Гиалуроновая кислота

Гиалуроновую кислоту (ГК) вырабатывают клетки соединительной ткани фибробласты. Она является уникальным веществом, способным удерживать воду в тысячи раз больше своего собственного веса. Это ценное качество делает гиалуроновую кислоту основным элементом кожи, слизистых, суставной жидкости, стекловидного тела глаза, связок, суставного хряща, клапанов сердца.

Физико-химические свойства

ГК - это линейный гликозаминогликан, который является основным компонентом внеклеточного матрикса, состоящего из повторяющихся элементов — полимерных дисахаридов D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-глюкозаминов, соединенных переменными гликозидными связями ß-1,4 и ß-1,3. Молекула гиалуроновой кислоты может содержать до 25 000 таких дисахаридных звеньев. Природная гиалуроновая кислота имеет молекулярную массу от 5 000 до 20 000 000 Да. Средняя молекулярная масса полимера, содержащегося в синовиальной жидкости у человека составляет 3 140 000 Да.

Увлажняющие свойства ГК связаны с ее способностью поглощать воду в количестве, превышающем ее собственный вес в 3000 раз. Такое свойство можно назвать «эффектом памперса» - поглощенная вода удерживается внутри в виде геля и не испаряется даже при понижении относительной влажности воздуха. Один грамм ГК поглощает 3 литра воды, что делает ГК исключительно мощным увлажняющим механизмом. Если в 1 л воды добавить всего 2 мг ГК, получится плотная гелеобразная масса. В теле человека весом 70 кг в среднем содержится около 15 грамм гиалуроновой кислоты, треть из которой преобразуется (расщепляется или синтезируется) каждый день. При чрезмерном воздействии на кожу ультрафиолета, происходит её воспаление («солнечный ожог»), при этом в клетках дермы прекращается синтез гиалуроновой кислоты и увеличивается скорость её распада.

Безопасность

ГК является безопасной при ежедневном приеме в пищу. Имеются данные о безопасности ГК различного происхождения и с различной молекулярной массой. При исследовании токсичности ГК, поступающей с пищей, которое продолжалось 28 дней, (Hyabest®(S) LF-P) не было зарегистрировано летальных исходов среди испытуемых животных. В рамках клинических наблюдений не были зафиксированы изменения веса тела и веса органов, не было обнаружено влияние на потребление пищи или ее эффективность.

Безопасность приема ГК была подтверждена и в ходе клинических испытаний с участием людей. В ходе рандомизированного, двойного слепого, плацебо-контролируемого исследования испытуемые люди (средний возраст ± СП; 30,2 ± 9,7), страдающие огрубением и хронической сухостью кожи, в течение 4 недель принимали ГК в малых и больших дозах (Hyaluronsan HA-F, 120 мг/день, n = 17; 360 мг/день, n = 17, соответственно) или плацебо, кристаллическую целлюлозу (n = 18). Влияние принимаемой внутрь ГК на организм человека оценивалось с помощью анализа крови. Изменения не превышали нормальных диапазонов значений и не были оценены как отклонения от нормы. (Hyabest®(J): ММ 9 x 105, Kewpie Co., Токио).

Данные клинические испытания доказывают, что ГК является безопасной пищевой добавкой, которая не оказывает негативного воздействия на организм. Очевидное преимущество применения оральной формы ГК перед другими активными веществами: передозировка практически невозможна.

Фармакологические свойства

При пероральном приеме гиалуроновой кислоты под действием бактериальных гиалуронидаз происходит деградация высокомолекулярных фракций гиалуроновой кислоты. Если низкомолекулярные фракции гиалуроновой кислоты начинают усваиваться уже в желудке, то оставшиеся высокомолекулярные фракции гиалуроновой кислоты усваиваются, претерпевая дальнейшую деградацию под действием гиалуронидаз, вырабатываемых бактероидами, в толстом кишечнике, где их максимальное количество. В результате взаимодействия фрагментов гиалуроновой кислоты с рецепторами гиалуронсвязывающих белков (гиаладгеринов) повышается синтез компонентов внеклеточного матрикса и гиалуроновой кислоты, происходит рост новых сосудов.

Ряд отчетов доказывает, что ГК всасывается и распределяется в тканях организма. В рамках исследования перорального введения радиоактивно меченной ГК с большой молекулярной массой (ММ — 1 x 106), проведенного на крысах, было обнаружено, что около 90% введенной ГК всасывается и используется организмом. Затем 80% метаболитов гиалуроновой кислоты, которая всосалась в организм, расщепляется, абсорбируется и используется в качестве источника энергии, а затем выводится через мочу и при дыхании. 10% метаболитов ГК остается в организме. А около 10% введенной ГК, которая не всосалась в организм, выводится с экскрементами (в случае перорального приема). Кроме того, радиоактивно меченная ГК с большой и малой молекулярной массой (ММ — 1 x 106 и 1 x 105, соответственно) накапливается в тканях кожи. Двойное слепое плацебо контролируемое исследование, в котором участвовало 104 пациента (52 человека - контрольная группа, 52 - исследуемая) показало: при оральном приеме 120 мг/день гиалуроновой кислоты в течение 45 дней достоверно (р<0,05) улучшилось состояние кожи, а уровень увлажненности повысился на 8,08%. В дополнение к ее критически важной роли в гидратации, ГК также служит мощным антиоксидантом, улавливая свободные радикалы и защищая кожу от старения вследствие чрезмерного воздействия солнечного света. Мощные антиоксидантные свойства гиалуроновой кислоты помогают снизить физиологический стресс, нейтрализуя свободные радикалы по всему организму. Регидратирующие и антиоксидантные эффекты ГК помогают остановить и даже обратить вспять процессы преждевременного старения, обеспечивают гораздо лучшее самочувствие, значительно лучший внешний вид и значительно большую жизненную энергию. ГК является также регуляторной молекулой, влияющей на клеточное дыхание, фагоцитоз и формирование кровеносных сосудов. Она принимает участие в здоровом процессе заживления ран, стимулирует процессы синтеза ДНК и деления клеток фибробластов, необходимые для поддержания здоровой кожи и хрящей. В молодом возрасте синтез и распад ГК происходят в пропорциональном количестве. Однако, содержание ее уменьшается начиная с 20-летнего возраста, и с каждым годом этот процесс ускоряется. (Действительно, у людей в возрасте 50 лет количество гиалуроновой кислоты более чем вдвое меньше, чем в 20 лет.). Уменьшение синтеза гиалуроновой кислоты приводит к снижению ее содержания в межклеточной жидкости. Это приводит к тому, что кожа становится более сухой и уязвимой к различным повреждениям. Лицо приобретает землистый оттенок, раньше появляются морщины, возникают проблемы в организме, связанные с недостатком ГК.

Вопрос о том, проникает ли ГК сквозь эпидермальный барьер, до сих пор не имеет однозначного ответа. В настоящее время существуют две противоположные точки зрения. Согласно одной из них, включение комплекса ГК в косметику (кремы, лосьоны, гели) приводит лишь к поверхностному эффекту – созданию на поверхности кожи проницаемой пленки, под которой в коже активно протекают естественные процессы. Согласно другой, ГК способна проникать в глубокие слои кожи и, более того, способствует переносу других веществ.

Совсем недавно в авторитетном академическом издании Journal of Investigative Dermatology были опубликованы результаты исследования абсорбции кожей радиоактивномеченого высокомолекулярного комплекса ГК. Опыты проводились in vivo на мышах и людях-добровольцах, которым наносился гель с ГК. Авторадиографическим методом было показано, что уже через 30 минут после аппликации ГК достигает дермы. Было отмечено, что в более глубоких слоях эпидермиса, в дерме и эндотелии лимфатических сосудов часть ГК захватывается клетками. Абсорбция ГК через кожу подтвердилась хроматографическим анализом крови, мочи, печеночной ткани и кожи, в которых были найдены меченые ГК и ее метаболиты, свободные ацетаты и вода. Оказалось, что сквозь кожу проникают не такие уж и маленькие комплексы ГК: в крови и коже были обнаружены комплексы с молекулярной массой 360-400 кДа. Последнее обстоятельство говорит о том, что прохождение ГК сквозь эпидермальный барьер представляет собой скорее активный транспорт, чем пассивную диффузию. Данный эксперимент подтверждает, что ГК может не только сама достигать глубоких слоев кожи, но и служить переносчиком для других биоактивных компонентов.

История применения

Karl Meyer открыл гиалуронат в 1934 году во время работы в глазной клинике в Университете штата Колумбия. Он выделил это соединение из стекловидного тела глаза коровы в кислых условиях и назвал его гиалуроновой кислотой от греческого hyalos - стекловидный и уроновой кислоты, которая входила в состав этого полимера.

В течение следующих десяти лет Karl Meyer и еще целый ряд авторов выделили гиалуронат из различных тканей. Так, например, он был обнаружен в суставной жидкости, пуповине и ткани петушиного гребня. Самым интересным было то, что в 1937 году Kendall удалось выделить гиалуронат из капсул стрептококков. В дальнейшем практически из всех тканей организма позвоночных был выделен гиалуронат. В 50-ые годы Balazs сконцентрировал усилия на изучении состава стекловидного тела и начал проводить опыты с заменителями для возможного протезирования при лечении отслойки сетчатки. Одним из наиболее серьезных препятствий на пути применения гиалуроновых протезов стала высокая сложность выделения чистого гиалуроната, свободного от всех примесей, вызывающих воспалительную реакцию. Balazs разрешил эту проблему и получившийся в итоге препарат получил название НВФ-NaГУ (невоспалительная фракция гиалуроната натрия). В 1970 гиалуронат был впервые введен в суставы беговым лошадям, страдавшим от артритов, причем был получен клинический выраженный ответ на лечение с уменьшением симптомов заболевания. Двумя годами позже Balazs смог убедить руководство компании Pharmacia AB в г. Уппсала начать производство гиалуроната для использования в клинической и ветеринарной практике. Miller и Stegman по совету д-ра Balazs начали использовать гиалуронат в составе имплантируемых внутриглазных линз и гиалуронат быстро стал одним из самых употребительных компонентов в хирургической офтальмологии, получив торговое название Healon®. С того момента были предложены и испытаны многие другие варианты использования гиалуроната.

Клиническое применение

Основной прорыв в медицинском использовании гиалуроната целиком является заслугой д-ра Balazs. Он разработал основные положения и идеи, первым синтезировал форму гиалуроната, которую хорошо переносили больные, продвигал идею промышленного производства гиалуроната и популяризовал идею применения полисахаридов в качестве лекарственных средств.

Рост интереса связан, во многом, с успешными работами Endre Balazs, который сделал очень много в области исследования свойств гиалуроната, получил самые первые данные о нем, указал на возможность клинического применения гиалуроната и является вдохновителем, подвигающим научное сообщество на новые исследования.

Швейцарская фирма PRINCIPIUM S.A. рекомендует использование ГК в виде добавки к пище в дозировках: для ухода за кожей - 80÷150 мг/день, для ухода за суставами - 100÷200 мг/день.

В косметологии ГК используется в инъекционных препаратах, либо входит в состав многих косметических средств: кремов, концентратов, гелей и т.п. Косметические средства с содержанием ГК рекомендуется использовать в любом возрасте и при любом типе кожи для увлажнения, а в зимний период, когда проводятся активные процедуры в виде химических пилингов, лазерных процедур, шлифовок и т.п. средства с ГК входят в программы реабилитация кожи.

Литература
И.А.Буторова, П.Б.Авчиева «Косметическое средство для профилактики старения кожи», RU 2338514 C1, 21.06.2007.
Н.А.Чекальская, врач-эндокринолог, член Американской академии медицина антистарения «Интересные факты о гиалуронке, коллагене и механизме старения кожи». Украина.
Медицинская микробиология под ред. Покровского В.И., Поздеева О.К. «Количественнй состав микрофлоры желудка и кишечника у здорового взрослого человека», 05/11/2008.
Материалы исследований фирмы PRINCIPIUM S.A., Швейцария
Н.П.Михайлова, И.В.Кочурова, В.В.Базарный «Иммунотропные эффекеты гиалуроновой кислоты в дерматологии» Журнал «Мезотерапия», № 1/2012 (17).
Прием гиалуроновой кислоты внутрь способствует увлажнению сухой кожи. Тинацу Кавада, Такуси Ёсида, Хидето Ёсида, Рёске Мацуока, Вакако Сакамото, Ватару Оданака, Тосихиде Сато, Такеси Ямасаки, Томоюки Канемицу, Ясунобу Масуда и Осаму Урусибата // Эстетическая медицина, том XV № 3, 2016, Москва
Brown T.J., Alcorn D., Frazer J.R. “Absorption of hyaluronan applied to the surface of intact skin”. J. Invest. Dermatol. 1999; 113 (5): 740-746.