагена с возрастом.
Все вышеперечисленные возрастные явления способствуют выраженному обезвоживанию, атрофии и потере эластичности, характерному для стареющей кожи.
Преждевременное старение кожи является результатом многократного и длительного воздействия УФ-излучения.
Около 80% старения кожи лица связано с воздействием ультрафиолета.
Повреждение УФ-излучением первоначально вызывает легкую форму заживления ран и сначала связано с увеличением уровня гиалуроновой кислоты в дерме.
Всего 5 минут воздействия УФ-излучения на голых мышей вызывали усиленное отложение гиалуроновой кислоты, что указывает на то, что повреждение кожи, вызванное УФ-излучением, происходит чрезвычайно быстро.
Первоначальное покраснение кожи после воздействия УФ-излучения может быть связано с легкой отечной реакцией, вызванной усиленным отложением гиалуроновой кислоты и высвобождением гистамина.
Многократное и продолжительное воздействие УФ-излучения в конечном итоге имитирует типичную реакцию заживления ран с отложением рубцов, подобных коллагену типа I, а не обычной смеси коллагенов типов I и III, которая придает коже эластичность и гибкость.
В коже фотостарение приводит к аномальному содержанию и распределению ГАГ по сравнению с тем, что наблюдается в рубцах или реакции заживления ран, со снижением уровня гиалуроновой кислоты и увеличением уровня протеогликанов хондроитинсульфата.
В дермальных фибробластах это снижение синтеза гиалуроновой кислоты было связано с фрагментами коллагена, которые активируют αvβ3-интегрины и, в свою очередь, ингибируют передачу сигналов Rho-киназы и ядерную транслокацию фосфоERK, что приводит к снижению экспрессии HAS-2.
Недавно мы раскрыли некоторые биохимические изменения, которые могут отличать фотостарение от естественного старения.
На фотоэкспонированных и фотозащищенных образцах тканей кожи человека, полученных от одного и того же пациента, мы показали значительное увеличение экспрессии ГК меньшей молекулярной массы в фотоэкспонированной коже по сравнению с фотозащищенной кожей.
Это увеличение деградированной гиалуроновой кислоты было связано со значительным снижением экспрессии HAS-1 и увеличением экспрессии HYAL-1, -2 и -3.
Кроме того, экспрессия рецепторов гиалуроновой кислоты CD44 и RHAMM была значительно снижена в фотооблученной коже по сравнению с фотозащищенной кожей.
Эти результаты показывают, что фотооблученная кожа и, следовательно, внешнее старение кожи характеризуются отчетливым гомеостазом гиалуроновой кислоты.
Мы также оценили образцы фотозащищенных тканей кожи взрослых и подростков и заметили, что естественное старение кожи было связано со значительным снижением содержания гиалуроновой кислоты и снижением регуляции HAS-1, HAS-2, CD44 и RHAMM.
Аналогичные результаты для фотозащищенной кожи также были получены для обоих полов в отношении HA, HAS-2 и CD44.
Заключение
Имеющиеся данные позволяют предположить, что гомеостаз гиалуроновой кислоты демонстрирует особый профиль внутреннего старения кожи, который полностью отличается от такового при внешнем старении кожи.
Необходимо получить дополнительную информацию для понимания метаболизма гиалуроновой кислоты в слоях кожи и взаимодействия гиалуроновой кислоты с другими компонентами кожи.
Такая информация облегчит возможность рационального регулирования влажности кожи и может способствовать совершенствованию существующих лекарств и разработке новых методов лечения старения кожи.
