Гиалуроновая кислота и её применение¶

Гиалуроновая кислота (гиалуронан, гиалуронат) — линейный гликозаминогликан, состоящий из повторяющихся дисахаридных звеньев N-ацетилглюкозамина и глюкуроновой кислоты. Это высокомолекулярное соединение естественного происхождения, присутствующее в межклеточном матриксе соединительной ткани всех позвоночных. В разговорной речи «гиалуронками» обычно называют косметические средства и инъекционные препараты на основе гиалуроновой кислоты, применяемые для увлажнения кожи и коррекции возрастных изменений.

¶Химическое строение и свойства

Молекула гиалуроновой кислоты представляет собой неразветвлённый полимер с молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов дальтон. Дисахаридные единицы соединены поочерёдно β-1,4- и β-1,3-гликозидными связями. Благодаря наличию карбоксильных и гидроксильных групп молекула обладает высокой гидрофильностью: один грамм вещества способен связывать до шести литров воды.

В организме гиалуронан входит в состав синовиальной жидкости, стекловидного тела глаза, пупочного канатика, хрящевой ткани и кожи. Он обеспечивает вязкоэластичные свойства тканевых жидкостей, участвует в регуляции клеточной миграции, пролиферации и воспалительных реакций.

¶История изучения

Вещество было впервые выделено в 1934 году американскими биохимиками Карлом Мейером и Джоном Палмером из стекловидного тела бычьего глаза. Название образовано от греческих слов «hyalos» (стекло) и «уроновая кислота». В 1950-х годах были описаны его физико-химические свойства, а с 1970-х началось промышленное производство. Первоначально сырьём служили петушиные гребни и пупочные канатики, позднее перешли к биотехнологическому синтезу с использованием бактерий Streptococcus.

¶Биологические функции

В организме гиалуроновая кислота выполняет несколько ключевых задач:

• поддержание водного баланса и тургора тканей;
• обеспечение вязкости синовиальной жидкости, смазывающей суставы;
• участие в заживлении ран и регенерации тканей;
• модуляция иммунного ответа через рецепторы CD44;
• формирование внеклеточного матрикса в эмбриогенезе.

С возрастом синтез гиалуронана снижается, а его деградация под действием ферментов гиалуронидаз ускоряется. Это связывают с появлением морщин, сухостью кожи и снижением эластичности хрящей.

¶Применение в медицине

В клинической практике гиалуроновая кислота используется в нескольких направлениях.

¶Офтальмология

Растворы гиалуроната натрия применяются как вискоэластики при операциях на глазах, в частности при замене хрусталика, а также в составе увлажняющих капель.

¶Ортопедия и ревматология

Внутрисуставные инъекции гиалуроновой кислоты (вискосупплементация) применяются при остеоартрозе коленного и тазобедренного суставов для временного улучшения подвижности и уменьшения боли.

¶Дерматология и косметология

Инъекционные филлеры на основе сшитой гиалуроновой кислоты используются для контурной пластики, коррекции морщин и увеличения объёма губ. Эффект сохраняется от шести до восемнадцати месяцев в зависимости от препарата и зоны введения.

¶Хирургия

Плёнки и гели на основе гиалуронана применяются для предотвращения послеоперационных спаек и как раневые покрытия.

¶Косметические средства

В косметике гиалуроновую кислоту добавляют в кремы, сыворотки, тоники и маски. Различают три основные фракции по молекулярной массе:

Эффективность наружных средств зависит от концентрации, молекулярной массы и способности молекулы преодолевать эпидермальный барьер. В отсутствие окклюзионных компонентов (например, вазелина) гиалуроновая кислота может, напротив, вытягивать влагу из кожи в сухом климате.

¶Производство

Современная промышленность получает гиалуроновую кислоту преимущественно путём бактериальной ферментации. Штаммы Streptococcus zooepidemicus культивируют в питательной среде, после чего полимер выделяют, очищают и при необходимости сшивают агентами (BDDE, дивинилсульфон) для повышения стабильности. Также разрабатываются рекомбинантные технологии синтеза в клетках дрожжей и растений.

¶Безопасность и побочные эффекты

Гиалуроновая кислота биосовместима и низкоиммуногенна, поскольку химически идентична эндогенной. Однако инъекционные процедуры могут сопровождаться отёком, покраснением, гематомами, а в редких случаях — гранулёматозными реакциями и сосудистыми осложнениями при попадании филлера в артерию. Тяжёлым, но редким осложнением считается некроз тканей. Для коррекции передозировки или сосудистых проблем применяется гиалуронидаза — фермент, расщепляющий полимер.

¶Регулирование

В России инъекционные препараты гиалуроновой кислоты регистрируются как медицинские изделия или лекарственные средства и подлежат контролю Росздравнадзора. Косметические средства с гиалуронаном относятся к парфюмерно-косметической продукции и регулируются техническим регламентом Таможенного союза. Процедуры введения филлеров должны выполняться медицинскими работниками с соответствующей квалификацией.