Гиалуронат: история исследования гиалуроновой кислоты. Гиалуроновая кислота для кожи и суставов: свойства, назначение, противопоказания Синтез гиалуроновой кислоты

Структура

Молекула гиалуроновой кислоты похожа на длинную ленту, построенную из чередующихся сахаров - D-глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина. образующих базовую дисахаридную единицу (рис. 1 ).

Рис.1. Гиалуроновая кислота состоит из чередующихся дисахаридных едениц

В одной цепочке может быть до 250 тысяч дисахаридных единиц. Молекулярная масса этого природного полисахарида достигает 10 тысяч кДа. ГК входит в состав синовиальной жидкости, стекловидного тела, встречается в пупочном канатике, роговице, костях, клапанах сердца, оболочках яйцеклеток.

Принципиально важным является свойство гиалуроновой кислоты (ГК) связывать и удерживать (за счет водородных связей) большое количество воды: 1 молекула ГК связывает 200-500 молекул воды. При этом она обладает эффектом «памперса» - не отдает воду даже при уменьшении ее содержания в окружающей среде. Высокая плотность отрицательных зарядов, образующихся при диссоциации карбоксильных (кислотных) групп, притягивает массу катионов, таких как ионы Na+, которые являются осмотически активными и обуславливают поступление в матрикс еще большего количества воды. Формирующееся при этом высокое давление набухания и есть то, что мы называем тургором. Тургор дермы, определяющийся содержанием и свойствами ГК, обеспечивает тургор .

Поскольку в молекуле есть как гидрофильные, так и гидрофобные участки, в растворах высокомолекулярная ГК (М.м > 1000 кДа) приобретает пространственную структуру в виде хаотично закрученной ленты, которая в трехмерном пространстве образует рыхлый клубок. Такие клубки занимают огромный объем (в тысячи раз больший, чем объем самих макромолекул!), образуя вязкий гель даже при очень низкой концентрации.

Формирующиеся пространственные сети с ячейками определенного размера обеспечивают «естественный отбор» циркулирующих молекул. Такое природное «молекулярное сито» свободно пропускает ионы, сахара, аминокислоты, сигнальные молекулы, но задерживает (и накапливает) большие молекулы, в том числе и различные токсины.

Метаболизм

Синтез ГК происходит на внутренней поверхности плазматической мембраны фибробластов. Молекулы моносахаров, из которых выстраивается полимерная цепочка, образуются из глюкозы, донором аминогруппы является глутамин. По мере формирования макромолекула выводится наружу (рис. 2 ).

Рис.2. Синтез гликозаминогликатов фибропластами (по H. Heine, 1997)

Синтез ГК катализируется ферментом гиалуронатсинтетазой (HAS), представленной тремя разновидностями (Itano N.):

• HASi - осуществляет медленный синтез цепей с М.м около 200-2000 кДа,
• HAS2 - отвечает за быстрый синтез высокомолекулярной ГК с М.м. более 2000 кДа),
• HAS3 - самый активный из ферментов, участвующий в синтезе ГК с М.м. около 200-2000 кДа.

Гиалуроновой кислоты в дерме синтезируется намного больше, чем катаболизируется. Оказывается, значительная ее часть предназначена для дренирования через лимфатическую систему, что является важным механизмом детоксикации ткани, ведь вместе с ней удаляются «запутавшиеся» 8 молекулярных «сетях» экзо- и эндотоксины. В лимфатические сосуды способны проникать даже большие цепи ГК с М.м. около 1000 кДа.

Катаболизм ГК носит ступенчатый характер, и ему придается большое значение в регуляции состояния матрикса. В настоящее время биотрансформацию ГК рассматривают как важнейший фактор поддержания гомеостаза и один из универсальных механизмов развития патологических процессов (воспаления.опухолевой инвазии и метастазирования), ведь по мере уменьшения длины исходной цепочки образуются фрагменты с собственной биологической активностью (таблица 2 ).

Катаболизируется ГК с участием гиалуронидаз (I и II типа), катализирующих реакции гидролиза и деполимеризации (внеклеточная деградация). Мелкие фрагменты частично фагоцитируются макрофагами и подвергаются дальнейшему катаболизму с участием лизосомальных ферментов (3-глюкуронидазы и (3-ацетилглюкозаминидазы (внутриклеточная деградация). 90% ГК, попавшей в периферический лимфоток, разрушается в лимфоузлах, 9% - в эндотелиоцитах печени и 1% - в селезенке.

В организме взрослого человека весом 70 кг в составе всех органов и тканей суммарно содержится около 15 г гиалуроновой кислоты, причем 50% приходится именно на кожу.
Ежедневно около 5 г ГК разрушается и вновь синтезируется, то есть время «жизни» этой молекулы ограничивается несколькими днями. ГК - самый быстро обновляемый компонент внеклеточного матрикса. Для сравнения: «продолжительность жизни» зрелого коллагенового волокна - несколько месяцев, волокна эластина вообще относятся к практически необновляемым структурам.

Таблица 2. Биологические функции молекул гиалуроновой кислоты с различной молекулярной массой (Stern R et al, 2006)

Длинные цепи с М.м. около 500 кДа	Подавляют ангиогенез, препятствуют миграции и делению клеток, возможно за счет изменения межклеточного взаимодействия, ингибируют продукцию цитокина IL-1b, простагландина Е2, оказывают иммуносупрессивное действие.
Молекулы с массой 20-100 кДа	Стимулируют миграцию и деление клеток, способствуют заживлению ран, обеспечивают целостность эпителия, участвуют в овуляции и эмбриогенезе.
Короткие цепи ГК с М.м. менее 0.4-10 кДа	Стимулируют ангиогенез, оказывают иммуномодулирующее и противовоспалительное действие.
Тетрасахариды	Обладают антиапоптотическими свойствами, стимулируют синтез белков теплового шока.

ГК в жизни клеточного сообщества

ГК входит в состав не только , но и многих других органов и тканей. И на уровне всего организма регуляция ее биосинтеза фибробластами осуществляется нейроэндокринной системой. Важная роль принадлежит гормону передней доли гипофиза - соматотропину, который стимулирует деление и синтетическую активность клеток соединительной ткани. Кортикотропин и глюкокортикоиды (кортизон, гидрокортизон) угнетают деление фибробластов, способствуют их «ускоренному старению», что сопровождается уменьшением синтеза коллагена и гиалуроновой кислоты. Минералокортикоиды (альдостерон, дезоксикортикостерон), напротив, стимулируют образование ГК. Аналогичным эффектом обладают эстрогены (см. Приложение «ГК в организме человека: интересные факты»).

В дерме поддержание уровня ГК обеспечивается механизмами ауторегуляции по принципу обратной связи (схема 2 ).

Взаимодействие ГК с клетками происходит с участием специфичных белков- гиаладгеринов, которые могут быть как элементами рецепторного аппарата клеток (RHAMM, IHABP), так и внеклеточными структурами, к которым относятся верзикан, аггрекан, фибриноген, коллаген VI типа (см. Приложение «Взаимодействие ГК с рецепторами - механизм реализации ее биологической активности»).

На этом самом месте стоит, наверное, приостановиться и задуматься. С чем связано такое широкое распространение ГК в организме человека? И в животном мире вообще? Чем определяется многообразие механизмов регуляции ее метаболизма? Почему по мере деградации биологическая активность не исчезает, а видоизменяется? Обобщая все вышесказанное и заглядывая вперед, можно предположить: ответ кроется в многообразии биологических функций этого уникального биополимера (таблица 3 ).

Таблица 3 . Биологическая роль гиалуроновой кислоты

Является основой гидратированного межклеточного матрикса - физиологической среды для миграции, деления и дифференциации клеток.

Регулирует синтетическую активность фибробластов, в том числе и внеклеточный этап синтеза коллагена.

Оказывает опосредованное иммуномодулирующее действие (как стимулируя, так и подавляя иммунитет).

Обеспечивает транспорт питательных веществ и сигнальных молекул от кровеносных сосудов к клеткам, а также выведение продуктов жизнедеятельности.

Способствует дренажу и детоксикации соединительной ткани, является «ловушкой» для свободных радикалов.

Обеспечивает регенерацию тканей и репарацию повреждений (пластическая функция).

Участвует в регуляции ангиогенеза.

Регулирует морфогенез тканей в период эмбрионального развития.

ГК и старение

Вопрос о том, изменяется ли с возрастом содержание ГК в коже, остается дискуссионным. Однако известно точно, что по мере старения организма все большее количество ГК переходит из свободного состояния в связанное (с белками). При этом она частично утрачивает свои уникальные способности, а именно: ингибировать реакции свободно-радикального окисления, вовлекаться в метаболический путь и стимулировать фибробласты, привлекать и удерживать воду. За счет снижения содержания воды кожа теряет упругость, и ее гладкий рельеф деформируется морщинами и складками.

Сайт предоставляет справочную информацию исключительно для ознакомления. Диагностику и лечение заболеваний нужно проходить под наблюдением специалиста. У всех препаратов имеются противопоказания. Консультация специалиста обязательна!

Гиалуроновая кислота представляет собой полимерную молекулу, состоящую из небольших соединений углеводной структуры. Данное соединение было открыто около 75 лет назад, и до сей поры интенсивно изучается химиками, биологами, фармацевтами, врачами и учеными других медико-биологических специальностей. Физические свойства гиалуроновой кислоты уникальны – она способна удерживать молекулы воды , образуя гелеобразную структуру, и кроме того, данное соединение участвует во многих важных процессах в организме человека и животных, таких, как например деление и миграция клеток, переключение генов, заживление ран, оплодотворение, рост и развитие плода, формирование злокачественных опухолей и т.д.

В настоящее время гиалуроновая кислота широко применяется в эстетической медицине (входит в состав косметических продуктов, таких, как крема, маски и другие, а также используется для проведения процедуры биоревитализации и иных манипуляций, направленных на замедление процессов старения и поддержание молодости тканей). Кроме эстетической области, гиалуроновая кислота широко используется в медицинской практике, например, в лечении заболеваний глаз и суставов, в комплексной терапии злокачественных опухолей, в заживлении ран и в иммунологии. Рассмотрим свойства и применение гиалуроновой кислоты в различных сферах (и эстетической, и медицинской).

Гиалуроновая кислота – общая характеристика, свойства и способы получения

Гиалуроновая кислота представляет собой полисахарид, а это означает, что ее молекула состоит из множества одинаковых небольших фрагментов, которые по своей структуре являются углеводами (простыми сахаридами). Простые сахара соединяются в цепочку и образуют длинную молекулу гиалуроновой кислоты. В зависимости от количества фрагментов, составляющих молекулу гиалуроновой кислоты, она может иметь различную массу и длину.

На основании массы молекулы выделяют две разновидности гиалуроновой кислоты – высокомолекулярную и низкомолекулярную . Высокомолекулярными разновидностями гиалуроновой кислоты являются молекулы с массой более 300 кДа. Все молекулы гиалуроновой кислоты с массой менее 300 кДа относятся к низкомолекулярным. Обе разновидности вещества обладают рядом одинаковых свойств, но в то же время некоторые другие физические свойства и биологическая роль высокомолекулярной и низкомолекулярной гиалуроновой кислот различны.

Так, и высокомолекулярная, и низкомолекулярная гиалуроновая кислота способны связывать и удерживать молекулы воды, образуя желеобразную массу. Данная желеобразная масса обладает некоторой вязкостью, позволяющей ей выполнять функцию идеального субстрата для любых жидкостей и смазок в организме (например, слюны, вагинальной и суставной смазки, околоплодных вод и т.д.), а также для внеклеточного матрикса, в котором протекают биохимические реакции и проходят другие важные процессы. Степень вязкости желеобразной массы, образуемой гиалуроновой кислотой, зависит от ее массы. Чем больше молекулярная масса молекулы гиалуроновой кислоты, тем более вязким будет желеобразная масса, образуемая ей в соединении с водой.

Внеклеточный матрикс, образованный желеобразной массой воды, удерживаемой гиалуроновой кислотой, представляет собой уникальную среду, соединяющую клетки органов и систем между собой, а также обеспечивающую их взаимодействие. По межклеточному матриксу движутся клетки и биологически активные вещества, попав в него из кровеносных сосудов. Именно благодаря желеобразному вязкому матриксу различные вещества могут добираться до каждой клетки органа или ткани, даже если рядом с ней не проходит кровеносный сосуд. То есть, какое-либо вещество или клетка выходит из кровеносного сосуда в межклеточный матрикс и по нему проходит до клеточных структур, лежащих глубоко в тканях и не контактирующих с кровеносными сосудами.

Кроме того, продукты жизнедеятельности клеток, токсины вирусов и бактерий , а также погибшие клеточные структуры удаляются из органов и тканей именно через межклеточный матрикс. Сначала они попадают в межклеточное вещество, затем движутся по нему по направлению к лимфатическим или кровеносным сосудам, достигнув которых, проникают в них и окончательно выводятся из организма. Подобное движение между клетками в межклеточном матриксе возможно именно благодаря его желеобразной консистенции, обеспечиваемой гиалуроновой кислотой.

Помимо этого, гиалуроновая кислота является необходимым компонентом внутрисуставной смазки и глазной жидкости, а также входит в состав дермы и соединительной ткани. Данное соединение придает вязкость внутрисуставной смазке и глазной жидкости, обеспечивая их оптимальные свойства. В дерме гиалуроновая кислота удерживает волокна коллагена и эластина в правильном положении, тем самым поддерживая тургор, эластичность и молодость кожи . Кроме того, за счет связывания воды гиалуроновая кислота обеспечивает оптимальное количество влаги в кожном покрове, что также предотвращает старение и появление морщин . В соединительной ткани гиалуроновая кислота также обеспечивает ее тургор, эластичность, растяжимость и достаточную увлажненность.

При недостатке гиалуроновой кислоты происходит пересыхание тканей из-за дефицита воды, которая не удерживается в них. В результате ткани истончаются, становятся ломкими, неэластичными и легко ломающимися, что приводит к их старению и развитию различных заболеваний. Также гиалуроновая кислота принимает участие в ряде очень важных процессов, таких, как миграция и размножение клеток, переключение генов, зачатие и последующий рост плода, формирование злокачественных опухолей, развитие иммунного ответа и т.д. Таким образом, переоценить свойства гиалуроновой кислоты, необходимые для нормального функционирования органов и тканей на клеточном уровне, просто невозможно.

В организме человека с массой тела 70 кг постоянно имеется около 15 граммов гиалуроновой кислоты. Причем ежедневно примерно 1/3 от общего количества гиалуроновой кислоты, находящейся в различных органах и тканях, расщепляется и утилизируется, а вместо нее образуются новые молекулы. Время полужизни молекул гиалуроновой кислоты в составе суставной смазки составляет от 1 до 30 недель, в эпидермисе и дерме – 1 – 2 дня, а в крови – несколько минут. С возрастом организм теряет способность синтезировать гиалуроновую кислоту в необходимом количестве, вследствие чего начинается процесс старения. Именно поэтому для замедления старения людям зрелого возраста необходимо получать гиалуроновую кислоту извне, с продуктами питания или с биологически активными добавками (БАДами).

Для применения в медицине и эстетической индустрии гиалуроновую кислоту получают в промышленных масштабах из двух видов сырья:
1. Ткани позвоночных животных;
2. Бактерии, образующие защитную капсулу из молекул гиалуроновой кислоты (например, гемолитические стрептококки типов А и В).

Для получения гиалуроновой кислоты наиболее часто используют следующие ткани позвоночных животных, которые содержат наибольшие количества данного вещества:

• Гребни петухов;
• Стекловидное тело глаза;
• Синовиальная жидкость суставов;
• Гиалиновый хрящ;
• Пупочный канатик;
• Эпидермис и дерма кожи;
• Амниотическая жидкость.

Оптимальным сырьем для получения гиалуроновой кислоты являются гребни половозрелых кур и петухов.

Бактерии для получения гиалуроновой кислоты используются следующим образом – необходимый штамм помещают на питательную среду и обеспечивают ему идеальные условия для размножения. Когда питательная среда становится вязкой, это означает, что бактерии выработали достаточно большое количество гиалуроновой кислоты, которую нужно только выделить и очистить от примесей.

Гиалуроновая кислота, выделяемая из животного сырья и бактерий, имеет существенный недостаток – она содержит примеси белков и пептидов , которые невозможно удалить полностью даже после специальной обработки. Данные белки и пептиды могут провоцировать аллергические реакции у людей, что суживает сферу применения гиалуроновой кислоты.

Готовая гиалуроновая кислота выпускается фармацевтическими заводами в виде порошков и гранул, содержащих молекулы с различной массой. Данные порошки используют для приготовления растворов, которые затем вносят в состав кремов, масок, лекарственных препаратов и т.д. Перед применением готовые растворы гиалуроновой кислоты стерилизуют в автоклавах.

Биологическая роль гиалуроновой кислоты

Гиалуроновая кислота является полисахаридом с высокой степенью гидратированности (связанности с водой) и входит в состав межклеточного матрикса, благодаря чему обладает весьма разнообразными функциями и принимает участие в процессах размножения, миграции, узнавания и дифференцировки клеток различных органов и тканей.

В зависимости от количества и размеров молекул гиалуроновой кислоты в межклеточном матриксе формируются гели различной степени вязкости, которые в дальнейшем определяют свойства и функции тканей, органов, систем. Так, гели, образованные гиалуроновой кислотой, определяют количество воды в ткани, интенсивность обмена ионами в клетках (калия, натрия, магния, цинка и др.), скорость транспорта различных биологически активных веществ и токсинов, непроницаемость среды для молекул крупного размера и клеток и т.д.

Способность гиалуроновой кислоты делать какой-либо участок гелевой среды межклеточного матрикса непроницаемым для крупных молекул обеспечивает тканям защиту от токсинов и проникновения микробов (бактерий, простейших и грибков).

Удержание большого количества воды гиалуроновой кислотой создает эффекты несжимаемости и набухания, на основе которых реализуется эффективное противостояние различным механическим воздействиям, направленным на сдавление тканей и органов. Благодаря этому органы и ткани сохраняют свою форму и не поддаются сдавливанию, а, следовательно, и травматизации. Именно благодаря этому эффекту гиалуроновой кислоты мы можем, например, сдавливать кожу пальцами, не повреждая ее структур.

Вязкость суставной жидкости, создаваемая гиалуроновой кислотой, позволяет ей выступать в роли смазки для трущихся хрящевых поверхностей двух сочленяющихся костей, а также уменьшать негативное воздействие избыточного давления .

Именно водный раствор гиалуроновой кислоты является наполнителем стекловидного тела глаза, а также составной частью других структур данного органа. Гиалуроновая кислота очень важна для нормальной работы глаза, поскольку ее растворы прозрачны и стабильны, что и создает необходимую среду для прохождения луча света на сетчатку без каких-либо искажений.

Гиалуроновая кислота играет огромную роль в оплодотворении яйцеклетки. Дело в том, что выходя из яичника в период овуляции , яйцеклетка покрыта двумя защищающими ее структурами, которые называются блестящая оболочка (zonapellucida) и лучистый венец (coronaradiata). И блестящая оболочка, и лучистый венец в межклеточном матриксе содержат большое количество гиалуроновой кислоты, благодаря которой они, собственно, и существуют. Яйцеклетка способна к оплодотворению только до тех пор, пока ее лучистая корона и блестящая оболочка полностью целы. Как только лучистая корона разрушится в маточной трубе , яйцеклетка потеряет способность к оплодотворению и погибнет. Таким образом, при недостатке гиалуроновой кислоты в организме даже здоровые и полноценные яйцеклетки могут быть бесполезными, поскольку они быстро погибают в маточной трубе, будучи не способными к оплодотворению сперматозоидами.

Кроме того, после оплодотворения остатки блестящей оболочки с гиалуроновой кислотой предотвращают прилипание уже плодного яйца к стенкам маточной трубы, что является механизмом профилактики внематочной беременности .

Гиалуроновая кислота также играет огромную роль в последующем после оплодотворения росте плода. Дело в том, что целые молекулы и фрагменты гиалуроновой кислоты запускают процесс деления, миграции и созревания клеток в плодном яйце, а также формирования из них органов и систем.

Внутри клеток гиалуроновая кислота принимает участие в процессе деления, то есть, необходима для размножения и образования новых клеточных элементов взамен старых или поврежденных. Благодаря этому эффекту гиалуроновая кислота стимулирует процесс восстановления повреждений в органах и тканях. Например, при переломах костей именно гиалуроновая кислота стимулирует быстрое срастание фрагментов. Стимуляция процессов репарации происходит не только за счет активации клеточного деления, но и за счет способности гиалуроновой кислоты активировать рост кровеносных сосудов, которые необходимы вновь формирующейся ткани. К сожалению, способность гиалуроновой кислоты стимулировать рост кровеносных сосудов может играть и негативную роль, например, при росте злокачественной опухоли. Ведь чем быстрее образуются новые сосуды, питающие опухоль, тем быстрее она увеличивается в размерах, и тем скорее дает метастазы.

Также гиалуроновая кислота является компонентом врожденного иммунитета , которым обладает каждый человек с момента рождения. В коже и соединительной ткани гиалуроновая кислота выполняет целый ряд очень важных функций благодаря тому, что поддерживает нити коллагена и эластина в нормальном положении и состоянии. Так, данная молекула защищает кожу, предотвращая проникновение патогенных микробов с ее поверхности вглубь при наличии повреждений (ранки, царапины и т.д.). Кроме того, гиалуроновая кислота поддерживает гидробаланс дермы и эпидермиса, уменьшая испарение воды и одновременно способствуя притягиванию и удержанию на поверхности кожи влаги из воздуха. Благодаря подобным свойствам гиалуроновая кислота увлажняет кожу, а также делает ее гладкой и эластичной, предотвращая повреждения, истончение и иссушение, и, тем самым, замедляя старение.

Обобщая вышесказанное, можно резюмировать, что все разновидности гиалуроновой кислоты обладают следующими свойствами:

• Поддерживает и восстанавливает нормальную степень гидратации (увлажненности) кожного покрова;
• Улучшает эластичность тканей, в том числе кожи;
• Нормализует тонус тканей, в том числе кожи;
• Улучшает микроциркуляцию;
• Ускоряет процесс обновления клеток во всех тканях, в том числе в коже;
• Купирует воспаление и устраняет отек кожи.

Однако описанные эффекты в полной мере присущи не всем разновидностям гиалуроновой кислоты. Так, высокомолекулярные виды гиалуроновой кислоты обладают одними эффектами, а низко- и среднемолекулярные – другими.

Низкомолекулярные разновидности гиалуроновой кислоты , имеющие массу менее 30 кДа, обладают следующими свойствами:

• Проходят сквозь барьеры, образованные мембранами клеток, вследствие чего могут проникать с поверхности кожи в глубокие слои дермы;
• Стимулируют рост лимфатических и кровеносных сосудов;
• Улучшают микроциркуляцию и питание кожи.

Среднемолекулярные разновидности гиалуроновой кислоты , имеющие массу от 30 до 100 кДа, обладают следующими свойствами:

• Ускоряют заживление ран;
• Стимулируют деление клеток;
• Ускоряют миграцию клеток в рану.

Высокомолекулярные разновидности гиалуроновой кислоты , имеющие массу молекул от 500 до 730 кДа, обладают следующими свойствами:

• Подавляют деление и миграцию клеток в область повреждения;
• Не проникают с поверхности кожи в глубокие слои;
• Подавляют рост лимфатических и кровеносных сосудов;
• Купируют воспаление;
• Предотвращают разрушение хрящей.

Сферы применения гиалуроновой кислоты

Гиалуроновая кислота широко применяется в эстетической сфере и в прикладной медицине в таких областях, как офтальмология , артрология, в онкологии , в заживлении ран и в иммунологии. Рассмотрим способы применения гиалуроновой кислоты в различных сферах.

Гиалуроновая кислота в эстетической сфере

Современную эстетическую медицину и косметологию невозможно представить без гиалуроновой кислоты, поскольку она применяется очень широко. Так, в косметологии гиалуроновая кислота входит в состав различных кремов, сывороток, масок, гелей и других продуктов, предназначенных для увлажнения, омоложения или уменьшения выраженности возрастных изменений кожного покрова.

В эстетической медицине гиалуроновая кислота является наиболее популярным средством, применяющимся для омоложения кожи, а также устранения возрастных изменений и дефектов по типу "минус-ткань", возникших после хирургических вмешательств. Гиалуроновая кислота используется в инъекционных методиках омоложения, таких, как вживление филлеров, биоревитализация и мезотерапия. Широкое применение данного соединения в инъекционных методах эстетической медицины обусловлено рядом факторов: во-первых, введение гиалуроновой кислоты в кожу безопасно, поскольку аллергические реакции на препарат не возникают; во-вторых, имплантат из длинной молекулы "гиалуронки" сохраняется длительное время, то есть, эффект от произведенной процедуры держится от 1 до 1,5 лет. Наконец, инъекции гиалуроновой кислоты просты в производстве и безболезненны.

Таким образом, очевидно, что гиалуроновая кислота является очень важным компонентом современных косметических средств и необходимым веществом для целого ряда методов нехирургического омоложения кожи. Рассмотрим подробнее, каким образом гиалуроновая кислота применяется в косметических продуктах и используется в методах нехирургического омоложения кожи.

Инъекции с гиалуроновой кислотой (уколы гиалуроновой кислоты)

Под общим названием "инъекции гиалуроновой кислоты" обычно подразумевают несколько методов нехирургического омоложения кожи и устранения выраженности ее возрастных изменений, которые объединены общей сущностью их производства – введением препаратов "гиалуронки" в структуры кожного покрова методом уколов (инъекций). То есть, гиалуроновая кислота вводится в кожу методом инъекций обычным шприцем или специальным роллером. После инъекций гиалуроновой кислоты, произведенных любым методом, кожа человека разглаживается, морщины либо полностью исчезают, либо их выраженность становится меньшей, появляется тургор и устраняется дряблость, а также повышается степень увлажненности структур кожного покрова. Ведь старение кожи, появление морщин, дряблость, сухость и тусклость обусловлены именно дефицитом или уменьшением количества гиалуроновой кислоты в глубоких слоях кожи, и поэтому ее ведение является эффективным способом омоложения и устранения сухости.

К методам, объединенным общим названием "инъекции гиалуроновой кислоты", относят следующие процедуры:

• Биоревитализация;
• Биорепарация;
• Контурная пластика филлерами.

Указанные процедуры "инъекций" отличаются друг от друга разновидностями применяемой для их производства гиалуроновой кислоты, техникой вколов, а также показаниями и противопоказаниями к применению.

Так, мезотерапия производится по принципу "редко, мало, в нужное место". То есть, гиалуроновую кислоту вводят в малых количествах только в те области, которые нуждаются в коррекции (например, в область морщин и т.д.). Кроме того, принцип "редко" означает, что инъекции производятся один раз в несколько дней. Мезотерапия имеет накопительный эффект из-за того, что гиалуроновая кислота вводится в малых количествах, и поэтому для получения хорошего результата необходимо произвести несколько инъекций в один и тот же участок. Эффект мезотерапии сохраняется в течение нескольких месяцев.

Биоревитализация производится при помощи тех же техник вколов (папульной, трассирующей, канальной), что и мезотерапия, но используются большие количества высокомолекулярной гиалуроновой кислоты. Поэтому биоревитализация производится за один раз. Данная процедура дает немедленные и отсроченные результаты. Немедленные результаты представляют собой разглаживание морщин, что заметно сразу после проведения процедуры. Однако данный немедленный эффект держится примерно 1 – 2 недели, после чего исчезает. Далее введенная в кожу гиалуроновая кислота разрушается специальными ферментами, и образуются короткие фрагментарные молекулы. Данные молекулы стимулируют выработку собственной гиалуроновой кислоты, коллагена и эластина, что и является основной целью процедуры биоревитализации, поскольку в результате данного процесса происходит реставрация и омоложение кожи. Именно реставрация структур стареющей кожи является отдаленным результатом биоревитализации, что проявляется улучшением тонуса, исчезновением дряблости, уменьшением количества и глубины морщин. Отдаленные результаты биоревитализации сохраняются в течение 1 – 1,5 лет.

Биорепарация представляет собой процедуру, аналогичную биоревитализации. Однако биорепарация отличается от биоревитализации тем, что для ее производства используются комплексные препараты, содержащие помимо гиалуроновой кислоты витамины , минералы и другие биологически активные вещества. В результате введения в структуры кожи гиалуроновой кислоты, витаминов и минералов достигается длительный и выраженный эффект омоложения, а также устраняются небольшие неровности и дефекты кожного покрова (например, шрамы, следы от прыщей и т.д.).

Контурная пластика филлерами представляет собой введение специальных длинных сшитых между собой нитей высокомолекулярной гиалуроновой кислоты в определенные участки кожи, которым требуется коррекция. Данные нити называются филлерами и располагаются на проблемных участках. Благодаря введению филлеров можно скорректировать линию скул, овал лица, устранить мешки под глазами и т.д.

Все методы инъекций гиалуроновой кислоты производятся под местным обезболиванием, поэтому сами процедуры безболезненные. Однако после того, как действие местного обезболивающего препарата закончится, возможны легкие болезненные ощущения в течение 2 – 4 дней, а также сохранение отека и покраснений на коже.

Увеличение губ гиалуроновой кислотой

Данная процедура является частным вариантом инъекций гиалуроновой кислоты, которые производятся в область контура губ. Когда гиалуроновая кислота в виде филлеров вводится в губы, она заполняет ткани и притягивает воду, что и приводит к увеличению их объема, а также делает контур более четким и красивым. В результате губы становятся более полными, пухлыми и гладкими с четким контуром, а также приобретают сочную окраску. Достигнутый результат сохраняется примерно 8 – 18 месяцев.

В ходе процедуры в губы вводится небольшой объем гиалуроновой кислоты путем точечных вколов. В зависимости от количества введенной гиалуроновой кислоты объем губ можно увеличить умеренно или существенно. Чем больше будет введено "гиалуронки", тем сильнее увеличится объем губ.

Сама процедура продолжается полчаса и проводится под местным обезболиванием, а полный результат формируется через двое суток. После увеличения губ гиалуроновой кислотой в течение 2 – 7 дней может сохраняться отек, покраснение и болевые ощущения, которые затем полностью проходят.

Гиалуроновая кислота под глаза

Гиалуроновая кислота может использоваться для устранения морщин и темных кругов под глазами, а также для придания тонкой коже данной области эластичности, упругости и повышения степени ее увлажненности. Гиалуроновая кислота под глаза может применяться как в виде инъекций, так и в составе специальных кремов, сывороток, гелей или муссов, содержащих ее в качестве активного компонента.

Показания и противопоказания для инъекций гиалуроновой кислоты (в том числе с целью увеличения губ)

Инъекции гиалуроновой кислоты различными методами показаны в следующих случаях:

• Сухая и обезвоженная кожа;
• Дряблая кожа на лице, животе, бедрах и плечах;
• Морщинки в области глаз, овала лица и декольте;
• Круги под глазами;
• Тусклый и нездоровый цвет лица;
• Расширенные поры на коже лица;
• Повышенная выработка кожного сала;
• Подтяжка овала лица;
• Улучшение линии скул;
• Устранение морщин;
• Увеличение количества влаги в коже;
• Повышение эластичности и тургора кож;
• Нормализация рельефа кожи;
• Увеличение объема и улучшение контура губ.

Инъекции гиалуроновой кислоты противопоказаны в следующих случаях:

• Непереносимость или аллергические реакции на гиалуроновую кислоту;
• Период беременности и кормления грудью ;
• Острый период любых острых и инфекционных заболеваний;
• Аутоиммунные заболевания;
• Патология соединительной ткани;
• Злокачественные опухоли;
• Гипертоническая болезнь;
• Склонность к образованию рубцов на коже;
• Диабетическая ангиопатия ;
• Нарушения свертывания крови;
• Наличие воспалений или родинок в области предполагаемых вколов;
• Заболевания кожи;
• Прием препаратов, влияющих на свертываемость крови (антикоагулянтов , антиагрегантов и т.д.).

Препараты для инъекций гиалуроновой кислоты

В настоящее время для инъекций гиалуроновой кислоты используются разнообразные препараты, произведенные в разных странах и предназначенные для различных целей. Ниже в таблице мы приводим список основных высококачественных сертифицированных препаратов гиалуроновой кислоты с указанием показаний для их применения и длительностью достигнутого эффекта.

Препарат гиалуроновой кислоты	Показания к применению препарата	Длительность достигнутого эффекта
Varioderm	Коррекция средних и глубоких морщин Коррекция контура губ	6 – 12 месяцев
Varioderm Fineline	Устранение поверхностных морщин Коррекция "гусиных лапок" Коррекция красной каймы губ	6 – 12 месяцев
Varioderm Plus	Коррекция глубоких морщин Коррекция овала лица	6 – 12 месяцев
Varioderm Subdermal	Коррекция очень глубоких морщин Увеличение объема тканей	6 – 12 месяцев
Hylaform (Hylan-B age)	Коррекция формы губ	12 месяцев
Hyalite (Puragen)	Коррекция формы губ Устранение носогубных складок	12 месяцев
Teosyal Global Action	Коррекция средних морщин	12 месяцев
Teosyal Deep Lines	Коррекция глубоких морщин и складок кожи	12 месяцев
Teosyal Kiss	Коррекция объема и контура губ	12 месяцев
Prevelle		3 – 6 месяцев
Captique	Коррекция тонких и средних морщин	3 – 6 месяцев
Repleri	Коррекция средних и глубоких морщин	12 – 18 месяцев
Juvederm Ultra		6 – 8 месяцев
Juvederm Ultra Plus	Коррекция средних или глубоких морщин и складок	6 – 12 месяцев
Sirgiderm 18	Коррекция тонких морщин	6 месяцев
Sirgiderm 30	Устранение глубокой кожной депрессии Восполнение дефицита объема тканей	9 месяцев
Sirgiderm 24 XP	Устранение умеренной кожной депрессии Коррекция контура губ	9 месяцев
Sirgiderm 30 XP	Устранение глубокой и умеренной кожной депрессии Восполнение дефицита объема тканей Коррекция контура и формы губ	9 месяцев
Belotero Basic	Устранение шрамов Коррекция глубоких и средних морщин или борозд Коррекция контуров лица Увеличение объема и коррекция контура губ	6 – 9 месяцев
Belotero Soft	Коррекция тонких поверхностных морщин	6 – 9 месяцев
Jolidermis 24 +	Коррекция глубоких мимических морщин Коррекция и восстановление контура губ	6 – 9 месяцев
Jolidermis 24	Коррекция средних и глубоких мимических морщин	6 – 9 месяцев
Jolidermis 18	Коррекция мелких морщин	6 – 9 месяцев
Restylane	Коррекция умеренных морщин	6 – 12 месяцев
Restylane Lipp	Увеличение объема губ Коррекция красной каймы губ	6 – 12 месяцев
Restylane Perlane	Коррекция глубоких складок Коррекция овала лица	6 – 12 месяцев
Restylane SubQ	Устранение возрастного дефицита объема тканей Устранение асимметрии мягких тканей	12 – 18 месяцев
Restylane Touch	Коррекция очень тонких морщин (в том числе в области орбиты глаза и рта)	6 месяцев
Эвгулон В	Коррекция мелких и глубоких морщин и постакне	6 месяцев
Гиалуформ	Коррекция тонких морщин	6 – 7 месяцев
Гиалуформ 1,8%	Коррекция средних морщин и складок	8 – 9 месяцев
Гиалуформ 2,5%	Устранение дефицита объема тканей	6 – 8 месяцев
Гиалрипайер-0,1	Коррекция мелких и глубоких морщин	10 – 14 месяцев

Гиалуроновая кислота до и после – фото

На данной фотографии изображен эффект, достигнутый инъекциями гиалуроновой кислоты, произведенными по методу биоревитализации.

На данной фотографии изображен эффект инъекций гиалуроновой кислоты препаратом Restilane.

Губы после гиалуроновой кислоты – фото

На данной фотографии изображен эффект увеличения объема губ при помощи гиалуроновой кислоты.

Крем, сыворотка и маски с гиалуроновой кислотой

Различные крема, маски, сыворотки и другие косметические продукты с гиалуроновой кислотой предназначены для наружного применения с целью увлажнения кожи, а также уменьшения степени выраженности возрастных изменений. Косметические средства с гиалуроновой кислотой подтягивают кожу, уменьшают ее дряблость, купероз и размер расширенных пор, а также выравнивают цвет лица и улучшают рельеф кожного покрова. Однако для того, чтобы получить видимый эффект от косметических средств с гиалуроновой кислотой, их необходимо применять регулярно минимум в течение месяца.

Выбирая косметическое средство, необходимо ориентироваться на количество и качество гиалуроновой кислоты в нем. Так, в сыворотках содержится наиболее высокая концентрация гиалуроновой кислоты, поэтому данные косметические средства рекомендуется выбирать для ухода за кожей, находящейся в плохом состоянии, а также для получения максимально быстрого эффекта. Сыворотки с гиалуроновой кислотой рекомендуется применять на начальном этапе, а затем переходить на использование кремов с гиалуроновой кислотой.

В кремах может содержаться высокомолекулярная или низкомолекулярная гиалуроновая кислота. Высомолекулярная гиалуроновая кислота в составе кремов покрывает кожу невидимой пленкой, из которой впитывается в верхние слои эпидермиса, делая его увлажненным, подтянутым, с ровным и сияющим цветом. Низкомолекулярная гиалуроновая кислота способна всасываться с поверхности в глубокие слои кожи, в которых стимулирует выработку коллагена и эластина, что приводит к более выраженному и стойкому эффекту. Однако крема, содержащие низкомолекулярную гиалуроновую кислоту, стоят гораздо дороже косметических средств с высокомолекулярной формой "гиалуронки". Поэтому для коррекции поверхностных возрастных изменений оптимально использовать крема с высокомолекулярной гиалуроновой кислотой. Соответственно, для коррекции и уменьшения выраженности глубоких возрастных изменений необходимо применять крема с низкомолекулярной гиалуроновой кислотой.

Маски с гиалуроновой кислотой применяются по тем же принципам, что и крема. Крема и сыворотки можно применять ежедневно, а маски – 1 – 2 раза в неделю. Все средства с гиалуроновой кислотой необходимо использовать только при плюсовой температуре, поскольку на морозе ее молекулы кристаллизуются и могут поранить кожу. Поэтому в зимнее время рекомендуется наносить средства с гиалуроновой кислотой только вечером, когда уже не планируется выход на улицу.

Однако необходимо помнить, что косметические средства с гиалуроновой кислотой не рекомендуется применять людям младше 25 лет, поскольку это может спровоцировать обратный эффект. Дело в том, что у молодых женщин кожа сама вырабатывает достаточное количество гиалуроновой кислоты и не нуждается в интенсивном уходе, а потому постоянное поступление данного вещества извне может привести к тому, что кожный покров перестанет ее вырабатывать. В результате наступит преждевременное старение кожи.

В настоящее время крема, сыворотки, маски и другие косметические средства выпускаются многими фирмами, поэтому приобрести их не составляет проблем. Одними из лучших косметических средств с гиалуроновой кислотой являются крема, маски, муссы и сыворотки, произведенные европейскими, азиатскими и американскими фирмами.

Препараты гиалуроновой кислоты для кожи лица: применение (инъекция), эффекты, возможные осложнения, рекомендации дерматокосметолога - видео

Кремы и инъекции с гиалуроновой кислотой: как они действуют, в каких случаях применяются - видео

Кремы для увлажнения сухой кожи: с гиалуроновой кислотой, с плёнкообразующими веществами, с гидроксикислотами - видео

В чем разница между эффектами от крема, сыворотки и уколов гиалуроновой кислоты (ответ косметолога) - видео

Гиалуроновая кислота для суставов

В здоровых суставах обязательно содержится небольшое количество жидкости, которая выполняет роль смазки. В этой жидкости имеется гиалуроновая кислота, которая придает ей необходимые свойства. При различных заболеваниях суставов концентрация гиалуроновой кислоты в суставной жидкости снижается в 2 – 4 раза. Поэтому в настоящее время успешно применяется метод лечения заболеваний суставов, заключающийся во введении высокомолекулярной гиалуроновой кислоты в его полость.

При введении гиалуроновой кислоты в сустав при остеоартрозах купируется болевой синдром и улучшается его функциональная активность, что позволяет человеку нормально двигаться и вести привычный образ жизни. Кроме того, применение гиалуроновой кислоты восстанавливает свойства внутрисуставной жидкости, подавляет воспалительный процесс и стимулирует восстановление нормальной структуры тканей.

В настоящее время при заболеваниях суставов применяют следующие препараты гиалуроновой кислоты:

• Вискорнеал форто;
• Вискосил;
• Синвиск (Гилан G-F 20);
• Синокром;
• Суплазин;
• Остенил.

Следует помнить, что чем больше молекулярная масса гиалуроновой кислоты, вводимой в сустав, тем длительнее терапевтический эффект. Поэтому для получения длительного лечебного действия необходимо выбирать препараты, содержащие гиалуроновую кислоту с наиболее высокой молекулярной массой.

Гиалуроновая кислота в офтальмологии

Препараты гиалуроновой кислоты широко применяются в местном и системном лечении заболевания глаз . Так, гиалуроновая кислота входит в состав глазных капель "искусственная слеза", предназначенных для лечения сухости роговицы. Также "гиалуронка" применяется для проведения хирургических операций на глазах с целью создания оптимальной операционной среды и предохранения тканей от случайных повреждений.

Гиалуроновая кислота в заживлении ран

Гиалуроновая кислота подавляет воспалительный процесс и активизирует процессы восстановления нормальной структуры тканей, благодаря чему успешно применяется в заживлении ран, ожогов и трофических язв . Для заживления ран гиалуроновую кислоту вводят в специальный перевязочный материал, которым покрывают различные повреждения кожного покрова, и периодически меняют повязки.

Биоэксплантаты с гиалуроновой кислотой (тонкая пленка) применяются для покрытия швов на кишечнике после произведенных оперативных вмешательств, что существенно ускоряет заживление раны и восстановление тканей. Кроме того, биоэксплантаты с гиалуроновой кислотой используются в ходе лапароскопических операций для покрытия петель кишечника с целью предупреждения их случайного травмирования.

Гиалуроновая кислота – отзывы

Большинство отзывов о гиалуроновой кислоте (от 85 до 90%) в косметических средствах являются положительными, что обусловлено видимым эстетическим эффектом. В отзывах указывается, что салонные процедуры с гиалуроновой кислотой весьма эффективно увлажняют кожу, делают ее более гладкой и упругой, вследствие чего мелкие морщинки разглаживаются, а новые не образуются. Кроме того, во многих отзывах указывается, что применение кремов с гиалуроновой кислотой приводит к тому же эффекту, что и салонные процедуры, но только медленнее. Если эффект от салонной процедуры заметен сразу, то при использовании кремов или масок он появляется только через месяц.

Гиалуроновая кислота [ГК] найдена во внеклеточном матриксе позвоночных тканей, в поверхностном покрытии определенных видов Streptococcus и болезнетворных бактериальных микроорганизмов Pasteurella, а также на поверхности некоторых частично пораженных вирусом морских водорослей. Синтазы гиалуроновой кислоты [ГКС], это ферменты, которые полимеризуют ГК, используя UDP-сахарные предшественники, которые найдены во внешних мембранах этих организмов. Были идентифицированы гены ГКС из всех вышеупомянутых источников. Кажется, существуют два отличных класса ГКС, что основано на различиях в аминокислотной последовательности, предсказанной топологии в мембране и предполагаемом механизме реакции.

Все ГКС были определены как синтазы класса I, за исключением ГКС у вида Pasteurella. Был также объяснен каталитический способ работы единственной ГКС класса II (пмГКС). Этот фермент удлиняет внешние ГК-присоединяемые олигосахаридные акцепторы путем добавления индивидуальных моносахаридных единиц к неуменьшающемуся концу, чтобы сформировать длинные полимеры in vitro; ни одна ГКС класса I не имеет такой способности. Способ и направление полимеризации ГК, катализируемой ГКС класса I, остаются неясными. Фермент пмГКС также был проанализирован на предмет двух имеющихся у него активностей: GlcUA-трансферазной и GlcNAc-трансферазной. Таким образом, два активных участка существуют в одном пмГКС полипептиде, опровергая широко принятую догму гликобиологи: "один фермент - один модифицированный сахар". Предварительные свидетельства позволяют предполагать, что у ферментов класса I может также быть два участка активности.

Каталитический потенциал фермента пмГКС может использоваться, чтобы создать новые полисахариды или проектировать олигосахариды. Из-за множества потенциальных ГК-базирующихся медицинских методов лечения, эта хемоэнзиматическая технология обещает принести пользу на пути нашего стремления к хорошему здоровью.

Ключевые слова

Гиалуроновая кислота (ГК), хондроитин, гликозилтрансфераза, синтаза, катализ, механизм, химерные полисахариды, монодисперсные олигосахариды

Введение

Гиалуронан [ГК] - очень богатый глюкозаминогликан в организме позвоночных, имеющий и структурную, и сигнальную роли. Определенные патогенные бактерии, а именно, группы А и С вида Streptococcus и тип А Pasteurella multocida, производят внеклеточный покрывающий ГК, называемый капсулой. У обоих видов ГК капсула и является фактором ядовитости, который обеспечивает бактериям сопротивляемость фагоцитам и комплементарность. Другой организм, производящий ГК - это морская водоросля хлорелла, инфицированная определенным большим двухцепочечным ДНКовым вирусом PBCV-1. Роль ГК в жизненном цикле этого вируса пока не ясна на данный момент.

Иллюстрация 1. Реакция биосинтеза ГК.

Ферменты класса гликозилтрансфераз, которые полимеризируют ГК, называются ГК-синтазами (или ГКС), по старой терминологии, включающей также ГК-синтетазы. Все известные ГК-синтазы - это разновидности одного полипептида, ответственные за полимеризацию цепи ГК. UDP-сахарные предшественники, UDP-GlcNAc и UDP-GlcUA используются ГК-синтазами в присутствии двухвалентного катиона (Mn и/или Mg) при нейтральном pH (рис. 1). Все синтазы являются мембранносвязанными белками в живой клетке и обнаружены в мембранной фракции после лизиса клеток.

Между 1993 - 1998 были идентифицированы и клонированы на молекулярном уровне ГК-синтазы групп A и С Streptococcus [спГКС и сеГКС соответственно], ГК-синтазы позвоночных животных [ГКС 1,2,3], ГК-синтаза водорослевого вируса [свГКС], а также ГК-синтаза типа A вида Pasteurella multocida [пмГКС]. Первые три типа ГК-синтаз, кажется, очень похожи в размере, аминокислотной последовательности и предсказанной топологии в мембране. ГК-синтаза вида Pasteurella, напротив, больше и обладает существенно отличающейся от других синтаз последовательностью и предсказанной топологией. Поэтому, мы предположили существование двух классов ГК-синтаз (таблица 1). Ферменты класса I включают стрептококковые, позвоночные и вирусные белки, в то время как белок вида Pasteurella в настоящее время единственный член класса II. У нас также есть некоторые свидетельства того, что каталитические процессы ферментов класса I и класса II отличаются.

Таблица 1. Два класса ГК-синтаз:

Хотя ГК-синтаза вида Pasteurella был последним обнаруженным ферментом из всех, некоторые особенности пмГКС способствовали существенному продвижению в его изучении в сравнении с некоторыми членами ферментов класса I, которые исследовались четыре десятилетия. Ключевая особенностью пмГКС, которая позволила разъяснить молекулярное направление полимеризации и идентификацию ее двух активных участков - это способность пмГКС удлиннять внешне расположенный акцепторный олигосахарид. Рекомбинантная пмГКС добавляет одиночные моносахариды повторным способом к ГК-ассоциированному олигосахариду in vitro. Внутренняя особенность каждой передачи моносахарида ответственна для того, чтобы формировать альтернативное повторение дисахаридов в этом глюкозаминогликане; одновременное формирование дисахаридной единицы не требуется. С другой стороны, никакое подобное удлиннение внешних акцепторов не было доказано ни для какого фермента класса I. Через фундаментальное научное исследование мы теперь развили некоторые биотехнологические применения замечательного белка класса ГК-синтаз вида Pasteurella.

Материалы & методы

Реагенты

Все реактивы для молекулярнобиологических исследований без специальной пометки были от Promega. Стандартные олигонуклеотиды были от Great American Gene Company. Все другие реактивы высокой чистоты, если иначе не отмечено, были от Sigma или от Fisher.

Усечение пмГКС и точечные мутанты

Был произведен ряд усеченных полипептидов, путем амплификации pPm7А вставки методом полимеразной цепной реакцией с Taq-полимеразой (Fisher) и синтетическими олигонуклеотидными праймерами, соответствующими различным частям пмГКС, с открытой рамкой считывания. Ампликоны затем были клонированы в плазмиду для экспрессии pKK223-3 (tac промотор, Pharmacia). Получившимися рекомбинантными конструкциями были трансформированы клетки Escherichia coli штамма TOP 10F" (Invitrogen) и выращены на среде LB (Luria-Bertani) с ампициллиновой селекцией. Мутации были сделаны, используя метод QuickChange сайт-направленного мутагенеза (Stratagene) с плазмидой pKK/пмГКС как ДНК шаблон.

Приготовление фермента

Для приготовления мембраны, содержащей рекомбинантный пмГКС полной длины, пмГК1-972 был изолирован из E.coli, как описано. Для растворимых усеченных пмГКС белков, пмГКС1-703, пмГКС1-650 и пмГКС1-703 - содержащих мутантов, клетки были извлечены с помощью В-PerТМ II Bacterial Protein Extraction Reagent (Pieree) согласно инструкции производителя, за исключением того, что процедура была выполнена при 7°C в присутствии ингибиторов протеаз.

Ферментные пути полимеризации ГК. GlcNAc модификация или GlcUA модификация

Три варианта было разработано, чтобы обнаружить происходит ли (а) полимеризация длинных цепей ГК или (b) добавление одиночного GlcNAc к GlcUA-конечному акцепторному олигосахариду ГК , или (c) добавление одиночного GlcUA к GlcNAc-конечному акцепторному олигосахариду ГК . Полная активность ГКС была оценена для раствора, содержащего 50 mM Tris, pH 7.2, 20 mM MnCl2, 0.1 M (NH4)2SO4, 1 M этиленгликоля, 0.12 mM UDP-(14C)GlcUA (0.01 μCi; NEN), 0.3 mM UDP-GlcNAc и различный набор ГК олигосахаридов, полученный из тестикул путем обработки гиалуронидазой [(GlcNAc-GlcUA)n, n= 4-10] при 30°C в течение 25 минут в объеме реакционной смеси 50 мкл. GlcNAc-трансферазная активность была оценена в течение 4 минут в той же буферной системе с различным набором ГК олигосахаридов, но только с одним сахаром в роли предшественника - 0.3 mM UDP-(3H)GlcUA (0.2 μCi; NEN). GlcUA-трансферазная активность была оценена в течение 4 минут в той же самой буферной системе, но только с 0.12 mM UDP-(14C)GlcUA (0.02 μCi) и с нечетным набором ГК олигосахаридов (3.5 мкг уроновой кислоты), приготовленных при помощи воздействия ацетата ртути на ГК-лиазу Streptomyces. Реакции были прекращены путем добавления SDS до 2% (w/v). Продукты реакции были отделены от субстратов путем бумажной (Whatman 3M) хроматографии с этанолом/1 М сульфат аммония, pH 5 5, как основной растворитель (65:35 для ГКС и оценки GlcUA-Tase; 75:25 для оценки GlcNAc-Tase). Для оценки ГКС образец бумажной полосы был промыт водой, и объединение радиоактивных сахаров в полимер ГК было обнаружено по сцинтилляции жидкости, рассчитанной при помощи BioSafe II коктейля (RPI). Для реакций полуиспытания образец и расположенные вниз по течению 6 см полосы были посчитаны по частям в 2 см. Все оценочные эксперименты были просчитаны таким образом, чтобы быть линейными относительно времени инкубации и концентрации белка.

Гель-фильтрационная хроматография

Размер ГК полимеров был проанализирован хроматографически на колонках Phenomenex PolySep-GFC-P 3000, элюция производилась 0.2 M нитратом натрия. Колонка была стандартизована флуоресцентными декстранами различного размера. Радиоактивные компоненты были обнаружены с помощью датчика LB508 Radioflow (EG & G Berthold) и коктейля Zinsser. По сравнению с полной оценкой ГКС, используя бумажную хроматографию, описанную выше, эти 3-минутные реакции содержали дважды UDP-сахарные концентрации, 0.06 μCi UDP-(14C)GlcUA и 0.25 нанограмма ряда ГК олигосахаридов. Кроме того, использовалось добавление кипящего (2 минуты) этилендиамина тетрациловой кислоты (финальная концентрация 22 mM), чтобы закончить реакции вместо добавления SDS.

Результаты и обсуждение

Утилизация и специфичность акцептора ГКС

Некоторые олигосахариды были проверены, в качестве акцепторов для рекомбинантного пмГКС1-972(Таблица 2). ГК олигосахариды были получены из тестикул путем гиалуронидазного щепления, а удлиннены пмГКС с помощью доставляемых подходящих UDP-сахаров. Восстановление борогидратом натрия не нарушает активность акцептора. С другой стороны, олигосахариды, полученные из ГК при помощи отщепления лиазой, не поддерживают удлиннение; дегидратированные ненасыщенные невосстановленные концевые остатки GlcUA нуждаются в гидроксильных группах, которые смогли бы присоединить входящий сахар из UDP-предшественника. Поэтому пмГКС-катализируемое удлиннение происходит в случае невосстановленных концевых групп. В ряде параллельных экспериментов было обнаружены рекомбинантные формы синтаз класса I - спГКС и х1ГКС, которые не удлинняют ГК-получаемые акцепторы. Принимая во внимание направление активности ферментов класса I, противоречивые сообщения были сделаны и необходимы дальнейшие исследования.

Таблица 2. Специфика олигосахаридных акцепторо пмГКС:

Интересно, что хондроитин сульфат пентамер является хорошим акцептором для пмГКС. Другие структурно связанные олигосахариды такие, как хитотетроза или хепарозан пентамер, однако, не служат акцепторами для пмГКС. В целом, пмГКС, кажется, требует, β-связанных GlcUA-содержащих акцепторных олигосахаридов. Мы выдвигаем гипотезу, что участок связывания олигосахаридов промежуточен в цепи удерживания ГК во время полимеризации.

Молекулярный анализ активности пмГКС трансферазы: два активных участка в одном полипептиде

Возможность измерить два компонента гликозилтрансферазной активности ГК синтазы, GlcNAc-трансфераза и GlcUA-трансфераза, позволил молекулярный анализ пмГКС. Мы отметили, что короткий дублированный мотив последовательности: Asp-Gly-Ser (Аспарагиновая к-та-Глицин-Серин), присутствовал в пмГКС. Из анализа сравнения гидрофобных групп многих других гликозилтрансфераз, которые производят β-связанные полисахариды или олигосахариды предположили, что вообще, существует два типа доменов: области "A" и "Б". ПмГКС, синтаза класса II, тем и уникальна, что содержит два "А" домена (личная коммуникация, B.Henrissat). Было предложено, что определенные члены класса I ГК синтаз (спГКС) содержат одиночные "А" и одиночные "Б" области. Различное удаление или точечные мутанты пмГКС были оценены для их способности полимеризовать ГК цепи или их способность добавлять одиночный сахар к ГК акцепторному олигосахариду (Таблица 3). Суммируя сказанное, пмГКС содержит два отличных друг от друга активных участка. Мутагенез аспартата мотива DGS (остаток 196 или 477) по обоим сайтам приводи к потере ГК полимеризации, но активность другого сайта оставалась относительно незатронутой. Таким образом, двойная активность ГК синтазы была преобразована в два различных одиночных действия гликозилтрансферазы.

Таблица 3. Активность пмГКС с удаленным участком или точечной мутацией.

Удаление последних 269 остатков от конечной карбоксильной группы преобразовало слабо выраженный мембранный белок в хорошо выраженный растворимый. Рассмотрение аминокислотной последовательности белка пмГКС в этой области, однако, не показывает типичных особенностей вторичной структуры, которые обеспечили бы прямое взаимодействие фермента с двойным слоем липида. Мы выдвигаем гипотезу, что конечная карбоксильная группа каталитического фермента пмГКС стыкуется с направляющим мембраносвязанным полисахарида транспортного аппарата живущей бактериальной клетки.

Первая "A" область пмГКС, А1, является GlcNAc-тазой, в то время как вторая "A" область, A2, является GlcUA-тазой (рис. 2). Это - первая идентификация двух активных участков для фермента, который производит гетерополисахарид, так же как ясное доказательство, что один фермент может действительно передать два различных сахара. Отличный от типа F фермент вида P. multocida, названный пмЦС, был найден, и вяснено, что он катализирует формирование несульфатируемого полимера хондроитина. ГК и хондроитин идентичны в структуре, за исключением упомянутого выше полимера, который содержит N-ацетилглюкозамин вместо GlcNAc. И пмГКС, и пмЦС на 87 % идентичны на уровне аминокислот. Большинство изменений в остатках находятся в области А1, что вполне совместимо с гипотезой о том, что эта область ответственна за передачу гексозамина.

Иллюстрация 2. Схематическое изображение пмГКС областей.
Два независимых трансферазных домена, А1 и A2, ответственны за катализ полимеризации цепи ГК. Повторяющиеся последовательные добавления одиночных сахаров быстро строят цепь ГК. Похоже, что карбоксильный конец пмГКС некоторым способом взаимодействует с мембранносвязанным транспортным аппаратом бактериальной клетки.

Иллюстрация 3. Модель биосинтеза ГК при помощи пмГКС.
Одиночные сахара добавляются к каждому "A" домену повторным способом к невосстанавливающемуся концу цепи ГК. Внутренняя точность каждой стадии активности трансферазы поддерживает повторение структуры дисахаридов ГК. Возникающая цепь ГК вероятно сохраняется пмГКС во время катализа через олигосахарид-связывающий участок.

Мы продемонстрировали эффективную передачу одиночного сахара с помощью пмГКС in vitro несколькими типами экспериментов, поэтому, мы выдвинули гипотезу, что цепи ГК формируются быстрым, повторяющимся добавлением одиночного сахара синтазой класса II (рис. 3). К настоящему времени, одна линия свидетельства предполагает, что фермент класса I также обладает двумя участками трансферазы. Мутация лейцинового остатка 314 на валин в ммГКС1, в части предварительного участка GlcUA-тазы, как сообщали, преобразовала эту ГКС позвоночного животного в хито-олигосахаридную синтазу. Ни один участок с соответствующей активностью GlcNAc-трансферазы не был идентифицирован.

Прививание полимера полисахаридными синтазами: добавление ГК к молекулам или твердым частицам

Исследование пмГКС в научно-исследовательской лаборатории преобразовало представления о ГК синтазах от царства трудных, упорных животноподобных чудовищ до потенциальных биотехнологических рабочих лошадок. Новые молекулы могут быть сформированы, используя способность пмГКС привить длинные цепи ГК на коротких ГК полученных цепях или хондроитин-производных акцепторах. Например, полезные акцепторы могут состоять из маленьких молекул или лекарств с ковалентно связанной ГК или хондроитин-олигосахаридные цепи (длиной в 4 сахара, например). В другом случае, цепи ГК могут быть добавлены к олигосахаридному праймеру, иммобилизованному на твердой поверхности (таблица 4). Таким образом, длинные цепи ГК могут быть мягко добавлены к чувствительным веществам или тонким устройствам.

В другом приложении, новые химерные полисахариды могут быть сформированы потому, что использование пмГКС олигосахаридным акцептором не столь же строго, как сахаридная трансферазная специфика. Хондроитин и хондроитин-сульфат признаны как акцепторы пмГКС и удлинняются ГК цепью различных длин (рис. 4). Наоборот, пмЦС очень гомлогичная хондроитин синтазе, распознает и удлинняет ГК акцепторы цепями хондроитина. Химерные молекулы глюкозаминогликана сформированы, содержа естественные, определенного соединения связи. Эти привитые полисахариды могут служить, чтобы присоединиться к клетке или ткани, которая связывает ГК с другой клеткой или ткань, связывающей хондроитин или хондроитин-сульфат. В определенных аспектах, привитые глюкозаминогликаны напоминают протеогликаны, которые являются существенными компонентами матрикса в тканях позвоночных. Но так как никакие компоновщики белка не присутствуют в химерных полимерах, то антигенность и проблемы протеолизиса, возникающие вокруг медицинского использования протеогликанов, устранены. Риск передачи инфекционных агентов тканями, извлеченными из животных, человеческому пациенту также уменьшен при использовании химерных полимеров.

Таблица 4. ПмГКС-инициированное прививание ГК на бусинки полиакриламида. Реакционная смесь содержит пмГКС, несущий радиоактивную метку UDP-(14C)GlcUA и UDP-(3H)GlcNAc, а также различные иммобилизованные праймеры сахаров (акцепторы, соединенные восстановительным аминированием в аминобусины) были представлены. Бусинки были промыты и радиоактивно инкорпорированы на другие бусины, измеренные методом расчета жидкостной сцинтилляции. ГК цепи были привиты на пластиковые бусины при использовании подходящего праймера и пмГКС.

Иллюстрация 4. Схематическое изображение привитых полисахаридных структур. ГК синтаза вида Pasteurella или хондроитин синтаза будут удлиннять определенные другие полимеры на невосстанавливающемся конце in vitro, чтобы сформировать новые химерные глюкозаминогликаны. Изображены некоторые примеры.

Синтез монодисперсной ГК и ГК-связанных олигосахаридов

В дополнение к добавлению большой полимерной ГК цепи к молекулам акцептора, пмГКС синтезируют определенные меньшие ГК олигосахариды в диапазоне от 5 до 24 сахаров. Используя фермент дикого типа и различные условия реакции, был относительно легко получен ГК олигосахарид, содержащий 4 или 5 моноахаридов, удлиненных несколькими сахарами до более длинных версий, которые очень часто трудно получить в больших количествах. Мы выяснили, что, комбинируя растворимый мутант GlcUA-Tase и растворимый мутант GlcNAc-Tase в той же самой смеси реакции позволяет формирование ГК полимера, если система снабжена акцептором. В течение 3-х минут была сделана цепь из примерно 150 сахаров (-30 кДа). Любая одиночная мутант-синтаза не сформирует в результате цепь ГК. Поэтому, если дальнейший контроль реакции сделан путем выборочного комбинирования различных ферментов, UDP-сахаров и акцепторов, то могут быть получены определенные монодисперсные олигосахариды (рис. 5).

Иллюстрация 5. Приготовление определенных олигосахаридов.
В этом примере, акцептор ГК тетрасахарид удлинняется одиночной хондроитин дисахаридной единицей, используя два шага с иммобилизованным мутантом синтазы вида Pasteurella (показано белыми стрелками). Изображенный продукт является новым гексасахаридом. Повторение цикла еще раз производит олигосахарид, два цикла формируют декасахарид, и т.д. Если акцептор был ранее соединен с другой молекулой (например препарат или лекарство), тогда новый конъюгат был бы удлиннен коротким ГК, хондроитином или гибридной цепью как и желательно.

Например, в одном воплощении, смесь UDP-GlcNAc, UDP-GlcUA и акцептора постоянно циркулирует через отдельные биореакторы с иммобилизованными мутант-синтазами, которые передают только одиночный сахар. С каждым циклом инкубации биореактора другая сахарная группа добавляется к акцептору, чтобы сформировать маленькие определенные ГК олигосахариды. Использование похожего пмЦС мутанта (например GalNAc-Tase) в одном из шагов позволило происходить формированию смешанных олигосахаридов при использовании UDP-GlcNAc. Биологическая активность и терапевтический потенциал маленьких ГК олигосахаридов - сложная область для исследования, которая потребует определенных, монодисперсных сахаров для однозначной интерпретации.

Заключение

Очевидно, существуют два различных класса ГК синтаз. Наиболее хорошо охарактеризован фермент класса II вида Рasteurella, удлинняющий цепь ГК повторяющимся присоединением одиночного сахара на невосстанавливающийся конец цепи ГК. Направление и способ работы синтаз класса I (стрептококковые, вирусные и ферменты позвоночных) остаются неясными. Относительно прикладных наук, способность пмГКС удлиннять экзогенно расположенные акцепторные молекулы полезна для создания новых молекул и/или устройств с потенциальным медицинским применением.

Гиалуронат, или гиалуроновая кислота, свойства и пользу которой рекламируют косметические компании, является основным средством, применяемым для омоложения кожи лица. Широкое распространение средств с ее содержанием заставляет многих задумываться о том, полезны ли процедуры и домашний уход с помощью таких препаратов, или они вредны для лица. Чтобы решить этот вопрос, нужно понять, что такое гиалуроновая кислота и как правильно выбрать косметику, чтобы получить прекрасный результат.

Гиалуроновая кислота в организме человека

Полисахарид — это химический термин, который подразумевает, что в состав вещества входят молекулы глюкозы. В гиалуронате они соединены в длинные цепочки. Молекула гиалуроновой кислоты может содержать до 25 000 одинаковых звеньев. При взаимодействии с особым белком (аггреканом) она приобретает способность связывать и удерживать в тканях молекулы воды.

Гиалуроновая кислота в организме человека входит в состав соединительной ткани: хрящей, сухожилий и т.п. Много гиалуроната содержится в стекловидном теле глаза, в синовиальной жидкости, где она обеспечивает вязкость среды. Вместе с волокнами коллагена и эластина вещество входит в структуру кожи, обеспечивая ее упругость и участвуя в процессах регенерации. Откуда берется гиалуроновая кислота, если ее еще не начали вводить во время косметических процедур?

Гиалуронат вырабатывается самим организмом. В теле взрослого человека общая масса этого вещества достигает 15 г. Но естественный синтез его замедляется после 25-летнего возраста, и процессы распада гиалуроната преобладают над его производством в организме. С течением времени доля кислоты в кожных покровах снижается, а ткани обезвоживаются. В дерме происходят изменения, которые внешне выглядят как морщины. Из-за снижения количества гиалуроната в других тканях возрастные изменения затрагивают весь организм.

Растения не вырабатывают гиалуроновую кислоту. Поэтому никакая диета с приемом пищи, содержащей соевые бобы, клетчатку или другие вещества, не влияет на выработку собственной кислоты в организме. Для омоложения кожи нужна та или иная косметическая процедура с применением препаратов гиалуроната.

Гиалуроновая кислота в косметологии

Применение гиалуроновой кислоты в косметологии основано на ее способности удерживать воду. Исследования ученых доказали, что сочетание гиалуроната и янтарной кислоты активизирует обмен веществ в тканях кожи, способствуя восстановлению ее клеток. Восстанавливающее действие гиалуроновой кислоты на кожу лица приводит не только к визуальному улучшению состояния кожи, но и обновляет ее на клеточном уровне. Чтобы убедиться в этом, нужно разобраться, как действует гиалуроновая кислота на кожу лица и зачем нужна та или иная процедура.

В качестве составляющей межклеточного вещества гиалуронат способствует движению лимфоцитов и фибробластов к местам повреждения кожи. При воспалительных явлениях, в случае мелкой травмы эти клетки обеспечивают борьбу с микроорганизмами и заживление тканей. Процессы регенерации состоят и в образовании большого количества волокон эластина и коллагена, которые и сохраняют упругость кожи.

В косметических кабинетах посетителям предлагают услуги, которые основаны на инъекционном введении препаратов гиалуроновой кислоты в кожные покровы. Результат всех процедур сводится к увеличению объема истонченной кожи, заполнению морщин, устранению кожных дефектов (рубцов от прыщей). Различают следующие виды использования гиалуроновой кислоты:

• биоревитализация — для лечения угрей, послеродовых растяжек, восстановления кожи лица при возрастных изменениях;
• мезотерапия — исправление дефектов кожи лица;
• при редермализации в состав препаратов в качестве действующего вещества входят и гиалуроновая, и янтарная кислоты;
• для биорепарации применяют филлеры с пептидами и витаминами;
• заключается в восстановлении овала лица при помощи гиалуроновой кислоты;
• контурная пластика применяется для изменения формы и объема отдельных частей лица (например, для ).

Кроме салонных методик существуют средства косметики, в состав которых входит низкомолекулярная гиалуроновая кислота. Они предназначены для ухода за кожей в домашних условиях. Чтобы получился желаемый эффект, а кожа была упругой и бархатистой, при использовании сыворотки или крема нужно соблюдать инструкцию к препарату.

Видео о плюсах и минусах использования гиалуроновой кислоты для лица

Когда нельзя применять средства с гиалуроновой кислотой?

От использования гиалуроновой кислоты и средств с ее содержанием иногда приходится отказываться. Это связано с особенностями получения вещества. Несмотря на современные способы очистки гиалуроновой кислоты, она способна вызвать аллергические реакции. Способность межклеточной среды к проведению полезных веществ и лимфоцитов внутри кожи может сыграть отрицательную роль и послужить способом перемещения инфекционных агентов или даже измененных клеток (когда в организме есть опухоли). Побочные эффекты могут возникнуть и от индивидуальной реакции организма, поэтому получать консультацию и проводить омолаживающее лечение лучше в крупных салонах, где работают сертифицированные специалисты.

При следующих состояниях:

• острых инфекционных и воспалительных процессах;
• сниженной свертываемости крови или при приеме антикоагулянтов;
• аутоиммунных заболеваниях;
• индивидуальной непереносимости препаратов с гиалуронатом;
• аллергии;
• беременности и кормлении грудью.

Нежелательно начинать процедуры, если менее 30 дней назад проводился пилинг лица (лазерный или химический).

Какая она бывает?

Производители выпускают множество препаратов с обозначениями, которые не всегда понятны потребителям их продукции.

Чтобы правильно выбрать средство для домашнего пользования или салонного ухода, надо иметь в виду, что виды гиалуроновой кислоты могут различаться по длине молекулы:

1. Для лечения артрита, глазных болезней медики применяют среднемолекулярное вещество. Такая гиалуронка — скорее лекарство, чем косметика. Ее введение в организм стимулирует фибробласты и помогает организму начать продуцировать собственный гиалуронат.
2. Низкомолекулярная гиалуроновая кислота состоит из коротких отрезков и входит в состав средств для домашнего применения: тоников или сывороток, эмульсий, кремов и т.д. Небольшие размеры частиц помогают им проникать в глубину дермы. С помощью лекарств на основе этой формы гиалуроната производят и лечение сложных заболеваний кожи (трофических язв, псориаза и т.п.). Недостатком является малый срок депонирования кислотного вещества: оно сохраняется в тканях всего 7-8 суток.
3. В салонных процедурах чаще используется высокомолекулярная гиалуроновая кислота, состоящая из длинных полимерных цепочек. Она способствует гидратации кожи и удержанию влаги в ней. Введенная внутрь дермы, гиалуроновая кислота для лица более полезна, чем предыдущая, т.к. растворы на ее основе имеют большую вязкость и могут сохраняться в коже до 2 недель. После этого начинаются процессы ее деградации, и процедуры приходится повторять через 6-10 месяцев.

Различают разновидности гиалуроната и по способу производства. При выборе средства стоит поинтересоваться, из чего изготовлена гиалуронка. В настоящее время все реже применяется вещество, полученное из животных материалов (пупочных канатиков, петушиных гребешков, рыбы и т.п.). Его не удавалось качественно очистить от примесей белка, поэтому инъекции могли вызвать аллергическую реакцию или отторжение.

В настоящее время производители косметики выпускают биосинтезированный гиалуронат. Его получают благодаря деятельности микроорганизмов. с этим видом гиалуронки считаются гипоалергенными.

Система гиалуроновых кислот, применяемых в косметологии, включает в себя и такие виды, как:

• стабилизированная, или нативная — биосинтезированные молекулы, прошедшие процесс сшивки, которые меньше подвергаются деградации в тканях человека;
• нестабилизированная, т.е. лишенная этих качеств.

Из-за особенностей каждого типа косметология применяет их по-разному. Нестабилизированная гиалуроновая кислота для лица чаще находит применение для общего улучшения состояния кожи (в или при биоревитализации), для увлажняющих процедур. Стабилизированную форму применяют, чтобы моделировать контуры лица, восполнять объемы тканей на отдельных участках (для заполнения морщин и выравнивания складок). Сфера использования того или иного препарата зависит от степени стабилизации молекул: менее стабилизированные препараты рекомендуются для коррекции мелких морщин, более вязкие, с высокой стабилизацией — для выравнивания складок и провалов.

Потребительские свойства гиалуроновой кислоты разных видов различаются незначительно. Основное отличие — это срок ее сохранения под кожей до начала деградации и наличие или отсутствие вероятности возникновения побочных эффектов.

Препараты и средства с гиалуроновой кислотой

Производство гиалуроновой кислоты для лица и препаратов на ее основе осуществляется в разных странах. Несомненным лидером по выпуску косметики с омолаживающим эффектом является Корея. Именно корейская косметика подарила гиалуроновой кислоте нынешнюю популярность.

Гиалуроновая кислота от морщин применяется в виде наружных и внутренних средств. Среди препаратов можно выделить следующие разновидности:

1. Крем или сыворотку могут применять девушки до 25-летнего возраста. Гиалуроновая кислота для лица в виде наружного средства, дополненного маслами растительного происхождения, может защищать кожу от пересыхания, но практически неспособна исправить дефекты дермы. Наружные средства могут помочь и от прыщей.
2. Тем, кому за 30, омоложение гиалуроновой кислотой следует проводить при помощи инъекционных методов. При проведении процедуры косметолог введет филлер туда, где требуется заполнение морщин: гиалуроновой кислотой можно выровнять даже резкие носогубные, межбровные или лобные складки. Собирая и удерживая влагу, препарат разбухнет и разгладит кожу.
3. Можно приобрести препарат и для приема внутрь. Пить гиалуроновую кислоту нужно в соответствии с инструкцией к средству: чаще всего по 1 таблетке или капсуле в день. Это лучшая методика для тех, кто боится уколов или не доверяет и другим орепроцедурам. Эффект от приема лекарств придется ждать 2-3 месяца, постоянно принимая средство.

Современная косметология применяет гиалуронат не только для кожи лица. Существует корейская косметика и (маски, сыворотки и пр.). Они действуют на волосы по той же схеме, по которой происходит увлажнение кожи лица гиалуроновой кислотой, т.е. создают защитную пленку, удерживая влагу внутри волоса. Широко применяются и специальные средства для мужчин (для увеличения полового органа).

Мифы о гиалуроновой кислоте

Из-за относительной новизны восстанавливающей косметики с гиалуронатом вокруг способов омоложения ходит большое количество разных мифов и домыслов. Часть их имеет под собой основания, но большинство являются неправдой. Один из таких — миф о том, что гиалуроновая кислота в косметологии является аналогом ботокса.

На самом деле, ботокс — это препарат, содержащий токсин бактерии ботулизма. Вещество расслабляет и парализует мышечные ткани, разглаживая морщины. Принцип действия гиалуроновой кислоты иной: вязкая жидкость просто заполняет пространство под кожей, выталкивая часть ее наружу. Качественные филлеры нетоксичны и абсолютно безопасны, т.к. гиалуронка распадается под воздействием ферментов человека до простых сахаров.

Женщины считают, что лучше не применять в зимние холода увлажняющие маски и кремы с содержанием гиалуроновой кислоты (для лица). Но именно зимой кожа подвергается воздействию сухого воздуха и на улице, и в помещении. Увлажняющие препараты необходимы, чтобы уберечь ее от шелушения и обезвоживания. Используя увлажняющее средство, нужно знать, что гиалуроновая кислота на кожу лица наносится за 30-40 минут до выхода на улицу. Средство успеет впитаться в дерму и предохранит ее от пересыхания.

Другой миф повествует о том, что из-за применения гиалуроната может повыситься внутриглазное давление. Это убеждение совершенно не обосновано, т.к. препараты не влияют на процессы в организме. Гиалуроновая кислота, функции которой состоят в накоплении и сохранении влаги, уже содержится внутри глаза и попасть туда из крема или филлера не может.

Многих интересует и вопрос о том, может ли быть аллергия на гиалуроновую кислоту. При выборе качественных препаратов, произведенных на основе биосинтезированной гиалуроновой кислоты, риск аллергических реакций сведен к минимуму. При этом не играет роли, какой тип вещества использовал производитель в своих средствах ухода: и низкомолекулярная, и высокомолекулярная гиалуронка имеют одинаковые побочные эффекты и противопоказания. Состав гиалуроновой кислоты не меняется, можно изменить только длину ее молекул. При применении кремов и сывороток аллергия чаще возникает из-за содержания сопутствующих веществ растительного и животного происхождения (масел, отдушек или экстрактов).

У потребителей вызывает сомнения и способность молекул проникать в дерму при нанесении препарата на кожу. Гиалуроновая кислота, которая применяется для изготовления таких средств ухода, обладает небольшими размерами молекул и беспрепятственно проникает в межклеточное пространство. Различие с инъекциями состоит в глубине проникновения: наружные средства способны увлажнить только верхние слои дермы. Поэтому их применение ограничено возрастом женщины.

Среди изобилия средств и методик их применения легко выбрать наилучший способ, подходящий каждой женщине. При выборе какого-то из них следует учесть и свой возраст, и противопоказания, которые могут способствовать аллергической реакции или вызвать другие неприятности. Перед проведением процедуры лучше всего посоветоваться с опытным специалистом-косметологом.

Гиалуроновая кислота!О ней много говорят, ее включают в состав рецептур новых средств по уходу за кожей. Все производители косметики утверждают, что используют лучшие типы гиалуроновой кислоты в своих продуктах. Но что такое гиалуроновая кислота, что она делает, как она работает и какой ее тип считается лучшим?

Гиалуроновая кислота (ГК) – самый важный фактор гидратации кожи. Эта молекула образует трехмерную сеть, которая действует как губка и буквально улавливает воду вокруг и внутри своих складок.

Кроме того, ГК используется организмом в качестве смазки в суставах, из нее в основном состоит ушная раковина, она же один из структурных полимеров стекловидного тела глаза. ГК способна стимулировать или ингибировать воспаление, способствует заживлению ран и восстановлению кожного покрова. Она – важная составляющая межклеточного вещества буквально всей соединительной ткани человеческого организма.

В коже ГК находится главным образом в базальной мембране эпидермиса и дерме, поддерживая пространство между клетками, увлажняя и облегчая прохождение питательных веществ.

В организме женщины весом 60 кг содержится около 13 г гиалуроновой кислоты, 4,3 г из этого количества перерабатываются и обновляются каждый день.

Однако прежде чем обсуждать, как работает ГК и что она может сделать для кожи, было бы неплохо сначала представить короткое досье на это вещество для лучшего понимания способа его действия.

Гиалуроновая кислота 101

Гиалуронан, или гиалуроновая кислота, – это натуральный полимер, то есть большая молекула, состоящая из множества повторяющихся маленьких молекул-«субъединиц».

В случае гиалуроновой кислоты этой субъединицей является дисахарид D-глюкуроновая кислота и N-ацетил-D-глюкозамин, связанные вместе.

Длина молекулы ГК может составлять от 2 до 25 тыс. дисахаридов. Молекулярная масса этого природного полимера колеблется от 800 до 2 000 000 Дальтон (Да), при этом средняя молекулярная масса ГК составляет 3 МДа в суставах и около 2 МДа в коже.

Организм непрерывно синтезирует и разрушает ГК (как упоминалось выше, полная замена ГК в организме происходит примерно каждые три дня). По мере постепенной деградации больших молекул ГК образуются фрагменты самой разной молекулярной массы. Набор этих фрагментов – от 800 Да до 2 MДа – присутствует в любой момент времени в нормальных тканях.

По размерам молекулы ГК делятся на разные фракции.

• Очень высокая молекулярная масса: 3–20 MДа.
• Высокая молекулярная масса: ~ 2 MДа.
• Средняя молекулярная масса: ~ 1 MДа.
• Низкая молекулярная масса: ~ 300 кДа.
• Очень низкая молекулярная масса: ~ 60 кДа.
• Олигомеры: от 800 Да до10 кДа.

Внешний вид и биологические эффекты

Очевидно, что молекулы, молекулярная масса которых может различаться в 12 500 раз, выглядят и ведут себя в биологических системах совершенно по-разному, оказывая разные биологические эффекты. Это более подробно показано в многочисленных исследованиях, проведенных в последние годы.

Обычно говорят, что ГК может поглотить воды в 1000 раз больше ее собственного веса. Однако это относится только к высокомолекулярной ГК, а та, что имеет более низкую молекулярную массу, очевидно, способна поглощать гораздо меньше воды.

Поэтому на практике, если взять 1% высокомолекулярной ГК в воде, то можно получить довольно вязкую жидкость или жидкий гель. Низкомолекулярная ГК в той же концентрации будет гораздо менее вязкой жидкостью или совсем водянистым гелем, тогда как олигомер будет таким же жидким, как вода. Излишне говорить, что ГК с молекулярной массой 20 MДа будет в этом случае очень густым гелем.

Вы можете задаться вопросом, зачем столько информации о размерах молекул и внешнем виде геля. Ответ довольно интересен. ГК с молекулярной массой 3–20 MДа, то есть высокомолекулярная ГК, – это тот тип ГК, который обнаруживается при целлюлите. Это аномально большой размер молекул ГА, за счет чего происходит прочное удержание воды в подкожной жировой клетчатке, что в свою очередь способствует проявлению видимых признаков целлюлита.

Поэтому присутствие в тканях ГК со слишком высокой молекулярной массой нежелательно – это признак патологического процесса. С другой стороны, присутствие в тканях слишком большого числа ГК-фрагментов, то есть слишком большого количества олигомеров или даже ГК с молекулярной массой 20 кДа, также нежелательно, поскольку они, как известно, стимулируют воспаление. Однако даже воспаление в некоторых ситуациях имеет право на существование, и иногда это необходимо (например, при заживлении ран).

Все остальные молекулярные массы (50 кДа – 2 МДа) кажутся нейтральными или полезными, причем 2 МДа считается наиболее «нормальной» (если так можно выразиться) и препятствует воспалению.

Таким образом, мы можем утверждать, что единственный действительно «плохой» тип ГК – это ГК с чрезвычайно высокой молекулярной массой, которая также способствует фиброзу.

Диета, образ жизни и гиалуроновая кислота

Предполагается, что диета, богатая овощами (магний) и фруктами (аскорбиновая кислота), помогает повысить естественный синтез ГК в организме. Также некоторые продукты богаты ГК или ее предшественниками. В качестве примера можно привести костный бульон, мясные субпродукты и суставной хрящ.

Гиалуронан можно также принимать внутрь в виде пищевой добавки, и он действительно «достигает» кожи и суставов, помогая увеличить их гидратацию, дольше сохранить молодость и поддержать здоровье. Это похоже на пероральный прием гидролизованного коллагена, что также помогает отсрочить старение кожи, сохранить упругость и эластичность связок и сухожилий.

Ультрафиолетовое излучение уменьшает содержание ГК в коже, что приводит к ее сухости и воспалению. Обеспечив кожу достаточным количеством ГА летом, в том числе «изнутри», мы можем быть уверены, что она сможет оставаться увлажненной и защищенной от солнечных лучей.

Нет никакой специфической пищи, которая обладала бы доказанной способностью увеличивать собственный синтез ГК в организме, но ежедневное употребление определенного количества питьевой воды будет способствовать гидратации, поскольку молекула воды не менее важна для этого, чем гиалуроновая кислота, ведь без воды гиалуронан абсолютно бесполезен. В идеале необходимо выпивать два литра воды в день. Таким образом, для улучшения увлажнения кожи и получения омолаживающего эффекта целесообразно комбинировать оральное применение ГК в виде БАД и употребление достаточного количества воды. Для максимального результата можно дополнительно использовать качественную сыворотку, гель или крем, содержащие ГК.

Кожная абсорбция ГК из косметических рецептур

Поскольку ГК стимулирует репарацию и увлажнение кожи, а кожа производит ее все меньше и меньше по мере старения, само собой разумеется, хочется добавить немного ГК в кожу в виде косметической сыворотки, крема или геля.

Понятно, что ГК с большой молекулярной массой не сможет даже проникнуть в эпидермис, в то время как все, что ниже 300 кДа, проникает в дерму и даже подкожно-жировую клетчатку. Чем ниже молекулярная масса, тем глубже ГК может проникать в кожу.

Однако не все так просто. Как мы уже упоминали выше, нужно понимать, для чего мы используем в своей рецептуре ГК с более низким молекулярным весом. «Проталкивая» ГК с молекулярным весом 20 кДа в кожу, мы вовсе не решаем всех проблем кожи, поскольку для нее это может оказаться как полезным, так и раздражающим воздействием. В случае использования ГК с чрезвычайно низкой молекулярной массой все осложняется еще больше.

Однако в большинстве исследовательских работ показано, что молекулы ГК с молекулярной массой где-то между 50 и 300 кДа хорошо проникают в кожу и оказывают на нее благотворное влияние. Мой личный опыт тоже говорит о том, что это лучший для использования диапазон молекулярных масс.

ГК с молекулярной массой 1 MДа может гидратировать сам эпидермис, не проникая дальше, в то время как молекула с молекулярной массой 2MДа просто сидит на поверхности эпидермиса и больше никуда не идет. С другой стороны, я обнаружил, что ГК с молекулярной массой 10 кДа не так полезна и в высоких концентрациях может раздражать кожу, что подтверждается данными, приведенными в научной литературе.

Столь разная абсорбционная способность ГК, зависящая от ее молекулярной массы, является причиной того, что все больше косметических компаний в настоящее время в рецептурах используют ГК разного молекулярного веса.

Молекулы ГК также могут быть линейными или сшитыми. Линейная молекула – это стандартная ГК, встречающаяся в организме человека и в природе. Сшитая ГК представляет собой изобретение человека, это более стабильная форма ГК с более высокой гидратирующей способностью. Но, к сожалению, сшитая ГК обладает меньшей способностью проникать в кожу, поскольку молекула «более толстая» и не может легко пересечь эпидермис.

Сшитая ГК используется в качестве филлера в мезотерапии, но сегодня ее также можно встретить в составе некоторых антивозрастных кремов.

Сыворотки, гели и кремы

Достаточно легко получить косметическую сыворотку или гель, используя ГК и воду. Однако кремы – это другое дело. Здесь ГК может сильно увеличить нестабильность эмульсионной системы. Поэтому большинство продуктов с ГК на рынке – это гели и сыворотки, которые легче получить.

Многие представленные на рынке косметические средства с ГК содержат около 0,1% этого вещества, то есть 1 часть ГК и 999 частей воды и некоторых других ингредиентов. Однако более концентрированные продукты могут содержать до 2% ГК. Более высокие концентрации нецелесообразны, поскольку крем или гель становятся слишком густыми и неудобными.

Гиалуроновая кислота в настоящее время – один из самых популярных и важных ингредиентов для борьбы со старением кожи и в уходе за лицом. Ее также можно встретить в некоторых средствах для ухода за телом. К сожалению, если тип и концентрация ГК специально не упоминаются на упаковке косметического средства, очень сложно понять, что именно и в каких концентрациях в нем используется, но это относится ко всем ингредиентам косметических рецептур.

С другой стороны, некоторые продукты для ухода за кожей включают в себя активные вещества, которые повышают собственный синтез ГК в коже. Это дает несколько отсроченный результат, но обходит проблему абсорбции ГК, поскольку «собственная» ГК синтезируется внутри кожи. Другие активные вещества, используемые в косметике, могут ингибировать в человеческом организме действие разрушающих ГК ферментов – гиалуронидаз (большинство полифенолов обладает такой активностью). Это продлевает срок полезного использования ГК в коже и подавляет ее раннюю или чрезмерную деградацию.

Каково происхождение ГК для косметики?

Когда-то давно в косметике использовали ГК животного происхождения, получаемую из свиных ушей или петушиных гребней. Я помню, что первая ГК, которую мы купили для использования в наших продуктах в 2002 году, была получена из поросят.

Сегодня ГК производится путем бактериальной ферментации, что позволяет получить стандартный размер молекул – 2 MДa. Затем ее «разрезают» либо ферментами, либо гидролизом и получают молекулы меньшего размера. В организме человека происходит то же самое – ГК с молекулярной массой 2 MДа разрезается на более «мелкие кусочки» ферментами, называемыми гиалуронидазами.

Гиалуронидаза и целлюлит

Иногда, чтобы разрушить ГК с чрезмерно высокой молекулярной массой, о которой мы упоминали выше, врачи вводят в ткани гиалуронидазу.

Одно из таких применений гиалуронидазы – временное сокращение признаков целлюлита. Я использую слово «временное», потому что человеческий организм может восстановить молекулярную массу только что синтезированной ГК до 20 MДа всего за несколько дней.

Таким образом, долгосрочное решение проблемы целлюлита не может быть достигнуто инъекциями гиалуронидазы. Это должны быть меры, в первую очередь направленные на снижение удержания воды в тканях и уменьшение синтеза ГК с молекулярной массой 20 MДa. Но это история для другой статьи…

Заключение

По мере старения в организме человека синтезируется все меньше и меньше ГК, в связи с чем необходимо защитить уже имеющуюся ГК и увеличить ее содержание в коже.

Это можно сделать, избегая чрезмерного воздействия солнца; с помощью диеты, богатой овощами, травами, субпродуктами; выпивая достаточное количество воды; используя хорошие косметические средства для ухода за кожей на основе ГК с молекулами разных молекулярных масс, в идеале – от 50 до 300 кДа.

Биологически активные добавки с гиалуроновой кислотой также помогают, поскольку действительно оказывают благотворное влияние на кожу (и суставы), помогая увлажнять и питать организм «изнутри».