Гиалуроновая кислота и её свойства¶

Гиалуроновая кислота — линейный гетерополисахарид из группы гликозаминогликанов, состоящий из повторяющихся дисахаридных звеньев N-ацетилглюкозамина и глюкуроновой кислоты, соединённых чередующимися β-1,4- и β-1,3-гликозидными связями. В организме человека и животных входит в состав внеклеточного матрикса соединительной ткани, синовиальной жидкости, стекловидного тела глаза и кожи. Молекула не содержит сульфатных групп, не связывается с белковым ядром (в отличие от других гликозаминогликанов) и обладает высокой гидрофильностью: один грамм вещества удерживает до 6 литров воды. Впервые выделена в 1934 году Карлом Мейером и Джоном Палмером из стекловидного тела бычьего глаза; название образовано от латинского hyalos («стекло») и уроновой кислоты.

¶Химическое строение и свойства

Молекулярная масса природной гиалуроновой кислоты варьирует от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов дальтон. В физиологических условиях полимер существует в виде соли — гиалуроната натрия, поскольку карбоксильные группы глюкуроновой кислоты диссоциированы. Цепь принимает рыхлую спиральную конформацию, формируя обширные гидратные оболочки.

Ключевые физико-химические свойства:

• высокая вязкость растворов даже при низких концентрациях;
• способность к образованию гелей и обратимому переходу «золь — гель»;
• участие в связывании рецепторов CD44 и RHAMM на поверхности клеток;
• биосовместимость и способность к полной биодеградации.

В организме полимер синтезируется ферментами гиалуронансинтазами (HAS1, HAS2, HAS3) на внутренней стороне плазматической мембраны и выделяется прямо в межклеточное пространство. Разрушается гиалуронидазами и активными формами кислорода.

¶Биологическая роль

Гиалуроновая кислота выполняет несколько функций:

1. Механическая и опорная. Обеспечивает тургор кожи, вязкость синовиальной жидкости, прозрачность стекловидного тела.
2. Гидратация. Связывает воду в межклеточном матриксе, поддерживая объём тканей.
3. Регуляторная. Через рецептор CD44 влияет на пролиферацию, миграцию и дифференцировку клеток, участвует в воспалительных реакциях и ангиогенезе.
4. Участие в заживлении ран. Низкомолекулярные фрагменты выступают сигнальными молекулами, стимулирующими репаративные процессы.

С возрастом содержание гиалуроновой кислоты в тканях снижается, меняется её молекулярная масса, что связывают с потерей эластичности кожи и развитием остеоартрита.

¶Получение

Промышленно вещество добывают двумя способами:

• Животное сырьё. Экстракция из петушиных гребней, стекловидного тела, пуповины. Метод исторически первый, но ограничен по объёму и требует тщательной очистки.
• Микробиологический синтез. Культивирование штаммов Streptococcus equi и Streptococcus zooepidemicus с последующей очисткой. Современный основной способ, дающий продукт высокой и контролируемой молекулярной массы.

¶Применение

¶Медицина

• Офтальмология. Входит в состав вискоэластиков для операций на глазах, увлажняющих растворов.
• Ортопедия. Внутрисуставные инъекции гиалуронатов при остеоартрите коленного и тазобедренного суставов (вискосупплементация).
• Хирургия. Антиадгезивные гели и плёнки для профилактики спаек.
• Дерматология. Заполнители морщин (филлеры), препараты для биоревитализации и мезотерапии.
• Урология, оториноларингология. Вспомогательные средства при операциях и лечении.

¶Косметология

Гиалуроновая кислота — один из наиболее востребованных компонентов увлажняющих сывороток, кремов и масок. Эффективность зависит от молекулярной массы: высокомолекулярные формы образуют на поверхности плёнку, низкомолекулярные проникают в роговой слой.

¶Пищевая промышленность

В ряде стран зарегистрирована как биологически активная добавка; в России и ЕС применяется ограниченно.

¶Классификация препаратов

¶Безопасность и регуляция

Препараты на основе гиалуроновой кислоты относятся к изделиям медицинского назначения либо к лекарственным средствам в зависимости от назначения и способа введения. Возможные нежелательные реакции: отёк, покраснение, болезненность в месте инъекции, редко — гранулёматозные реакции и аллергия. В России оборот регулируется Росздравнадзором; для косметических средств действуют технические регламенты ЕАЭС.

¶Интересные факты

• В стекловидном теле человека содержится около 4 мг гиалуроновой кислоты на 1 мл.
• У некоторых бактерий капсула из гиалуроновой кислоты маскирует их от иммунной системы хозяина.
• Голый землекоп (Heterocephalus glaber) имеет аномально высокомолекулярную гиалуроновую кислоту, что связывают с его устойчивостью к раку.