Строение и функции гиалуронана (гиалуроновой кислоты, ГК). Гиалуронат: история исследования гиалуроновой кислоты Синтез гиалуроновой кислоты в организме

Здравствуйте, Друзья мои! Гиалуроновая кислота – одно из многих важных составляющих нашего организма. В основном мы знаем это название из рекламы косметических средств, хотя это далеко не только крем от морщин. Гиалуроновая кислота является очень важным средством лечения и облегчения болей в ортопедии при проблемах с суставами. Я постараюсь рассказать всё про эту необычную кислоту от А до Я и разберём как выбирать и где купить препараты с гиалуроновой кислотой, чтобы не ошибиться. Но обо всём по порядку.

Гиалуроновая кислота (другие названия: гиалуронат, гиалуронан, Hyaluronic Acid, Sodium Hyaluronate-гиалуронат натрия) – очень важное вещество, входящее в состав кожи, нервных и соединительных тканей, межклеточной жидкости. Является одним из основных компонентов межклеточного вещества (по-научному матрикса), синовиальной (суставной) жидкости, хрящевой ткани, слюны, входит в состав стекловидного тела глаз и др. Именно эта кислота превращает воду в гель в организме человека и удерживает её в тканях, насыщая их влагой.

Гиалуроновая кислота — самое естественное и полезное вещество, которое можно вколоть в сустав.

Самое главное отличие этих препаратов — наличие высокомолекулярной или низкомолекулярной гиалуроновой кислоты. От этого зависит количество уколов на курс, цель лечения и стоимость.

По каким принципам назначаются препараты? Рассуждения просты. Если требуется улучшить смазывающие свойства в суставе, создать что-то типа искусственного смазочного слоя, который будет некоторое время находиться в суставе и выполнять роль естественной синовиальной жидкости, то вводят высокомолекулярную модифицированную кислоту. Для её рассасывания требуется время, поэтому несколько месяцев после курса инъекций она способна выполнять свои функции. Кислота постепенно расщепляется специальными ферментами, проникает в кровоток через суставную сумку, а потом в печени распадается на воду и углекислый газ. Потом требуется повторная инъекция.

Если требуется обеспечить хрящ дополнительным питанием, подтолкнуть клетки к естественному росту, затормозить дегенеративные изменения в хряще или помочь суставу быстрее восстановить свою собственную жидкость, например, после на суставе (в процессе операции всё внутри сустава промывается), то используют низкомолекулярную кислоту, способную легко проникать между клеток.

При операциях на хряще, артрозах, коксартрозах и других суставных проблемах и даже при сильных нагрузках у спортсменов, рекомендовано раз в год делать инъекции таким препаратом.

Но прошу понять правильно. Что бы там ни было, но лезть в сустав, пусть даже с очень полезной гиалуроновой кислотой, — самое последнее дело. Если всё хорошо, но вам что-то там кажется, то лучше пейте кислоту и воду, пейте хондропротекторы для профилактики. И пусть никогда не придётся лезть в сустав. В любом случае, укол — это нарушение внутренней очень сложной среды сустава, что не есть хорошо.

Эффективность высокомолекулярной и низкомолекулярной гиалуроновой кислоты

Исследования эффективности кислот разного молекулярного веса проводились и выяснилось, что процессы эти достаточно сложны и однозначно сказать какой молекулярный вес наиболее эффективен пока сложно. Чем выше молекулярный вес, тем больше упругость кислоты. А упругость как механическое свойство меняется от движения (вот вам опять подтверждение ).

Гиалуроновая кислота проявляет себя больше как смазывающее вещество при медленных движениях и как амортизирующее вещество при быстрых движениях, ударах и прыжках.

Наш организм и происходящие в нас процессы достаточно сложны. Многое непонятно, но в целом надо знать, что чем крупнее молекула кислоты, тем сложнее ей проникать к клеткам и через синовиальную оболочку сустава, да и в любую другую ткань организма.

Как уже было сказано, молекулярный вес гиалуроновой кислоты, в естественном состоянии вырабатываемой суставом, около 3 000 000 Да. Этих показателей и стоит придерживаться. При заболеваниях суставов, в зависимости от состояния хряща и собственной суставной жидкости, врач подбирает наиболее подходящий препарат.

Способность усваивать кислоту хрящами и проникать в суставы постоянно меняется и зависит от многих причин, в том числе наличия заболеваний и индивидуального состава суставной жидкости. Обычно на курс назначается несколько инъекций и в большинстве случаев гиалуронаты распадаются и выводятся из сустава быстро. Но в общем было замечено, что кислота со средней молекулярной массой около 2-3 млн Да более эффективно проникает в поврежденные ткани чем высокомолекулярная.

Сейчас принято считать, что гиалуроновая кислота с молекулярным весом около 2-3 млн Да, что соответствует кислоте, содержащейся в здоровой синовиальной жидкости сустава, наиболее эффективно способна обеспечить необходимые свойства внутренней среде сустава и обеспечить защиту и питание хряща. На этом и остановимся, пока не открыли ещё что-нибудь.

Побочные эффекты и противопоказания при приёме гиалуроновой кислоты

• Гиалуроновая кислота связывает воду и превращает её в гель. Если не будет хватать воды, то в результате такого обезвоживания могут появиться головные боли, подняться давление, кожа не увлажнится, а будет сухой. Так что пить больше воды, особенно при приёме гиалуроновой кислоты, нужно обязательно.
• При заболевании лимфатической системы, что сопровождается отёками, лучше не принимать добавки с гиалуроновой кислотой — это может усугубить проблему.
• Естественен запрет для женщин в период беременности и кормления.
• Не рекомендуется детям до 15 лет. Нет исследований и испытаний и просто ни к чему. А если у ребёнка проблемы с хрустом суставов, сухостью кожи или что-то другое, то причину надо искать в другом месте.
• Индивидуальная непереносимость и особенности организма. В добавках с гиалуроновой кислотой возможно наличие балластных веществ (это уже зависит от производителей и качества полученной кислоты). Избавиться от них при производстве невозможно. Именно они могут вызывать реакции со стороны желудочно-кишечного тракта или аллергии.

Важнейшим показателем чистоты и качества гиалуроновой кислоты является остаточное количество клеточных структур, белков, липидов и т.д. Надо понимать, что чем больше подвергать ГК очистки, тем больше её потеряется, что увеличит стоимость конечного сырья. Сама же гиалуроновая кислота абсолютно биосовместима и естественна для организма человека. При проблемах стоит попробовать другой вид кислоты, либо другого более известного и надёжного производителя. Правило дешевизны здесь тоже применимо.

• Осторожно обращаться с ГК и её повышенным количеством необходимо при явных заболеваниях и проблемах с почками. Думаю понятно почему: здесь уже другой водный режим и условия. Здесь без врача никак. Нарушение водного баланса в организме – не лучшее условие для экспериментов с гиалуроновой кислотой.

Как видите, появление таких побочных эффектов вызвано не самой кислотой, а наличием уже существующих проблем и элементарным незнанием.

Поэтому в идеале, особенно, если делать инъекции гиалуроновой кислоты, внедрять её в организм напрямую, необходимо знать не только молекулярный вес, но и степень очистки, источники исходного сырья и методы получения кислоты.

Вот почему все эти протезы синовиальной жидкости с раствором ГК, косметологические инъекционные препараты так дороги. Да и добавки с ГК не могут стоить, как говорится, пять копеек.

Сколько, кому и как принимать гиалуроновую кислоту – правила и нормы приёма

Выработка гиалуроновой кислоты замедляется после 25-30 лет, аналогично с . У них тесная взаимосвязь. Поэтому пить до этого возраста, при отсутствии травм суставов, гиалуроновую кислоту ни к чему, а после рекомендуется, особенно, если есть нагрузка на опорно-двигательный аппарат или появляются проблемы с сухостью кожи или суставами. Говорят, что лучше её пить, чем не пить.

Что касается инъекций гиалуроновой кислоты с косметическими целями или лечебными, то тут всё понятно: препараты должны подбираться врачом в индивидуальном порядке и проводиться в условиях стерильности.

Что касается различных косметических средств на основе гиалуроновой кислоты, то они должны применяться на влажную кожу (даже мокрую). В таком случае гиалуроновая кислота, оставаясь в верхних слоях кожи и образуя защитную влагоудерживающую плёнку, или проникая в более глубокие слои, притянет и удержит влагу.

Свойства кислоты уникальны: она притягивает воду, превращая её в гель и не отдаёт её даже в условиях сухости окружающей среды.

Если же наносить жидкую гиалуроновую кислоту на сухую кожу, то, не сумев проникнуть глубоко, она будет вытягивать влагу из кожи, что приведёт к обратному эффекту — сухости и стянутости. Таковы рекомендации лучших косметологов мира.

Кислота производится организмом постоянно, постоянно она и разрушается. Как и многие другие, с возрастом процессы разрушения начинают преобладать, поэтому давая организму больше ГК, мы стимулируем её выработку, увеличиваем количество и качество.

Разрушается ГК и под воздействие сильных механических нагрузок. Понятное дело, что имеются в виду суставы и хрящи. Поэтому при заболеваниях суставов пить ГК курсами очень желательно. Отсюда рекомендация спортсменам также принимать эту добавку.

Норма приёма ГК в сутки не установлена. Но к какому-то знаменателю надо прийти. Поэтому была определена норма в 100-150 мг в день. Это средняя профилактическая доза.

Если есть проблема и нужно добиться лечебного эффекта, то можно повысить до 300 мг в сутки. Повышенное количество лучше не пить больше 1 месяца. Надо следить за своим водным режимом и не допускать обезвоживания организма. У каждого всё индивидуально, но если появились ощущения жажды и сухости, то лучше снизить дозу.

Самое главное условие: пить достаточное количество воды, особенно при приёме повышенного количества кислоты в лечебных целях. Строго соблюдать норму потребления во избежание нежелательного обратного эффекта!

Следующая рекомендация касается сопровождения. Имея тесную связь с коллагеном в организме, как и у коллагеновых добавок, есть аналогичное правило – для лучшего усвоения гиалуроновой кислоты необходимы достаточные дозы витамина С. Я бы добавил, что лучше иметь в рационе питания все необходимые витамины и минералы. В любом случае, не помешает. Как? Решайте сами с учётом своих возможностей и образа жизни – , либо качественным и сбалансированным питанием.

Для достижения наилучшего эффекта гиалуроновую кислоту рекомендуется пить с коллагеном.

Как пить коллаген можно прочесть . Не обязательно сразу за один приём, имеется в виду суточный приём.

Также считается, что самый лучший и эффективный способ употребления добавок с ГК – это рассасывание.

Это не лишено здравого смысла. Вспомните, почему при сердечном приступе рекомендуется положить под язык валидол (имеется в виду рассасывать)? Или почему когда хочется пить, но нельзя (медицинская проблема), то рекомендуется держать воду во рту? Дело в том, что в ротовой полости и особенно под языком находится большое количество кровеносных сосудов, имеющих сильную проникающую способность. Если вещество позволяет, то оно способно таким образом сразу попасть в кровоток, минуя пищеварительную систему, где неизбежно некоторая часть веществ теряется. Добавки с низкомолекулярной ГК, имеющие высокую биосовместимость и усвояемость, хорошо пройдут таким путём и сразу попадут в кровь.

Большинство добавок, которые вы встретите, не предназначены для употребления таким способом. Если это комплексная добавка для суставов, то большинство веществ в них не рассасывают. Чистая ГК в порошке (капсулах) тоже для этого не предназначена. Да и рассасывать это всё каждый день не всем подойдёт. Сейчас надо, чтобы быстренько закинул в себя и побежал. Но добавку, предназначенную специально для потребления таким способом я нашёл. Если проходить курсами и пить гиалуроновую кислоту целенаправленно, то приобрести попробовать можно и такой препарат.

Hyalogic LLC , гиалуроновая кислота для суставов, кожи и глаз, 60 фруктовых жевательных пастилок

Две такие пастилки в день обеспечат организм достаточным количеством гиалуроновой кислоты. Но не увлекайтесь сильно, помните, что это всё-таки не конфеты.

Ещё один вопрос касается привыкания организма к поступающим дозам кислоты извне . Так как она везде одинакова, то организм не отторгает её, хорошо усваивает. А если кислота уже есть, то зачем вырабатывать свою? Если постоянно и много пить кислоты, то она может прекратить синтезироваться самостоятельно. Однозначного подтверждения этому нет. В одних источниках кислота, принимаемая дополнительно способствует лучшему синтезу своей собственной, в других наоборот. Но это тоже зависит от кислоты, способа и места её введения.

В любом случае, со всеми добавками гиалуроновой кислоты лучше делать перерывы, не пить постоянно и следовать рекомендациям надёжных производителей.

Виды и формы добавок с гиалуроновой кислотой. Что лучше и как выбрать?

Красота красотой, но добавки с гиалуроновой кислотой рекомендуются как ещё одно средство, восполняющее её недостаток там, где она должна быть всегда: хрящевая ткань, кожа, стекловидное тело глаз. При заболеваниях и проблемах (травмы, операции, нарушение обмена веществ) нарушается и нормальный естественный синтез её в этих местах. Чтобы помочь организму восполнить этот недостаток рекомендуется приём добавок.

Что касается самой кислоты, то производители чаще всего не оговаривают какая гиалуроновая кислота в составе их продукта: низкомолекулярная или высокомолекулярная, синтезированная или животного происхождения.

На нашей добавке от фирмы Эвалар я обнаружил упоминание о наличии высокомолекулярной и низкомолекулярной кислот. С одной стороны, как уже говорилось, смысла пить высокомолекулярную кислоту нет, она пролетит мимо, как фанера над Парижем. Но я не могу сказать, хорошая (вернее, насколько эффективна) эта добавка или нет. Смотря какого размера кислоту называть высокомолекулярной и низкомолекулярной. Но в нашей добавке количество кислоты в одной капсуле больше чем где бы то ни было. Пробуйте. Здесь уже только по ощущениям смотреть и по стоимости.

Могу только сказать: считается по умолчанию, что производители пищевых добавок используют низкомолекулярную нативная (естественную для организма) кислоту, полученную биотехнологическим способом. Принимать высокомолекулярную кислоту с добавками бессмысленно, она просто не усвоится организмом.

Для добавок во всём мире не оговорено конкретных правил и требований. С одной стороны, это правильно – это пищевой продукт, а не лекарство, с другой — не понятно, что там намешал производитель. Если не запрещено, то разрешено – суй что хочешь. Поэтому добавку и производителя надо выбирать серьёзно.

Первая группа добавок, содержащих гиалуроновую кислоту, содержит вещества хондропротекторного назначения (глюкозамин и хондроитин) и другие элементы, направленные на питание хрящевой и . В хрящевой ткани они работают все вместе на общее благо и зависят друг от друга.

Solgar, Глюкозамин, гиалуроновая кислота, хондроитин и МСМ, 120 таблеток

В большом количестве добавок такого типа содержится BioCell Collagen II.

BioCell Collagen II типа — это клинически испытанное, запатентованное, имеющее большую усвояемость и пользу для наших суставов вещество. Естественно, это коллаген животного происхождения, получаемый их куриных хрящей. Сами по себе хрящи являются местом наибольшей концентрации коллагеновых волокон, хондроитина и низкомолекулярной биодоступной гиалуроновой кислоты в соотношении: 65% — гидролизованного коллагена II типа, 20% — хондроитина сульфата и 10% — гиалуроновой кислоты. Если знаете английский язык и интересно, то можно посетить специализированный сайт www.biocellcollagen.com для более глубокого изучения.

К добавкам такого вида неплохо всё же добавить, для получения терапевтического эффекта, препарат именно гиалуроновой кислоты.

Solgar, Гиалуроновая кислота, 120 мг, 30 таблеток

Здесь также основное вещество BioCell Collagen , но в более высокой концентрации, поэтому гиалуроновой кислоты в одной таблетке содержится максимальная норма, ну и коллаген II типа для наших хрящей будет полезен. Предусмотрен и витамин С, необходимый для усвоения как коллагена, так и гиалуроновой кислоты. Не забыли?

Аналогичная добавка от другой известной фирмы в более выгодном отношении цены, качества, количества. Doctor"s Best, Best гиалуроновая кислота с хондроитин сульфатом, 180 вегетарианских капсул

Суперпопулярная и надёжная в плане качества компания Now Foods предлагает интересный продукт с содержанием хорошего количества гиалуроновой кислоты, витаминов и аминокислот в жидком виде. Естественно, это всё усвоится быстрее и лучше любых таблеток. Но хранить в холодильнике, не разливать, не бить.

Now Foods, Жидкая гиалуроновая кислота, ягодный вкус, 100 мг, 16 жидких унций (473 мл)

Если же вы предпочитаете как и я, опираясь на нормы, правила приёма и другие составляющие подбирать себе отдельные препараты в зависимости от нагрузок, наличия проблем или просто профилактики, то можно приобрести отдельно добавки с гиалуроновой кислотой.

California Gold Nutrition, Гиалуроновая кислота, 60 вегетарианских капсул

Now Foods, Гиалуроновая кислота, двойная сила, 100 мг, 120 капсул на растительной основе .

Итак, подведём итоги. Мы рассмотрели гиалуроновую кислоту просто со всех сторон: что это, зачем нужна, что делает и как делает. Я обычно даю конкретные препараты с учётом того, чтобы была понятна теория и чтобы показать по каким признакам, обладая определёнными знаниями, можно подобрать подходящий именно вам препарат. И эта статья, и многие другие, описывающие добавки для суставов универсальны: они содержат информацию по веществам и основные принципы, по которым следует выбирать препараты, что бы не выбрасывать зря деньги на ветер, а добавка принесла пользу.

Множество добавок и средств с гиалуроновой кислотой вы можете приобрести здесь . Их много и для любых целей: пить, мазать, глотать, разжёвывать и рассасывать.

Но самое главное, что вы, прочитав эту статью или любую другую в моем блоге, будете знать — как выбрать такие средства и не тратить бездумно деньги. Как приобрести то, что вам подойдёт и принесёт пользу.

Будьте здоровы и не болейте!

Индустрия красоты постоянно расширяет перечень косметических процедур и препаратов, которые позволяют сохранить молодость лица и устранить возрастные изменения кожи, которые неизбежно происходят с каждым человеком. Достаточно давно и эффективно в эстетической медицине применяется гиалуроновая кислота для лица, представленная в различных косметических продуктах для салонного и домашнего использования. Входит в состав косметических продуктов (крема, лосьоны, маски и другие), используется для биоревитализации лица и иных манипуляций, которые позволяют замедлить процессы старения и улучшить состояние тканей.

Насколько эффективны эти процедуры и какую роль играет гиалуронат в поддержании молодости и тонуса кожи, рассмотрим в данной статье.

Свойства, строение гиалуроновой кислоты и ее роль в коже

Данное химическое соединение было открыто в 1930 гг. Карлом Мейером и до настоящего времени интенсивно изучается медиками, химиками, фармацевтами и другими учеными на экспериментальных и биологических моделях.

Обладает уникальным физическим свойством — способна удерживать воду, образуя при этом гелеобразную структуру. Участвует в большинстве жизненно важных процессов, происходящих в организме человека и животных. Вещество образуется в организме человека, причем порядка 1/3 от общего количества гиалуроната ежедневно расщепляется и утилизируется, и этот дефицит восполняется новыми молекулами.

Представляет собой полисахарид и состоит из множества одинаковых небольших фрагментов, количество которых может быть разным. Поэтому молекула гиалуроната может иметь разную длину и массу и классифицируется на низко- средне- и высокомолекулярную.

Входит в состав многих тканей и жидкостей организма, в том числе, и в дерму:

• удерживает коллагеновые и эластиновые волокна в правильном положении и способствует тем самым поддержанию эластичности и тургора кожи, которые являются обязательными условиями для сохранения молодости;
• за счет связывания воды обеспечивает оптимальное содержание влаги в коже, поддерживая гидробаланс, что тоже является фактором, предупреждающим морщины и старение;
• уменьшает испарение влаги и одновременно способствует притягиванию и удержанию на поверхности дермы воды из воздуха, увлажняя кожу и делая ее более гладкой и эластичной;
• молекулы кислоты предотвращают проникновение патогенных микробов вглубь при наличии повреждений, таких как ранки, царапины и др.

Время «жизни» молекулы гиалуроната в эпидермисе и дерме составляет 1-2 дня.

Лучшая гиалуроновая кислота для лица – это собственная, которая вырабатывается в организме. Но с возрастом уменьшается способность синтезировать кислоту в необходимом количестве и с должной молекулярной массой, что также играет свою роль в старении. Поэтому организм нуждается в дополнительном источнике кислоты, одним из которых являются косметические препараты.

Препараты и средства с гиалуроновой кислотой

Получение гиалуроната в промышленных масштабах сегодня занимает свою нишу рынка, поскольку данный «продукт» чрезвычайно востребован и в медицине, и в косметологии. Получают кислоту двумя путями:

1. из тканей животных;
2. методом бактериальной ферментации.

Из животного сырья наиболее распространенным вариантом (и оптимальным) являются гребни половозрелых петухов и кур. Также используют стекловидное тело глаза, гиалиновые хрящи, синовиальную жидкость суставов, пупочный канатик животных.

Второй способ предполагает участие бактерий (чаще всего гемолитических стрептококков типов А и В), которые помещают на питательную среду и обеспечивают оптимальные условия для размножения. Бактерии вырабатывают кислоту, которую затем очищают, однако примеси белков и пептидов все равно остаются в очищенном продукте, могут провоцировать аллергические реакции, что существенно ограничивает сферу применения кислоты, полученной таким способом.

Готовая кислота выпускается на фармацевтических заводах в виде гранул и порошков, которые содержат молекулы различной массы. Это базовое сырье для получения растворов, которые стерилизуют в автоклавах и вносят в состав масок, кремов, препаратов и т.д.

Свойства препаратов гиалуроновой кислоты с различной молекулярной массой

Масса молекул гиалуроната напрямую влияет на функцию вещества и степень проникновения в ткани.

Низкомолекулярные разновидности с массой меньше 30 кДа:

• хорошо проходят сквозь барьеры и мембраны клеток, способны проникать в глубокие слои дермы с поверхности кожи;
• улучшают микроциркуляцию;
• улучшают питание кожи.

Среднемолекулярные препараты с массой 30-100 кДа:

• ускоряют заживление повреждений кожи;
• стимулируют процесс деления клеток.

Высокомолекулярные препараты с массой молекул 500-730 кДа:

• не способны проникать в глубокие слои дермы и увлажняют эпидермис;
• купируют воспаление.

Поэтому для разных целей эстетической коррекции кожи следует применять правильный препарат или средство, тогда как универсального варианта, «чудодейственного коктейля 10 в 1» просто не существует!

Гиалуроновая кислота для лица: применение в эстетических целях

Это уникальное вещество широко используется в эстетической медицине, как для домашнего применения (крема, маски для лица с гиалуроновой кислотой), так и для салонных процедур.

Наиболее широко применяется для:

• омоложения кожи;
• устранения возрастных изменений лица;
• устранения дефектов «минус-ткань», которые бывают после хирургических вмешательств.

Процедуры и препараты хорошо переносятся, редко вызывают аллергию и обеспечивают довольно продолжительный эффект до полутора лет. Наибольший эффект отмечается в возрастной группе 30-40 лет, а вот после 40 лет значительной коррекции возрастных изменений, к сожалению, не ожидать не стоит.

Салонные процедуры

Инъекции для лица - в эту обширную категорию входят несколько методов нехирургического (безоперационного) омоложения кожи и уменьшения проявлений возрастных изменений. Их объединяет способ введения гиалуроната в ткани кожного покрова: посредством уколов (инъекций). Все процедуры проводятся под местной анестезией.

Общими показаниями для применения препаратов гиалуроновой кислоты считаются:

• обезвоженная, пересушенная, дряблая кожа;
• сниженный тургор кожи;
• нездоровый, тусклый цвет лица;
• возрастные морщины;
• возрастное изменение контуров лица;
• темные круги под глазами;
• неровный рельеф кожи;
• тонкие, непропорциональные губы.

Лицо после гиалуроновой кислоты приобретает обновленный вид: разглаживается кожа, уменьшается выраженность морщин, улучшается тургор, повышается степень гидратации структур кожного покрова.

Мезотерапия

Мезотерапия лица гиалуроновой кислотой проводится локально, только в области, которые нуждаются в коррекции (морщины, складки). Курс включает несколько уколов, которые вводятся с временным промежутком в малых дозах. Характеризуется накопительным эффектом, которые сохраняется несколько месяцев.

Биоревитализация

Проводится по такому же принципу с разницей, что применяется большая доза высокомолекулярной кислоты и необходим всего один укол. Характеризуется как немедленным, так и отсроченным результатом. Сразу после укола наблюдается заметное разглаживание морщин, которое держится всего 1-2 недели. Далее введенный препарат разрушается специальными ферментами, и из молекулы кислоты с высокой молекулярной массой получаются короткие фрагментарные молекулы. Они и стимулируют выработку собственного гиалуроната, рост волокон эластина и коллагена, что и приводит к постепенному омоложению: улучшению тургора дермы, исчезновению дряблости и уменьшению выраженности и глубины морщин. Данный эффект наблюдается в течение полутора лет.

Биорепарация

Аналогичная биоревитализации процедура, с той лишь разницей, что препараты для ее проведения насыщаются не только гиалуронатом, но и другими веществами с биологической активностью: витаминами, минералами, аминокислотами и др. Это обеспечивает более длительный и выраженный эффект и расширяет возможности процедуры: позволяет устранить дефекты кожи, такие как шрамы, следы от прыщей.

Биоармирование

Контурная пластика лица с применением филлеров – специальных нитей высокомолекулярной гиалуроновой кислоты в локальные участки кожи, нуждающиеся в коррекции (второе название – биоармирование). Наиболее оправданным введение филлеров считается для коррекции линии скул, овала лица, для устранения мешков под глазами.

Точечные инъекции в область губ

Проводятся для увеличения объема губ и получения более четкого их контура. Эффект сохраняется на период от 8 до 18 месяцев, причем полный эффект от уколов достигается уже на второй день после процедуры.

Уколы от темных кругов

Уколы для устранения темных кругов и морщин под глазами и коррекции состояния нежной кожи вокруг глаз. Улучшают эластичность тонкой кожи, повышают увлажненность и позволяют уменьшить выраженность «гусиных лапок» - характерных мелких морщинок с наружной стороны глаз.

Примерные эффекты от описанных выше процедур можно посмотреть на фото, размещенные в галерее салонов красоты. Но следует помнить, что в каждом конкретном случае результат будет индивидуальным.

Побочные эффекты после процедур возможны в виде болезненности в местах инъекций, а также отека и покраснения кожи. Но, если уколы делает некомпетентный специалист, могут быть и более серьезные реакции, такие как воспаление в месте укола, значительная отечность и уплотнение, а при занесении патогенных микроорганизмов – серьезные инфекции кожи.

Противопоказания к проведению инъекционного введения гиалуроната

Инъекционная пластика лица гиалуроновой кислотой противопоказана в следующих случаях:

• непереносимость основных или вспомогательных компонентов препарата;
• беременность и период кормления грудью;
• обострение хронических заболеваний и любые острые патологии;
• аутоиммунные заболевания;
• болезни соединительной ткани;
• онкопатология;
• гипертоническая болезнь;
• склонность к формированию рубцов на коже;
• нарушение свертываемости крови и лечение препаратами, влияющими на свертываемость;
• ангиопатия диабетическая;
• воспаления, родинки и заболевания кожи в области введения препарата.

Сыворотка, маски и крем для лица с гиалуроновой кислотой – эффективность и особенности применения

Огромный перечень косметических продуктов, которые содержат гиалуронат, предназначены для местного применения. Показаны при наличии:

• дряблости и сниженного тургора кожи;
• купероза;
• расширенных пор;
• неравномерного цвета лица;
• неровного рельефа кожи;
• морщин.

Чтобы достичь видимого эффекта, средства рекомендуется применять в комплексе (тоник, крем, маска и др.), регулярно и не менее 1 месяца.

В каждом средстве содержится разное количество гиалуроната. Так, сыворотка для лица отличается наибольшей концентрацией кислоты, поэтому рекомендуется при наличии выраженных изменений кожи и при необходимости достижения быстрого эффекта на начальном этапе ухода. Далее переходят на крем, содержащий высокомолекулярную или низкомолекулярную гиалуроновую кислоту:

1. крема с высомолекулярным гиалуронатом покрывают кожу невидимой пленкой и уже из нее впитываются в эпидермис, увлажняя его и выравнивая цвет лица;
2. средства с низкомолекулярной гиалуроновой кислотой способны проникать глубоко в кожу, что приводит к более стойкому и выраженному эффекту. Такие крема стоят дорого, поэтому к ним прибегают для уменьшения выраженности значительных возрастных изменений.

Маски выбирают по такому же принципу, как и крема, и используют их 1-2 раза в неделю.

Не рекомендуется использовать косметические препараты с гиалуронатом до 25 лет. В таком возрасте кожа вырабатывает достаточное количество собственной кислоты, и поступление ее извне может вызвать обратный эффект: кожный покров перестанет вырабатывать собственный полисахарид.

Обзор некоторых средств для домашнего использования с гиалуронатом

Либридерм с гиалуроновой кислотой для лица Универсальный увлажняющий крем без запаха и синтетических добавок, который подходит для всех типов кожи, в том числе, для гиперчувствительной и пересушенной. Содержит повышенное количество низкомолекулярной гиалуроновой кислоты и обладает следующими свойствами: увлажняет эпидермис, восстанавливает гидробаланс дермы, выравнивает рельеф лица, улучшает цвет. Устраняет шелушение, покраснение и другие проявления гиперчувствительной кожи. Помогает устранить ранние признаки старения. Рекомендован для ежедневного ухода за областью вокруг глаз, кожи лица, шеи и зоны декольте. Крем для лица Либридерм продается в удобном флаконе с дозатором объемом 50 мл и обойдется в 400-500 рублей. Производится в России. Помимо крема, в линейке Либрадерм имеются другие средства с гиалуронатом, предназначенные для комплексного ухода: вода, сыворотка и другие. Отзывы о продуктах данной линейки в основном положительные, но все средства требуют комплексного и регулярного применения.

Крем Лора Еще один косметический продукт российского производства, который относится к категории антивозрастных и содержит много активных компонентов, помимо гиалуроната: витамины, вытяжки иглицы и дикого ямса, растительные фосфолипиды, соевое масло и другие. Туба 30 гр. обойдется в порядка 350-450 руб.

Крем Долива увлажняющий Известный косметический концерн, позиционирующий свою косметическую продукцию как натуральные средства, не обошел вниманием и гиалуронат, помимо которого, в универсальном креме для всех возрастов содержится оливковое и масло ши, пантенол, витамин Е, микроэлементы, линалол. Отличается хорошим увлажняющим эффектом. Баночка 50 мл стоит 700-800 руб.

Французский антивозрастной крем, содержащий 2 типа гиалуроновой кислоты (высоко- и низкомолекулярную), масло ши и баобаба, экстракт авокадо. Восполняет содержание влаги в дерме, обеспечивает упругость и мягкость и значительно улучшает цвет лица. Рекомендован для ухода за сухой кожей после 30 лет. Флакон 40 мл стоит 1300-1400 руб.

Представляет собой нежный, быстро впитываемый мусс, особенно рекомендованный для нежной и чувствительной кожи. Содержит низкомолекулярную гиалуроновую кислоту, водоросли, глюкозамины. Очень хорошо увлажняет, стимулирует обновление кожи и синтез собственного гиалурона. Цена флакона 50 мл – 800-900 руб.

Крем от польского производителя с выраженными увлажняющими свойствами и несколько меньшими омолаживающими. Покрывает поверхность эпидермиса дышащей пленкой, которая препятствует потере влаги. Цена – 380-400 руб.

Крем для лица, приготовленный в домашних условиях

Альтернативным вариантом дорогостоящей продукции, которая продается в аптеке и магазинах, является вариант домашнего крема. Для его получения сначала нужно приготовить гель с гиалуроновой кислотой: соединить 0,3 гр. порошка гиалуроната с дистиллированной водой до получения кремообразной консистенции, перемешать и на 6-8 часов поместить основу в холодильник. Далее взять любой базовый крем, например, детский, добавить в него 8-10 гр. геля и хорошенько перемешать, оставить в сухом, прохладном месте на 6 часов и далее применять как обычный крем утром и вечером, только хранить его в холодильнике.

Внутреннее применение препаратов гиалуровой кислоты для кожи

В 2014 году японскими учеными в ходе рандомизированного, слепого, двойного, плацебо-контролируемого исследования доказано, что внутренний прием препаратов с гиалуронатом, как пищевой добавки, повышает уровень увлажненности кожи.

Внутреннее использование к гиалуроната, как добавки к пище, является относительно новым методом устранения сухости кожи, и наиболее широко применяется именно в Японии. Причем в последнее время данный метод позиционируется как один их альтернативных способ лечения пациентов с хронической сухостью кожи.

Первое косметическое средство с кислотой для наружного применения появилось в 1979 г., тогда как в пищу гиалуронат стали добавлять еще в 1942 г. Именно тогда Андре Балаш подал заявку на патентирование коммерческого использования гиалуроаната как заменителя яичного белка для хлебобулочного производства. В Китае и странах Западной Европы петушиный гребень, основное растительное сырье для получения гиалуроната, являлся королевским блюдом. Его употребляла Екатерина Медичи и супруга Генриха II для сохранения молодости. Сегодня пищевые добавки с гиалуроновой кислотой больше позиционируются как средства для улучшения функции коленных суставов при артрозе и в качестве профилактики данного заболевания.

В Корее и Японии продукты с гиалуронатом с одинаковой частотой применяются для поддержания здоровья суставов и кожи. Доказано, что ежедневное потребление в пищу 120-240 мг кислоты в день приводит к значительному улучшению состояния кожи лица и тела и восстановлению водного баланса.

Частично деполимеризованный гиалуронат, поступивший перорально, всасывается в желудочно-кишечном тракте. Кислота же в неизменном виде всасывается в лимфатическую систему. Оба вида гиалуроната затем попадают в кожу. Олигосахариды гиалуроновой кислоты увеличивают выработку собственного гиалурона в фибробластах и стимулируют пролиферацию клеток, что напрямую влияет на увлажненность кожи.

Безопасность перорального приема ГК различного происхождения и с разной молекулярной массой доказана в экспериментах на животных, однако, как и все инородное, поступающее в организм, требует более глубокого и тщательного изучения, а также наблюдения за состоянием здоровья пациентов в отдаленной динамике и ни в коем случае не является панацеей.

Исходя из написанного, можно сделать вывод, что средства и процедуры с гиалуроновой кислотой положительно влияют на увлажненность кожи и позволяют поддерживать оптимальный гидробаланс, особенно у женщин 30-40 лет. Однако каких-либо кардинальных улучшений состояния кожного покрова и значительного сокращения морщин, особенно женщинам старше 40 лет, ожидать не стоит.

Гиалуроновая кислота (hyaloid = стекловидный + uronic = кислота) – вещество, относящееся к группе полисахаридов, синтезируемое клетками большинства живых организмов, являющееся важным компонентом кожи, мышц, нервов и других тканей человека.

В описаниях составов косметических средств её иногда назывют «гиалурон», биохимики чаще употребляют словосочетание «гиалуронат натрия», поскольку в организме человека она присутствует в основном в форме натриевой соли.

Биологическая роль

Гиалуроновая кислота необходима для формирования межклеточного вещества, которое является средой для функционирования клеток: их деления, поступления к ним питательных веществ, выведения продуктов жизнедеятельности.

Половина всей гиалуроновой кислоты, находящейся в организме, содержится в коже. Здесь она является естественным заполнителем промежутков между волокнистыми элементами кожи – коллагеном и эластином , участвует в их синтезе.

Также гиалуроновая кислота задействована в процессах заживления ран, влияет на иммунные реакции, блокирует действие на клетки свободных радикалов, оберегая ткани от преждевременного старения.

Одним из важнейших свойств гиалуроновой кислоты является её высочайшая гидрофильность - способность связывать влагу. Одна её молекула способна удерживать до 500 молекул воды. Даже 1% водный раствор гиалуроновой кислоты уже не жидкость, а вязкий гель.

К чему приводит дефицит гиалуроновой кислоты?

С возрастом, под влиянием факторов окружающей среды и естественных процессов старения, содержание гиалуроновой кислоты в организме человека уменьшается, к 50-летнему возрасту её количество снижается вдвое. Снижение концентрации г.к. в коже приводит к её обезвоживанию, уменьшению синтеза в ней коллагена и эластина, что проявляется в виде сухости , дряблости , появлении морщин .

Применение в косметологии

В современной косметологии гиалуроновая кислота используется в качестве основного компонента препаратов для увлажнения кожи. Более эффективного вещества для этой цели ещё не найдено.

Поскольку гиалуроновая кислота не является чужеродным веществом для организма, препараты на её основе являются гипоаллергенными.

Гиалуроновая кислота, применяемая в косметологии, может быть как естественного, так и искусственного происхождения. Поскольку её метаболизм очень активен (молекула г.к. «живет» в организме 2-3 дня, затем она разрушается и клетками синтезируется новая) для введения в глубокие слои кожи чаще используется искусственно синтезированные вещества, отличающиеся тем, что в них молекулы г.к. «сшиты» между собой и для их расщепления организму требуется большее время.

В составе средств для наружного применения (кремов, эмульсий, лосьонов и др.) гиалуроновая кислота выступает в роли увлажнителя. Тончайшая пленка на поверхности кожи, образуемая ей, предотвращает чрезмерное испарение воды, задерживает необходимую влагу. При этом она не закупоривает поры кожи, не нарушает чрезкожный газообмен, способствует более глубокому проникновению других активных веществ, входящих в состав средства. Но, нанесенная на поверхность кожи, гиалуроновая кислота не проникает в её глубокие слои, обеспечивает лишь поверхностное, кратковременное увлажнение.

Для глубокого и долговременного увлажнения, для стимуляции фибробластов используется введение гиалуроновой кислоты в глубокие слои кожи - метод биоревитализации .

Препараты с высокой концентрацией гиалуроновой кислоты, имеющие гелеобразную форму, используются в контурной пластике – для коррекции носогубных складок, морщин, увеличения объема губ.

В препаратах для мезотерапии используется свойство гиалуроновой кислоты улучшать проникновение внутрь клеток других веществ, вводимых вместе с ней.

Гиалуроновая кислота используется не только в косметологии, она входит в состав лекарств, широко применяемых во многих областях медицины – офтальмологии, кардиологии, трансплантологии, хирургии и др.

В конце 80-х годов ХХ века врачи заметили, что процесс заживления ран во внутриутробном периоде происходит несколько иначе, чем после рождения. Для лечения врожденных аномалий развития хирургические операции проводили плодам, находящимся внутри тела беременных (на 2-6 месяце беременности). После родов на телах этих детей никаких следов проведенных операций не обнаруживалось. Ученые объясняют это очень большой концентрацией гиалуроновой кислоты в теле плода и амниотической жидкости, его окружающей.

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».

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.