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.

Жить долго и счастливо, не стареть и не умирать — мечта каждого человека. Мир не стоит на месте, и человечество уже на грани открытия. Все это станет возможным благодаря гиалуроновой кислоте и её применению в медицине и косметологии.

Любая женщина хотя бы раз в жизни сталкивалась с термином «гиалуроновая кислота». Тем не менее не каждая понимает, почему именно гиалуроновая кислота так ценится в мире косметологии. За что её признают все косметологи и врачи?

Что такое гиалуроновая кислота?

Гиалуроновая кислота является полисахаридом из семейства глюкозаминогликанов, которая является одним из компонентов тканей и жидкостей человека. Эта кислота содержится как в клетках человека, так и в клетках животных и даже бактерий. Еще со времен школьных уроков по биологии мы знаем что тело человека состоит из клеток, те в свою очередь образуют органы, а вот пустое место между органами и клетками наполнено соединительной тканью.

Гиалуроновая кислота входит в состав соединительной ткани и является главным элементом межклеточного матрикса. Соединительная ткань может быть в жидком и твердом состоянии, а также в виде геля. В жидком состоянии гиалуроновая кислота присутствует в слюне, в спинномозговой жидкости, а также в синовиальной(жидкость, заполняющая полость суставов).

В твердом состоянии гиалуронат входит в состав костей, а в виде геля она присутствует в стекловидном теле, хрящах и межклеточной жидкости. В большом объеме гиалуроновую кислоту синтезируют в коже специфические клетки – фибробласты. Фибробласты – это клетки соединительной ткани, основная функция которых состоит в синтезе, помимо гиалуроновой кислоты, коллагена и эластина.

Основное количество всей гиалуроновой кислоты сосредоточено в коже, располагается она в соединительной ткани дермы между волокнами коллагена и эластина, а также в клетках рогового слоя корнеоцитах. Если провести некую аналогию и представить нашу кожу в виде матраса, то можно сказать, что коллаген и эластин – это пружины, а гиалуроновая кислота – это поролон, заполняющий пространство между ними.

Как мы успели заметить из вышесказанного, гиалуроновая кислота является естественной составляющей нашего организма. Она синтезируется в нем и участвует во многих биологических процесса. Ее роль в организме поистине неоценима.

Роль гиалуроновой кислоты в организме

Гиалуроновая кислота обладает замечательными свойствами. Самое важное и ценное качество – это способность связывать и удерживать воду. Известно, что одна молекула гиалуроновой кислоты связывает 500 молекул воды. Также она обладает так называемым «эффектом памперса» – способностью не отдавать влагу из кожи.

Будучи важным компонентом внеклеточного матрикса, гиалуронат обеспечивает жизнедеятельность клеток, заполняя пространство между ними. Гиалуроновая кислота принимает участие в процессе пролиферации (разрастание ткани путем деления клеток), обеспечивает транспортировку кислорода, лимфоцитов и других молекул крови и питательных веществ к месту повреждения тканей и очагов воспаления.

Но мало кто знает, что, помимо своих чудодейственных качеств, гиалуронат играет важную роль в процессе миграции злокачественных опухолей и диффузии стрептококковой инфекции. По этой причине избыток гиалуроновой кислоты также опасен, как и ее недостаток: все зависит от процессов, которые происходят в организме.

Производство гиалуроновой кислоты в организме может ускоряться или замедляться, ее количество может увеличиваться или уменьшаться, и это отнюдь не связанно с возрастом. Косметологи привыкли считать, что дефицит гиалуроновой кислоты в организме служит неким показателем старения кожи, который позволяет назначать препараты на ее основе в качестве лечения и профилактики возрастных изменений кожи. Но это не так.

Важнейшие причины, которые способствуют синтезу гиалуроната – это воспаление, повреждение тканей или травма. В местах повреждения тканей, воспаления или травмы значительно увеличивается количество гиалуроновой кислоты.

Виды гиалуроновой кислоты

В зависимости от количества фрагментов, составляющих молекулу гиалуроновой кислоты, она может иметь различную массу и длину.

Низкомолекулярная гиалуроновая кислота имеет выраженное противовоспалительное действие. Используется при лечении трофических язв, ожогов, псориаза и других кожных заболеваний. Этот вид гиалуроната входит в состав средств для наружного применения: кремов, тоников, эмульсий и сывороток. Они способны, не теряя свои свойства, глубоко проникать в кожу.

Важный момент, который следует учитывать при использовании препаратов на основе гиалуроновой кислоты,– это влажность воздуха.

Когда влажность воздуха низкая, гиалуроновая кислота дает обратный увлажнению эффект. Верхние слои кожи стягиваются, становятся сухими, создается эффект натянутой маски на лице. Чтоб устранить эти неприятные ощущения, нужно сразу же после гиалуроновой кислоты нанести на лицо увлажняющую сыворотку или питательный крем. Питательный и увлажняющий крем создаст ощущение комфорта и снимет неприятные симптомы. Низкомолекулярные формы гиалуроновой кислоты способны повысить упругость кожи и частично заполнить уже сформировавшиеся морщины.

Среднемолекулярная гиалуроновая кислота в инъекциях с массой от 100 до 500 кДа, запускает синтез эндогенной (собственной) гиалуроновой кислоты и процесс неоколлагеногенеза за счет стимуляции фибробластов. Также она активно употребляется в медицинских целях, в частности для лечения некоторых форм артрита и в офтальмологии для лечения глаз.

Высокомолекулярная форма гиалуроната успешно применяется в косметологии для усиленной гидратации кожи и восполнения потерянных объемов. Благодаря своим свойствам она способна удерживать большое количество молекул воды. Высокомолекулярная гиалуроновая кислота от 900 кДа и выше обладает большими реструктурирующими и антиоксидантными способностями. Кроме того, ее депонирование в тканях составляет две недели, по сравнению с низкомолекулярной гиалуроновой кислотой, которая сохраняется в тканях одну неделю. Чем выше молекулярная масса гиалуроната, тем лучше морфогенез полимерной сети, тем более вязким становится раствор при низких ее концентрациях. Это позволяет покрыть большую площадь кожи сплошной увлажняющей пленкой.

Мы ее теряем. Причины?

Со временем процесс распада гиалуроновой кислоты в организме преобладает над ее синтезом. По какой причине это происходит? Как это ни странно, но вопреки доминирующему убеждению, вовсе не возраст играет господствующую роль в этом процессе. Главная причина – это повреждение кожи ультрафиолетовым облучением типа А и В. Под пагубным действием УФ-излучения происходит повреждение клеток кожи и уменьшение синтеза гиалуроновой кислоты.

Одновременно с уменьшением гиалуроновой кислоты в организме, усиливаются процессы ее распада, при этом продукты распада накапливаются и выводятся из кожи очень медленно. На самом деле, данный процесс является защитной реакцией организма, так как УФ-излучение является главной причиной канцерогенеза, а гиалуронат принимает участие в миграции и отсеивании опухолевых клеток.

Второй важный фактор, способствующий деградации гиалуроновой кислоты – фермент гиалуронидаза. Гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, и этот процесс происходит непрерывно. Основная часть гиалуроната распадается и восстанавливается вновь в течение суток. Полное обновление всего объема гиалуроновой кислоты происходит в течение 3-4 дней. И это предполагает распад и новый синтез гиалуроната во всех тканях организма. Причиной распада может быть:

• возраст;
• ультрафиолетовое излучение;
• несбалансированное питание;
• вредные привычки (никотин, алкоголь);
• психоэмоциональное состояние;
• прием определенных лекарственных средств.

Эти причины влияют не только на количество синтезированной гиалуроновой кислоты, но и на ее структуру. Снижение количества гиалуроновой кислоты способствует уменьшению воды в составе некоторых клеточных структур и появлению первых признаков старения.

К тому же естественные возрастные процессы могут привести к увеличению объема гиалуроновой кислоты в дерме, что может стать причиной межклеточного отека, с одной стороны, и обезвоживанию поверхностных слоев кожи, с другой стороны.

Все эти процессы сказываются негативно на состояние кожи. Она становится сухой, дряблой, теряет эластичность и упругость, на ней образуются многочисленные морщины. И как результат: отражение в зеркале совсем не радует и становится источником огорчения.

Гиалуроновая кислота в косметологии

В косметологии используются два промышленных вида гиалуроновой кислоты:

• животного происхождения;
• на основе биотехнологического синтеза.

Долгое время в косметологии применяли гиалуроновую кислоту животного происхождения. Ее получали путем размельчения органов животных (гребней зрелых петухов, пупочных канатиков) в результате двухфазовой отчистки. В таком препарате сохранялись белки и пептиды животного, что способствовало развитию аллергических реакций и отторжению препарата.

Организм позиционировал эту форму гиалуроната как чужеродное вещество и запускал реакцию по устранению чужака. Все это, естественно, влияло на эстетический результат процедуры. И вместо долгожданного омоложения, прибавлялись лишние хлопоты по устранению возникших осложнений. В наши дни гиалуроновая кислота животного происхождения почти не используется.

Но наука не стоит на месте. Создаются новые технологии и препараты, способные полностью минимизировать побочные эффекты, осложнения и риски. Поэтому сейчас в косметологии используют гиалуроновую кислоту, полученную путем биохимического синтеза.

Для этих целей используют бактериальные культуры, а конкретно стрептококки, выращенные на растительной основе (пшеничном бульоне). Этот метод базируется на способности некоторых микроорганизмов синтезировать гиалуроновую кислоту. Биохимический метод позволяет добиться большого количества вещества с нужным молекулярным весом и с приемлемой структурой.

Непосредственно в филлерах употребляется:

• стабилизированная (нативная, натуральная);
• нестабилизированная (химически модифицированная).

Действие гиалуроновой кислоты напрямую зависит от ее вида. Каждый вид обладает своими преимуществами и своими эффектами. Большое значение имеет степень очистки препарата. Некоторые препараты на основе гиалуроната содержат дополнительные вещества в виде витаминов, аминокислот, биологические активных веществ. Другие же являются «чистыми», в них содержится только гиалуроновая кислота, которая действует как самостоятельный компонент. Самой эффективной считается стабилизированная гиалуроновая кислота.

Препараты на основе стабилизированной гиалуроновой кислоты долго хранятся в коже, составляют основу препаратов гидрорезерва и запускают регенеративные процессы в дерме.

Молекула гиалуроновой кислоты очень чувствительна. Она остро реагирует на химическую модификацию: термическую или механическую. По этой причине следует правильно сохранять ее в процессе химических реакций. Стабилизированная гиалуроновая кислота получается методом биохимического синтеза, затем следует процесс сшивания, который называется стабилизацией (формирование пересекающихся сшивок между молекулами гиалуроновой кислоты).

Молекулы гиалуроновой кислоты подвергаются сшиванию в целях предотвращения их быстрой деградации. Такая гиалуроновая кислота демонстрирует долгие клинические эффекты при ее внедрении в кожу. После сшивания полученные гели проходят очистку, которая представляет собой очень кропотливый процесс и является решающим фактором при ценообразовании препаратов стабилизирующей гиалуроновой кислоты.

В зависимости от уровня стабилизации производятся гели различной вязкости для устранения разнообразных эстетических проблем: мало стабилизированные – для устранения мелких морщин, более стабилизированные и более вязкие – для коррекции носогубных складок и восстановления утраченных объемов.

Стабилизированная гиалуроновая кислота используется в контурной практике и при армировании лица, так как этот вид гиалуроната хорошо держит объем. То есть, когда надо восполнить утраченные объемы, например, щек, вытолкнуть носогубные складки извне, смоделировать контур лица и заполнить провалы на лице, используется стабилизированная гиалуроновая кислота.

Нестабилизированная гиалуроновая кислота употребляется в мезотерапии и биоревитализации для гидратации тканей и улучшения эластичности кожи.

Инъекционные методы на основе гиалуроновой кислоты

Инъекционные методы и техники на основе препаратов с гиалуроновой кислотой дают фантастические результаты. Но не всякая гиалуроновая кислота способствует улучшению кожных характеристик. Для того чтобы запускались механизмы регенерации в дерме необходимо соблюдение нескольких условий:

1. Гиалуронат должен быть стабилизированным (натуральным, нативным).
2. Молекулярная масса гиалуроната должна превышать 1 млн Дальтон.
3. Концентрация гиалуроновой кислоты в препарате должна превышать 15 мг на миллилитр.
4. Гиалуроновая кислота должна быть вязкой консистенции.

Если не соблюдаются эти условия, то фибробласты не активизируются и процесс омоложения не запускается.

Препараты на основе гиалуроновой кислоты используются в следующих инъекционных методиках:

• биоревитализация;
• мезотерапия;
• биорепарация;
• редермализация;
• контурная пластика;
• биоармирование.

Биоревитализация – самая востребованная и эффективная процедура в косметологии. Она основывается на введение гиалуроновой кислоты в средние слои кожи. Используется во всех случаях возрастного увядания кожи, при лечении акне и послеродовых растяжек.

Мезотерапия – введение гиалуроновой кислоты и коктейлей на ее основе методом множественных инъекций.

Биорепарация – введение гиалуроновой кислоты с витаминами, аминокислотами и пептидами.

Редермализация – введение инъекций гиалуроновой кислоты и сукцината натрия (производное янтарной кислоты).

Контурная пластика – восполнение утраченных объемов с помощью гиалуронового геля.

Биоармирование лица – восстановление контурного очертания овала лица гиалуроновым биогелем.

Противопоказание к применению гиалуроновой кислоты

Несмотря на то, что гиалуроновая кислота синтезируется нашим организмом, а модифицированные препараты на ее основе обладают высокой степенью отчистки, все же бывают случаи отторжения препарата и возникновения аллергических реакций. Это обусловлено тем, что невозможно полностью очистить полученный препарат от содержания чужеродных белковых примесей. Именно эти примеси вызывают нежелательные побочные действия и осложнения. Также дополнительное внедрение гиалуроновой кислоты в организм может вызвать непредвиденные последствия, так как она играет большую роль в миграции злокачественных опухолей и распространении различных инфекций.Существует ряд серьезных противопоказаний, которые необходимо учитывать.

Не следует использовать препараты на основе гиалуроновой кислоты в случаях:

• аутоиммунных и онкологических заболеваний;
• инфекционных и хронических заболеваний в стадии обострения;
• беременности и лактации;
• воспаления кожи на лице;
• индивидуальной непереносимости к препарату.

Несоблюдение данных предостережений может привести к тяжелым последствиям.

Гиалуроновая кислота – правда и вымысел

Любое чудодейственное вещество вызывает массу споров и толков, в которых очень мало правды, но много вымысла. Излишне впечатлительные натуры приписывают гиалуроновой кислоте то волшебные и магические свойства, то везде ищут подвох и скрытые заговоры. Рассмотрим некоторые устоявшиеся мифы.

Миф первый: инъекции с гиалуроновой кислотой вызывают привыкание.

Это неверно. «Подсесть на иглу» можно только с психологической точки зрения. Когда пациент употребляет эффективные косметические препараты, он замечает, как улучшается его внешний вид. Это состояние ему нравится, поднимается его самооценка, он начинает к нему привыкать. Возрастает желание выглядеть все лучше и лучше. Но это никак не связано с гиалуроновой кислотой. Гиалуроновая кислота в кремах действует только на поверхностный слой эпидермиса. В инъекциях гиалуроновая кислота стимулирует собственные клетки, возвращая их к естественным процессам, которые они успели подзабыть по мере взросления кожи. А по истечении срока действия гиалуроновая кислота распадается в организме и полностью исчезает. Она никак не может вызвать зависимость.

Миф второй: большая молекулярная масса гиалуроновой кислоты не позволяет ей проникать в кожу.

Отчасти верно. Если речь идет о косметических препаратах в виде кремов, эмульсий, сывороток, то так и есть. Эти препараты призваны «работать» в верхних слоях эпидермиса. Они не являются лекарством и не должны проникать сквозь кожный барьер. Но дело в том, что ученые давно научились дробить молекулу гиалуроновой кислоты и создавать ее низкомолекулярные формы. Низкомолекулярная гиалуроновая кислота, содержащаяся в креме, вполне способна проникать в кожу.

Миф третий: гиалуроновая кислота в инъекциях способствует повышению внутриглазного давления.

Гиалуроновая кислота входит в состав многих биологических жидкостей, она является компонентом нашего организма, присутствует во многих органах, в частности входит в состав стекловидного тела. Впервые в истории гиалуроновая кислота стала употребляться в офтальмологии. По этой причине она никак не может повышать внутриглазное давление.

Миф четвертый: уколы красоты с ботулином и гиалуроновой кислотой – это одно и то же.

Очень безграмотное утверждение. Ботулин – это нейротоксин, продукт жизнедеятельности бактерий Clostridium botulinum. Препараты на основе ботулина парализуют мышцу, не позволяя ей сокращаться. Он не воздействует на кожные механизмы, не запускает процесс регенерации клеток, а лишь на время расслабляет мышцу и тем самым способствует устранению морщин. Гиалуроновая кислота входит в состав нашего организма, она запускает процессы регенерации и активизации клеток дермы, увлажняет кожу, восполняет утраченные объемы. Это два совершенно разных вещества, у них разные функции и роли.

Очень распространенное заблуждение. Защищать кожу надо в любое время года, особенно зимой, когда сухой кондиционированный воздух и горячий воздух от батарей в помещениях способствуют сухости и обезвоживанию кожи. Просто надо знать, что наносится увлажняющий крем за полчаса до выхода на мороз. В этот период года нужно усилено как питать, так и увлажнять кожу.

Миф шестой: инъекции с гиалуроновой кислотой вытягивают влагу из глубоких слоев кожи.

Разумеется, это не так. Все происходит с точностью наоборот. Гиалуроновая кислота увлажняет, насыщает кожу влагой. В нашем организме распад и синтез гиалуроновой кислоты происходит каждый день. И каждые три-четыре дня полностью восполняется количество гиалуроновой кислоты во всех системах и органах. Инъекции или кремы не способны «вытягивать» воду из глубоких слоев кожи еще и потому, что гиалуроновая кислота обладает «эффектом памперса» и не отдает влагу из кожи.

В современной косметологии появилось мощное орудие – гиалуроновая кислота. Она стала предметом серьезных научных исследований и стала активно использоваться в эстетической медицине. За последние несколько лет гиалуроновая кислота доказала свою эффективность, признанную во всем мире. На ее основе построена целая индустрия омолаживающих технологий и препаратов. Но для того чтобы не попасть в ловушку к собственным пристрастиям, надо ознакомится с ее лечебными эффектами, способами производства и видами. Ведь даже самый чудодейственный препарат может принести как пользу, так и вред.

Будьте интересными вместе с !

1

Дан краткий исторический очерк об открытии и комплексном изучении гиалуроновых кислот. В сравнительном плане проведена систематизация данных научной литературы по особенностям химического строения, физико-химических свойств, гистологической и цитологической принадлежности, функций и метаболизма гиалуроновых кислот у организмов различных таксономических групп. Выявлены особенности ферментного состава, обеспечивающие синтез и деградацию биополимера у микроорганизмов и в клетках тканей млекопитающих. Проанализированы традиционные технологии извлечения из животного сырья и способы его получения на основе культур Streptococcus equi subsp. equi, S. equi subsp. zooepidеmiсus и Bacillus subtilis. Обоснована научно-техническая разработка инновационных биотехнологий гиалуроновых кислот различной молекулярной массы и перспективы их производственной реализации. Представлены сведения о применении продукции на их основе в различных сферах современной жизни.

гиалуроновая кислота

технологии микробного синтеза

биотехнология

бактерии

1. Белодед А. В. Микробиологический синтез и деградация гиалуроновой кислоты бактериями р. Streptococcus: Автореф. дис. канд. биол. наук: МГУПБ - М., 2008. - 23 с.

2. Бычков С.М., Колесников М.Ф. Способ получения гиалуроновой кислоты //A. с № 219752 СССР, 1968. - Бюл. № 19. - С. 90.

3. Забненкова О.В. Внутридермальные филлеры на основе гиалуроновой кислоты. Показания к применению, возможные комбинации // Пластическая хирургия и косметология: научно-практический журнал, 2010. - № 1 - С. 101-115. URL: http://www.pscj.ru/upload/iblock/569/11.pdf (дата обращения: 24.11.2016)

4. Костина Г., Радаева И. Использование гиалуроновой кислоты в медицине и косметологии // Косметика и медицина, 1999. - № 2-3. - С. 53-57.

5. Лупына Т. П., Волошина Е. С. Микробиологический способ получения гиалуроновой кислоты и перспективы её использования в фармацевтике. Национальный университет пищевых технологий, Украина. - 2014. - С. 4.

6. Препараты Princess filler и Princess volume в коррекции возрастных изменений лица и атрофических рубцов // Инъекционные методы в косметологии, 2013. - №2 /http://corneal.ru/events/publications/43/ (дата обращения:24.11.2016)

7. Португалова B.B., Ерзикян К.Л. Гиалуроновая кислота и ее роль в жизнедеятельности организмов // Успехи соврем. биол., 1986. - Т. 101, № 3. - С. 344-358.

8. Радаева И.Ф., Костина Г.А., Змиевский A.B. Гиалуроновая кислота: биологическая роль, строение, синтез, выделение, очистка и применение // Прикл. биохим. микробиол., 1997. - Т. 33, №2. - С. 133-137.

9. Ряшенцев В.Ю., Никольский С.Ф., Вайнермен Е.С. и др. Способ получения гиалуроновой кислоты // Патент № 2017751 РФ, 1994. - Бюл. № 15. - С. 75-76.

10. Толстых П.И., Стекольников Л.И., Рыльцев В.В. и др. Лекарственные препараты животного происхождения для наружного применения // Хим.-фарм. журн., 1991. - Т. 25, № 4. - С. 83-87

11. Филлеры: что это такое [Электронный ресурс] // Стоматология & косметология http://24stoma.ru/filleri.html (дата обращения: 24.11.2016 г.)

12. Abatangelo G., Martinelli M., Vecchia P. Healing of hyaluronic acid-enriched wounds:histological observations // J. Surg. Res., 1983. - V. 35, № 5. - P. 410-416.

13. Ahmet Tezel & Clenn H. Fredrickon Дермальные филлеры на основе гиалуроновой кислоты: взгляд с позиции науки [Калифорнийский университет, Санта-Барбара, США] [Электронный ресурс] // SKIN AESTHETIC http://estetika.uz/upload/files/da25b536d87b2edf853c5bc5d10f2968.pdf (дата обращения: 24.11.2016)

14. Carter G.R. Pasteurellosis: Pasteurella multocida and Pasteurella hemolytica. // Adv. Vet. Sci., 1967. - V. 11. - P. 321-379.

15. DeAngelis P.L., Jing W., Graves M.V., Burbank D.E., van Etten J.L. Hyaluronan synthase оf chlorella virus PBCV-1 // Science, 1997. - V. 278. - P. 1800-1803.

16. DeAngelis P.L., Papaconstantinou J., Weigel P.H. Isolation of a Streptococcus pyogenes gene locus that directs hyaluronan biosynthesis in acapsular mutants and in heterologous bacteria // J. Biol. Chem, 1993. - V. 268. - P. 14568-14571.

17. Frost G.I., Csoka Т., Stern R. The hyaluronidases: a chemical, biological and clinical overview // Trends Glycosci. Glycotech., 1996. - V. 8. - P. 419-434.

18. Graves M.V., Burbank D.E., Roth R., Heuser J., DeAngelis P.L., van Etten J.L. Hyaluronan synthesis in virus PBCV-1-infected chlorella-like green algae // Virology, 1999. - V. 257. - P.15-23.

19. Karlstam В., Vincent J., Johansson В., Bryno C. A simple purification method of squeezed krill for obtaining high levels of hydrolytic enzymes // Prep. Biochem., 1991. - V. 21. - P. 237-256.

20. Kendall F.E., Heidelberger M., Dawson M.H. A serologically inactive polysaccharide elaborated by mucoid strains of group A hemolytic Streptococcus. // J. Biol. Chem., 1937. - V. 118. - P. 61-69.

21. Kim J.H., Yoo S.J., Oh D.K., Kweon Y.G. et al. Selection of a Streptococcus equi mutant and optimization of culture conditions for the production of high molecular weight hyaluronic acid. // Enzyme Microb. Technol., 1996. - V. 19. - P. 440-445.

22. Lansing M., Lellig S., Mausolf A., Martini I., Crescenzi F., Oregon M., Prehm P. Hyaluronate synthase: cloning and sequencing of the gene from Streptococcus sp. // Biochem. J., 1993. -V. 289. - P. 179-184.

23. Linker A., Meyer K. Production of Unsaturated Uronides by Bacterial Hyaluronidases //Nature, 1954. - V. 174. - P. 1192-1194.

24. Matsubara C, Kajiwara M., Akasaka H., Haze S. Carbon-13 nuclear magnetic resonance studies on the biosynthesis of hyaluronic acid // Chem. Pharm. Bull., 1991. - V. 39. - P. 2446-2448.

25. Meyer K. Highly viscous sodium hyaluronate // J. Biol. Chem., 1948. - V. 176. - № 2. - P. 993-997.

26. Meyer K. Hyaluronidases // The Enzymes. - V. 5. / ed. Boyer P.D. - New York: Academic Press, 1971. - P . 307-320.

27. Meyer K., Palmer J. The polysaccharide of the vitreous humor // J. Biol. Chem., 1934. -V. 107. - P. 629-634.

28. Mortimer E.A., Vastine E.L. Production of Capsular Polysaccharide (Hyaluronic Acid)by L Colonies of Group A Streptococci. // J. Bacteriol., 1967. - V. 94, № 1. - P. 268-271.

29. Prehm P. Hyaluronan. // Biopolymers: biology, chemistry, biotechnology, applications. -V. 5: Polysaccharides I. Polysaccharides from prokaryotes. / eds. Vandamme E.J., DeBaets S.,Steinbuchel A. - Weinheim: Wiley-VCH, 2000. - P. 379-404.

30. Prehm P. Synthesis of hyaluronate in differentiated teratocarcinoma cells: characterization of the synthase. // Biochem. J., 1983. - V. 211. - P. 181-189.

31. Roseman S., Moses F.E., Ludowieg J., Dorfman A. The biosynthesis of hyaluronic acidby group A Streptococcus. Utilization of l-C14-glucose // J. Biol. Chem., 1953. - V. 203. - P.213-225.

32. Scott J.E., Cummings C, Brass A., Chen Y. Secondary and tertiary structures of hyaluronan in aqueous solution, investigated by rotary shadowing-electron microscopy and computer simulation. Hyaluronan is a very efficient network-forming polymer // Biochem. J., 1991. - V.274. - P. 699-705.

33. Shimada Е., Matsumura G.J. Molecular Weight of Hyaluronic Acid from Rabbit Skin //J. Biochem., 1977. - V. 81. - № l. - P. 79-91.

34. Stern R., Asari A.A., Sugahara K.N. Hyaluronan fragments: an information-rich system // Eur. J. Cell Biol., 2006. - V. 85. - P. 699-715.

35. Sugahara K., Schwartz N.B., Dorfman A. Biosynthesis of Hyaluronic Acid by Streptococcus // J. Biol. Chem., 1979. - V. 254, № 14. - P. 6252-6261.

36. Weigel P.H., Hascall V.C., Tammi M. Hyaluronan Synthases // J. Biol. Chem., 1997. - V. 272, № 22. - P. 13997-14000.

37. Widner В., Behr R., Von Dollen S., Tang M., Ней Т., Sloma A., Sternberg D., DeAngelis P.L., Weigel P.H., Brown S. Hyaluronic Acid Production in Bacillus subtilis // Appl. Environ. Microbiol., 2005. - V. 71, № 7. - P. 3747-3752.

A DESCRIPTION OF DIFFERENT METHODS USED TO OBTAIN HYALURONIC ACID

Savoskin O. V. 1 Semyonova E. F. 1 Rashevskaya E. Yu. 1 Polyakova A. A. 1 Grybkova E. A. 1 Agabalaeva K. O. 1 Moiseeva I. Ya. 1

1 Penza State University

Abstract:

The article gives a brief historical outline of the discovery and comprehensive study of hyaluronic acids. We compare and systematize scientific papers focusing on the specific features of functions, metabolism, chemical constitution, physical, chemical, histological and cytological properties of hyaluronic acids in organisms belonging to different taxonomic groups. We also reveal the specific features of enzyme composition that ensure the synthesis and degradation of biopolymers in microorganisms and mammals’ tissue cells. In addition, we analyze traditional extraction technologies used with animal-based raw materials and ways of obtaining them from Streptococcus equi subsp. equi, S. equi subsp. zooepidеmiсus and Bacillus subtilis. Furthermore, we present the grounds for the scientific and technical development of innovative biotechnologies related to hyaluronic acids with different molecular weight and their production prospects. Finally, we give information about how hyaluronic acid-based goods are used in different spheres of modern life.

Keywords:

technologies of microbial synthesis

В последние годы медицина, фармацевтика и косметология далеко шагнули в вопросе использования высокомолекулярных соединений (ВМС), в качестве основных действующих, а также вспомогательных, корригирующих веществ и наполнителей. Одним из наиболее востребованных в медицине и косметологии ВМС на сегодняшний момент, является гиалуроновая кислота (ГК), которая нашла свое применения в хирургии, как заменитель синовиальной жидкости в суставах в качестве смазывающего и хондропротекторного компонента; дерматологии, в качестве ремоделирующего агента при коррекции возрастных деформаций кожи лица, особенно кожи вокруг глаз; гинекологии, в качестве противоспаечного средства при внутривлагалищных сращениях. Таким образом, спектр применения гиалуроновой кислоты весьма широк; он постоянно пополняется, что приводит к повышению спроса на данный вид биополимера, а, следовательно, интересу к альтернативным источникам его получения.

1. История открытия гиалуроновой кислоты

В 1934 г. в журнале Journal of Biological Chemistry была опубликована статья Карла Маера и Джона Палмера, в которой упоминался необычный полисахарид, выделенный из стекловидного тела бычьего глаза (от греч. hyalos — стекловидный и англ. uronic acid - уроновая кислота), достаточно высокой молекулярной массы 450 г/моль и не содержащий сульфатных групп . Дальнейшие исследования показали, что полисахарид представлен фрагментами дисахарида, который состоит из D-глюкуроновой кислоты и N-ацетилировананного глюкозоамина.

Данные о принадлежности биополимера только структурам организмов млекопитающих опровергли, когда в 1937 г. Кендал и Хейдельбергер заявили о выделении полисахарида идентичного гиалуронану из культуральной жидкости гемолитического стрептококка. Идентичность выделенного биополимера подтвердилась ими же позже после установления структуры полисахарида в 60-е годы . В 1954 г. в журнале Nature руководитель лаборатории Meyer опубликовал структурную формулу фрагмента дисахарида, продукта расщепления стрептококковой гиалуронатлиазой .

Научный интерес к гиалуроновой кислоте, ее получению, выделению и применению все больше увеличивался. К настоящему времени опубликовано более 15000 статей в зарубежных и отечественных журналах. Результатом исследований было получение достоверных данных о выделении гиалуронана из различных органов млекопитающих, а также из культур различных клеток (гемолитический стрептококк, стрептомицеты, коринебактерии). Некоторые данные имели промышленное значение, например, экстракция гиалуроновой кислоты из гребней кур используется и сейчас. За полвека увеличился и спектр применения гиалуронана (хирургия, косметология, травматология и ортопедия, дерматология и др.), а также были созданы новейшие лекарственные формы на основе его полимерной структуры . Все это не было возможно без установления биологической роли биополимера, который, как оказалось, служил компонентом клеточного матрикса, необходимого для нормального осуществления метаболических процессов пролиферации и дифференциации тканей. Так был изучен процесс метаболизма гиалуронана в организме человека. Стало известно, что в день распадается и синтезируется около 5 г гиалуроновой кислоты, а ее содержание в теле человека составляет примерно 0,007%, что составляет около 15 г у женщины массой 70 кг .

В 1953 г. Роземан, Мозес и Дорфман опубликовали работы, где был указан способ получения гиалуронана, его осаждения и выделения в свободном виде на основе культур гемолитического стрептококка. В дальнейшем их методы выделения и осаждения были усовершенствованы Цифонелли и Маедо, что позволило повысить выход и чистоту продукта . Механизм образования гиалуронана в бактериях, в том числе стрептококков, был выявлен позже, когда был исследован ферментный состав микроорганизмов, способных к синтезу гиалуроновой кислоты. В 1959 г. было доказано существование специфических пептидов гиалуронатсинтетаз, которые осуществляют синтез полисахарида в мембранах бактерий .

В 1992 г. американские ученые заявили о клонировании гена, отвечающего за синтез гиалуронатсинтетазы, и передаче его штамму кишечной палочки. Однако активного фермента получить не смогли. ДеАнгелис в 2002 г. сообщил об успешном выделении оперона гиалуронатсинтетазы и экспрессии его в микроорганизм. Это был первый случай клонирования глюкозоаминогликансинтетаз в мировой практике .

В настоящее время в мире проводятся исследования механизмов действия гиалуроновых кислот, их роли в организме человека и альтернативных путей использования. Однако, особенно актуальными являются вопросы микробного синтеза гиалуронана, что подтверждает цена за килограмм очищенного продукта, составляющая около 700000 т. руб. (импортируемый продукт на основе животного сырья). Так, за последние 20 лет в мире было выдано более 50 патентов, что свидетельствует о высоком интересе к рассматриваемой проблеме.

2. Химическое строение и физические свойства гиалуроновой кислоты

Около 20 лет с момента первой публикации об открытии животного полисахарида гиалуроновой кислоты (1934 г.) понадобилось лаборатории Meyer, для установления точного химического строения гиалуроновой кислоты. Гиалуроновая кислота, гиалуронат или гиалуронан - (C14H21NO11)n - органическое соединение, относящееся к группе несульфатированных глюкозоаминогликанов (рис. 1). Наличие многочисленных сульфатированных групп у родственных глюкозоаминогликанов является причиной многочисленной изомерии, чего не наблюдается у гиалуроновой кислоты, которая всегда химически идентична, в независимости от методов и источников получения. Молекула гиалуроновой кислоты построена из повторяющихся фрагментов D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-глюкозоамина, соединенных β-(1-3)гликозидной связью. Основы фрагментов сахаров - это глюкопиранозное кольцо с различными заместителями (ацетамидная группа, гидроксильные и карбоксильные функциональные группы).

Рис. 1. Химическая формула гиалуроновой кислоты

Для молекулы гиалуроновой кислоты характерно образование большого количества водородных связей как внутри молекулы, так и между соседними углеводными остатками, находящимися на значительном друг от друга расстоянии, а в водном растворе даже между соседними молекулами через карбоксил и ацетамидную группу. Имеет кислую реакцию среды ввиду наличия непротонированной карбоксильной группы. Кислотные свойства гиалуроната позволяют получать растворимые в воде соли с щелочными металлами. Гиалуроновая кислота - это анионный линейный полисахарид с различной молекулярной массой 105-107Да. Молекулярная масса зависит от способа получения, причем, ввиду отсутствия изомерии, получаемый гиалуронат всегда химически идентичен стандартному.

Растворы гиалуроновой кислоты 1-4% образуют псевдогели. В водной среде сила кислотности карбоксильной группы (pK) составляет порядка 3-4, поэтому, для сохранения электронейтральности в растворе, молекулу окружают положительно заряженные катионы металлов, Na+, K+, Мg2+ и Ca2+, что приводит к формированию прочной гелевой структуры с большим содержанием воды. С тяжелыми металлами и красителями дает нерастворимые в воде комплексы. Кроме того, гиалуронат специфически реагирует с белками и в результате дает нам сложные гелеобразные комплексы, нередко выпадающие в осадок .

В водном растворе гиалуроновая кислота имеет достаточно большие значения продольного размера полисахаридной цепи - примерно 1 нм, поэтому, находясь в организме млекопитающих, гиалуроновая кислота принимает наиболее компактную форму. Посредством рентгеноструктурного анализа, выяснено, что гиалуронат может формировать левую ординарную и двойную спирали, различные многонитевые плоские структуры, а также сверхспирализованные структуры с вариациями концентраций в различных частях цепи, формирующие плотную молекулярную сетку, что и составляет вторичную структуру полисахарида. Это, в основном, обусловливается образованием водородных связей, связыванием с катионами щелочных металлов и гидрофобными взаимодействиями. Третичная структура гиалуроновой кислоты - это сетка, обладающая высокими реологическими свойствами (домены отталкиваются друг от друга), способная поглощать значительное количество воды и электролитов, а также большие молекулы белков, однако точно определенного размера пор третичная структура не образует. Сети имеют весьма четкую упорядоченность, ввиду наличия электронных эффектов по функциональным группам и по заместителям. При этом молекула принимает наиболее энергетически выгодное положение, которое также зависит от ионного окружения .

3. Гиалуроновая кислота в природе, функции гиалуроната в зависимости от гистологической и цитологической принадлежности у различных организмов

Наличие гиалуронатсинтетаз и гиалуроновых кислот в капсулах вирусов и бактерий родов Streptococcus можно объяснить, как адаптативное эволюционное приспособление, которое бактерии и вирусы позаимствовали у высших животных, тем самым увеличив свою способность преодолевать иммунный ответ хозяина.

3.1 Гиалуроновая кислота в тканях млекопитающих

Гиалуронат - основной компонент межклеточного матрикса различных тканей млекопитающих, однако распределен неравномерно. Так, например, максимальная концентрация содержания гиалуроновой кислоты в теле человека наблюдается в синовиальной жидкости, пупочном канатике, стекловидном теле глаза и коже .

В коже глюкозоаминогликан содержится в интерстициальном пространстве и выполняет ряд функций: удерживает воду, тем самым поддерживает естественную эластичность и объём кожи, что так важно при воспалительных реакциях; участвует в процессах пролиферации и дифференциации кератиноцитов и иммунокомпетентных клеток, тем самым играет роль в поддержании нормального процесса роста и регенерации кожных покровов и осуществлении местного иммунитета, укрепляет волокна коллагена (рис. 2); служит естественным барьером, защищающим от действия свободных радикалов, болезнетворных агентов и химических веществ .

Рис. 2. Воздействие гиалуроновой кислоты на коллагеновые волокна.

При недостатке естественной гиалуроновой кислоты, например, при старении или заболеваниях кожи, развиваются дегенеративные нарушения: снижается местный иммунитет, ранозаживляющая способность, эластичность кожи, что ведёт к возникновению морщин. В хрящевой ткани ГК выполняет функцию структурного элемента матрикса, необходимого для связывания и удержания хондроитинсульфатпротеогликана для укрепления коллагенового каркаса хряща . В синовиальной жидкости гиалуронат обеспечивает смазку для подвижных частей сустава, уменьшая их износ. При воспалительных заболеваниях суставов (артритах), снижается количество гиалуроновой кислоты, уменьшается вязкость синовиальной жидкости, что ведет к ухудшению движения. Также гиалуроновая кислота играет важную роль в эмбриогенезе, является передатчиком сигналов клеточной подвижности.

Таким образом, функции гиалуроната весьма обширны, и по мере дальнейшего расширения сферы изучения ее свойств, будут открываться все новые факты о роли глюкозоаминогликана в организме человека и млекопитающих .

3.2 Гиалуроновая кислота как компонент капсул бактерий

4. Метаболизм гиалуроновой кислоты

Синтез гиалуроновой кислоты достаточно хорошо изучен. Для млекопитающих и бактерий родов Streptococcus и Pasteurella биохимия процесса принципиально не отличается. Для синтеза гиалуроновой кислоты необходимы компоненты полимера: глюкуроновая кислота и N-ацетилглюкозамин. Глюкуроновая кислота синтезируется посредством ряда ферментативных реакций из глюкозо-6-фосфата (рис. 3).

Рис. 3. Схема синтеза глюкозоаминогликанов

Глюкозо-6-фосфат под действием фермента α-фосфоглюкомутазы изомеризуется в глюкозо-1-фосфат. Далее фермент УДФ-глюкозопирофосфорилазы катализирует образование УДФ-глюкозы из уридиндифосфата и глюкозы. После происходит ферментзависимое окисление гидроксогрупп УДФ-глюкозы под действием фермента УДФ-глюкозодегидрогеназы. Результат - образование глюкуроновой кислоты.

N-ацетилглюкозамин синтезируется из фруктозо-6-фосфата. При биосинтезе аминосахара происходит перенос аминогруппы на фруктозо-6-фосфат. Донор аминогруппы - глютамин, фермент амидотранфераза. Результат - образование глюкозамина-6-фосфата, который изомеризируется мутазой в глюкозамин-1-фосфат, который подвергается ацетилированию при участии фермента ацетилтрансферазы в присутствии КoA до N-ацетилглюкозамин-1-фосфата, который необходимо активировать пирофосфорилазой до УДФ-N-ацетилглюкозамин-1-фосфата. Это энергозатратный процесс.

Последней стадией синтеза гиалуроновой кислоты будет осуществление гликозидтрансферазной реакции при помощи единственного фермента гиалуронатсинтетазы. Этот процесс также происходит с затратой энергии АТФ (на синтез 1 моля гиалуроната расходуется 2 моль АТФ) .

4.1. Гиалуронатсинтетазы: строение, функции, локализация, кинетические характеристики и механизмы катализа

Гиалуронатсинтетаза - металлопротеин молекулярной массы 49 кДа, фермент, требующий катионы металлов для координации с фосфатными группами (активации) и использующий глюкозидфосфаты в качестве субстратов. Является единственным в своем роде ферментом, катализирующим синтез гиалуроновой кислоты в организме млекопитающих и в клеточной стенке гемолитического стрептококка, а также у вируса PBCV-1 и бактерии Pasteurella multicida . Исследования, проведенные в 50-е годы, в лаборатории Meyer позволили установить характерные особенности фермента гиалуронатсинтетазы: функционирует при нейтральных значениях pH, для катализа требует активированные посредством конъюгации с уридиндифосфатом глюкуроновую кислоту и N-ацетилглюкозамин, а также присутствие катионов Mg2+ и Mn2+ для координирования фосфатных групп. Фермент проявляет высокую активность в присутствии кардиопина (находится в комплексе). Тип 1 был изучен в 1983-1998 г. Prehm и Asplund, характерен для гемолитического стрептококка млекопитающих: гиалуронатсинтетаза синтезирует гиалуроновую кислоту посредством присоединения углеродных остатков к восстанавливающему концу гиалуроната, при этом чередуются β(1-3) и (1-4)гликозидные связи .

4.2. Ферменты, осуществляющие деполимеризацию гиалуроновой кислоты

Катаболические реакции гиалуроновой кислоты основаны на ферментативном катализе посредством гиалуронатлитических ферментов. Гиалуронатлиазы были классифицированы в 1971 году в лаборатории Meyer . Концепция данной классификации предельно проста: фермент - катализируемая реакция - продукт реакции. В соответствии с данной классификацией выделяют три различных вида гиалуронидаз (гиалуронатлиаз):

Гиалуроноглюкозаминидазы (гиалуронидазы млекопитающих) - эндо-β-N-ацетилгексоаминидазы, расщепляют гиалуроновую кислоту до тетра- и гексасахаридов.

Гиалуроноглюкозаминидазы не облалают субстратной специфичностью, а также способны формировать поперечные сшивки между молекулами гиалуроната и хондроитинсульфата. Одной из дополнительной функции гиалуронидаз в организме млекопитающих является расщепление гиалуроната до дисахаров для получения энергии .

Гиалуронатлиазы (гиалуронидазы бактерий) - это эндо-β-ацетил-гексоаминоэлиминазы, гидролизирующие гиалуронат до 4,5-ненасыщенных дисахаров. Обладают высокой специфичностью к субстрату. У бактерий гиалуронидазы являются фактором патогенности, необходимой для инвазии и адгезии бактерий (для проникновения в организм млекопитающего).

5. Получение гиалуроновой кислоты

Все известные способы получения гиалуроновой кислоты можно разделить на две группы: физико-химический метод, который заключается в экстрагировании гиалуроната из тканей животного сырья млекопитающих, других позвоночных животных и птиц; и микробный метод получения ГК на основе бактерий-продуцентов.

5.1. Физико-химический способ: экстракция из животного сырья

Как было сказано ранее, гиалуроновая кислота встречается во многих тканях млекопитающих и птиц, и, в зависимости от гистологической принадлежности, содержание гиалуроновой кислоты и ее молекулярная масса могут варьировать. Кроме того, в различных тканях гиалуронат может находиться в комплексах с белками и родственными полисахаридами, что затрудняет его очистку с последующим выделением. В настоящее время для промышленного получения используют пупочные канатики новорожденных и гребни кур. Однако, кроме вышеперечисленных методов, описаны разнообразные способы выделения гиалуроната на основе стекловидного тела глаз крупного рогатого скота, синовиальной жидкости, суставных сумок, свиной кожи, плазмы крови и хрящевой ткани . При выделении биополимера прибегают к различным приёмам выделения: гомогенизация, экстракция, фракционное осаждение и т.п.

Любая процедура выделения гиалуронана включает предварительное разрушение органов и тканей, содержащих биополимер, и белково-углеводных комплексов. Разрушение достигается посредством методов измельчения и гомогенизации . После полученный гомогенат подвергают экстракции с использованием водно-органических растворителей. Ковалентно-связанные примеси пептидов удаляют методом ферментативного протеолиза, посредством обработки протеазами (папаином) или химической денатурацией (хлороформ, амиловый спирт с этанолом). Следующий этап — это адсорбция на активированном угле, посредством электродиализа. От примесей мукополисахаридов биополимер очищают методом осаждения хлоридом цетирпиридиния или посредством ионообменной хроматографии.

Наибольшее распространение, в силу доступности сырья и высокого содержания биополимера, получил метод выделения гиалуроновой кислоты из петушиных гребней. Экстракция производится смесью ацетона с хлороформом (удаление белка), водой, либо водно-спиртовой смесью (пропионовый, трет-бутиловый спирты) с последующей сорбцией на активированном угле, посредством электрофореза или на ионообменной смоле .

5.2. Микробный синтез, продуценты гиалуроновой кислоты

Экономически более выгодным является метод микробного синтеза гиалуроновой кислоты на основе бактериальных штаммов-продуцентов. Такой синтез при введении его в масштабы производства, будет иметь меньше издержек, таких как затраты на животное сырье и зависимость от сезонных поставок. И, напротив, производство гиалуронана на основе микробного синтеза позволит масштабировать производство и получить продукт высокой степени очистки, не содержащий примесей, а, следовательно, имеющий низкую аллергенность . С момента открытия способности бактерий к синтезу гиалуроновой кислоты, постоянно ведутся исследования возможности получения искомого полимера биотехнологическим путем, т. е. путем культивирования бактерий-продуцентов на питательных средах определенного состава в строго заданных условиях с последующим выделением целевого продукта. К продуцентам гиалуронана можно отнести капсулообразующие бактерии родов Streptococcus и Pasteurella . К штаммам-продуцентам предъявляется ряд требований:

Отсутствие патогенности и, особенно, гемолитической активности;

Способность к синтезу высокомолекулярной гиалуроновой кислоты;

Большие размеры капсул с высоким содержанием биополимера (капсулы при этом должны легко отделяться, желательно при экстракции);

Отсутствие гиалуронидазной активности, чтобы исключить потери целевого продукта;

Высокая способность к росту, при этом наиболее полное использование субстрата;

Сохранение стабильности физиолого-биохимических свойств.

Исследования в области поиска штамма, способного удовлетворить потребности в биополимере и соответствующего всем параметрам, привели к Streptococcus equi surbsp. equi. и Streptococcus equi surbsp. zooepidеmiсus .

Дикие типы стрептококков синтезируют внеклеточные белки, что снижает выход биополимера. Поэтому для получения воспроизводительных гиалуронидазанегативных, не гемолитических штаммов, проводили их модификацию посредством химического и УФ-индуцированного мутагенеза или ненаправленного мутагенеза с последующей селекцией. Генно-инженерные штаммы кишечных палочек, полученные на основе методов экспрессии оперонов, кодирующих синтез гиалуронатсинтетазы стрептококков на матрицу бактерий, в настоящее время не применяются, ввиду низких показателей выхода биополимера. Исключением можно считать генно-инженерный штамм Bacillus subtilis, показывающий высокие результаты выхода биополимера, при росте на сложных ферментированных средах .

Биотехнология микробного синтеза гиалуроновой кислоты на основе штаммов Streptococcus zooepidemicus. Типичный состав синтетической питательной среды для бактерий рода Streptococcus, синтезирующих гиалуроновая кислоту, приведен ниже.

Источник углевода и энергии: глюкоза - 1000; аминокислоты: DL-аланин, L-аргинин, L-аспарагиновая кислота, L- цистин, L-цистеин, L-глютаминовая кислота, L-глутамин, L-глицин, L-гистидин, L-изолейцин, L-лейцин, L-лизин, L-метионин, L-фенилаланин, гидрокси-L-пролин, L-серин, L-треонин, L-триптофан, L-тирозин, L-валин по 100; витамины: биотин - 0,2, фолиевая кислота - 0,8, никотинамид - 1, никотинамидадениндинуклеотид - 2,5, пантотенат кальция - 2, пиридоксаль — 1, пиридоксамин гидрохлорид - 1, рибофлавин — 2, тиамин гидрохлорид - 1; нуклеотиды: аденин - 20, гуанин гидрохлорид - 20, урацил - 20; соли органических и неорганических кислот: FeS04*7H20 - 5, Fe(N03)2*9H20 - 1, К2НР04 - 200, КН2Р04 - 1000, MgS04*7H20 - 700, MnS04 - 5, СаС12*6Н20 - 10, NaC2H302*3H2O - 4500, NaHC03 - 2500, NaH2P04*H20 - 3195, Na2HP04 - 7350.

Культивирование бактерий pода Streptococcus с целью получения ГК осуществляется, как правило, в периодических условиях. Питательную среду готовят однократно, растворяя необходимые компоненты среды в воде, после чего среду стерилизуют. Источник углерода стерилизуется отдельно. После засева за ходом ферментации следят по потреблению субстрата, росту концентрации клеток, образованию продукта (ГК), продуктов метаболизма, изменению рН среды. Максимальная концентрация ГК составляет приблизительно 5 г/л. Дальнейший рост содержания в среде ГК ведет к многократному возрастанию вязкости КЖ, резкому ухудшению массообменных характеристик процесса ферментации, трудностям при аэрировании и перемешивании. Концентрация ГК при периодической или периодической с подпитками по субстрату ферментации достигает заданного значения за 6 - 26 часа. Как правило, после выхода культуры в стационарную фазу процесс завершают. Клетки микроорганизмов инактивируют прогреванием при 60 - 80 °С. Биомассу отделяют одним из хорошо известных способов - флокуляцией, сепарированием, центрифугированием, фильтрованием. ГК из КЖ осаждают органическими растворителями или катионными ПАВ. Очистку проводят с помощью ультрафильтрационных методов, переосаждения или хроматографией.

Данные методы принципиально не отличаются от методов выделения ГК из животного сырья, описанных ранее. Например, в патенте на метод получения ГК описан следующий способ культивирования штамма-продуцента и выделения ГК. Ферментацию осуществляли в биореакторе на 3 л (коэффициент заполнения ферментера 0,5) на среде состава: 2,0 % глюкозы, 0,5 % ДЭ, 1,5 % пептона, 0,3 % КН2Р04, 0,2 % К2НР04, 0,011 % Na2S203, 0,01 % MgS04 * 7Н20, 0,002 % Na2S03, 0,001 % СоС12, 0,001 % MnCl2 и 0,5 % соевого масла; рН среды 7,0. Стерилизация среды осуществлялась глухим паром 120 °С в течение 15 мин. После охлаждения до комнатной температуры вносился инокулят культуры S. zooepidemicus штамм Ferm ВР-878 в количестве 0,1 л. Аэробное культивирование (расход воздуха 0,7 л/(л*мин) длилось 26 часов при постоянном термостатировании (35 °С) и перемешивании среды (300 об/мин). рН среды поддерживался постоянным на уровне 7,0. На 24-ом часу культивирования в асептических условиях вносилась подпитка по субстрату - 100 мл 50 % раствора глюкозы. Процесс завершали по прошествии 26 часов культивирования.

Для выделения ГК проводили следующие процедуры. К бактериальной культуре добавляли 3,2 л дистиллированной воды. После тщательного и длительного перемешивания биомассу отделяли центрифугированием. Супернатант концентрировали до 1,6 л на ультрафильтрационном половолоконном аппарате и проводили диализ против дистиллированной воды. В образовавшийся раствор вносили ацетат натрия до конечной концентрации 0,5 % и проводили осаждение 5 л этилового спирта. Осадок полисахаридов отделяли центрифугированием. Очистку ГК проводили, растворяя полученный осадок в дистиллированной воде (0,5 л) и добавляя 4 % водный раствор бромида цетилпиридиния. Осадок связанной с катионным ПАВ ГК отделяли и растворяли в 40 мл 0,3 М раствора хлорида натрия. Нерастворенную часть осадка отбраковывали. К раствору добавляли 120 мл этанола для осаждения ГК. Осадок отделяли и растворяли в дистиллированной воде, после чего проводили очистку на ионообменной смоле и повторное спиртоосаждение. Выход очищенного гиалуроната натрия с одной ферментации составлял 7,8 г. Содержание белка в препарате составляло менее 0,05 %. Молекулярная масса ГК равнялась 1,005 МДа .

Другие способы биотехнологического получения ГК, описанные в патентах, незначительно отличаются составом сред.

Биотехнология микробного синтеза гиалуроновой кислоты на основе штаммов бактерий Bacillus subtilis. К способам получения гиалуроновой кислоты, относится метод биосинтеза ГК на основе генно-модифицированного штамма Bacillus subtilis, содержащий генетическую конструкцию, включающую промотор, функционально активный в указанной клетке, и кодирующую область, состоящую из нуклеотидной последовательности, кодирующей стрептококковую гиалуронансинтазу (hasA); последовательности, кодирующей UDP-глюкозо-6-дегидрогеназу Bacillus (tuaD) или аналогичный фермент стрептококкового происхождения (hasB), и последовательность, кодирующую бактериальную или стрептококковую UDP-глюкозопирофосфорилазу.

Метод включает культивирование клетки-хозяина Bacillus в условиях, подходящих для продуцирования гиалуроновой кислоты, при этом клетка-хозяин Bacillus содержит конструкцию нуклеиновой кислоты, включающую последовательность, кодирующую гиалуронансинтазу, функционально связанную с промоторной последовательностью, чужеродной в отношении последовательности, кодирующей гиалуронансинтазу; и извлечения гиалуроновой кислоты из среды культивирования .

6. Применение гиалуроновой кислоты

Гиалуроновая кислота - вещество с огромным спектром действия, и поистине удивительными свойствами. Спустя несколько лет после открытия гиалуроновой кислоты начинается разработка препаратов на основе глюкозоаминоликана для наружного применения в качестве средства, повышающего регенеративные и барьерные функции кожи. Однако, как известно, субстанция, изготовленная из животного сырья, требует тщательной очистки от примесей, что накладывает дополнительные издержки производства и отражается на цене конечного продукта . Действительно высокая себестоимость гиалуроновой кислоты долгое время препятствовала расширению спектра применения биополимера, однако постепенное увеличение знаний о свойствах полимера и внедрение биотехнологических методов на основе микробного синтеза, позволило существенно снизить себестоимость субстанции, подталкивает развитие разнообразных приложений, в которых находит применение гиалуроновой кислоты в областях медицины, пищевой, фармацевтической, космецевтической промышленности. Ведутся исследования по созданию лекарственных препаратов и БАД на основе гиалуроната с противовоспалительным, иммуномодулирующим и пролонгирующим действием, которые, возможно, в будущем можно будет применять в качестве основы терапии заболеваний в онкологии, оториноларингологии, хирургии, эндокринологии и многих других сферах человеческой деятельности .

6.1. Гиалуроновая кислота в медицине

Гиалуроновая кислота обладает антимикробным и регенерирующим действиями, поэтому на основе ее разработаны препараты для эффективной терапии поражений кожи. Созданные изначально как препараты против ожогов, данная группа активно применяется при терапии трофических нарушений кожного эпителия посттромботического генеза. Доказано, что низкомолекулярная гиалуроновая кислота (менее 10 кДа) оказывает ангиогенное действие, тем самым снижая образование спаек и разрастание соединительной ткани, так же улучшает микроциркуляцию и снижает эффекты воспаления .

Гиалуронат имеет свойства повышать активность интерферона, тем самым проявляя выраженное противовирусное действие. Была доказана высокая активность препаратов на основе гиалуроновой кислоты в отношении вируса герпеса и некоторых других. По данным некоторых источников высокомолекулярная гиалуроновая кислота является пролонгатором действия других БАВ, растворенных в ней Лекарственные вещества, за счет высокой вязкости гиалуроната, выделяются в ткани в течение длительного времени. Создается так называемое депо, из которого БАВ постепенно диффундирует в среду организма. Это позволяет увеличить терапевтическую широту, потенцировать в некоторых случаях фармакологический эффект, снизить побочные эффекты, а также расширить возможности применения других лекарственных веществ (стероидных препаратов, антибиотиков, пептидов, НПВС и т.д.) в комбинации с гиалуроновой кислотой. Широко применение гиалуроната в хирургии:

1. Офтальмологическая хирургия - гиалуронат натрия используется в качестве репаративного средства при оперативных вмешательствах на эндотелиальном слое роговицы (удаление катаракты).

2. Хирургическая травматология - при хирургических операциях с обширным сечением хрящевой ткани и осложненных артритах используется в качестве регенерирующего, смазывающего, противовоспалительного и анальгезирующего средства .

6.2. Гиалуроновая кислота в косметологии

Применение гиалуроната и его солей в косметологии основывается на способности гиалуронатсодержащих препаратов оказывать местное противовоспалительное, ранозаживляющее и иммуномодулирующее действие. Способность задерживать в межклеточном пространстве воду является основой механизма коррекции возрастных деформаций кожи. На данный момент в косметологической практике стали весьма популярны инъекции 1-3% водного раствора гиалуроновой кислоты для внутри- или подкожного введения. Введение гиалуроновой кислоты в эпителий в виде водного геля повышает эластичность и упругость тканей, тем самым придавая коже прежние качества и красоту . Однако широчайшее применение высокомолекулярный гиалуронат получил при изготовлении различных комбинированных кремов и гелей для наружного применения. Данный вид продукции имеет ту же направленность, что и инъекции - восстановить реологические свойства кожи, тем самым предотвратить образование морщин, прыщей и т.д. .

Гиалуроновая кислота обладает свойствами, которые делают ее крайне подходящей для использования в качестве дермального филлера: она способна связывать большое количество воды, присутствует в коже в естественных условиях и не склонна вызывать нежелательные реакции. Филлеры (Fill — от англ. — наполнять) - это инъекционные кожные наполнители, которые используются в косметологии для уменьшения глубины морщин, носогубных складок и складок в уголках рта . Филлеры также используются для придания дополнительного объема лицу в области скул, щек и губ В настоящее время широкое распространение получила группа ГК- филлеров семейства Surgiderm и Juvederm Ultra А. Surgiderm и Juvederm Ultra представляют собой однородные монофазные гели гиалуроновой кислоты неживотного происхождения. Они являются одними из наиболее пластичных материалов для инъекционной контурной пластики, что определяет не только легкость их введения, но и равномерное распределение в тканях, позволяет полностью исключить контурирование материла .

Современная серия препаратов на основе гиалуроновой кислоты PRINCESS®. «PRINCESS® Filler» представляет собой стерильный, биодеградируемый, вязкоэластичный, прозрачный, бесцветный, изотонический и гомогенизированный гелевый имплантат для интрадермальных инъекций. Содержащаяся в «PRINCESS® Filler» гиалуроновая кислота с поперечно-сшитой структурой продуцируется бактериями Streptococcus equi, представлена в виде раствора с концентрацией 23 мг/мл в физиологическом буфере .

Заключение

Гиалуроновая кислота - продукт животного происхождения, имеющий поистине удивительные свойства и высочайший спектр применения как сейчас, так и в перспективе дальнейшего ее использования. Поэтому совсем не удивительно, что ее свойства изучаются во всем мире.

В настоящее время исследуются процессы и механизмы действия гиалуроновой кислоты на ткани организма. Выдвигаются гипотезы относительно роли гиалуроната и родственных глюкозоаминогликанов в процессах пролиферации, дифференциации, миграции животных клеток в процессах иммунного ответа и эмбриогенеза, а также делаются попытки по установлению связи между молекулярной массой, степенью очистки и эффективностью препаратов.

Физико-химический способ, в виду своей экономической нерентабельности, постепенно уступает место биотехнологическому методу синтеза биополимера. Были проведены поиски продуцентов, соответствующих всем параметрам, а также различного рода испытания на предмет изучения метаболизма гиалуроновых кислот. Результатом исследования служило выявление прямая связи между способностью синтеза гиалуроновых кислот и наличием специфических ферментов гиалуронатсинтетаз.

В последние 20 лет оперон, кодирующий синтез гиалуронатсинтетаз, был выделен в чистом виде и неоднократно экспрессировался различным видам микроорганизмов с целью получения генно-модифицированных штаммов-продуцентов гиалуроновых кислот. Однако результата не могли добиться очень долгое время. Генно-модифицированные штаммы производили неактивную форму фермента, следовательно, способностью к продукции гиалуроновых кислот не обладали. Но недавно проведенные исследования по созданию генно-модифицированного штамма на основе бактерий Bacillus sibtilis показали хорошие результаты. Штаммы бактерий активно синтезировали гиалуронат высокой молекулярной массы, лишенной пептидных включений и связей с родственными мукополисахаридами.

Однако поиск штаммов-продуцентов сейчас продолжается. Проверяются возможности синтеза гиалуроната бактериями рода Streptomyces, и ведется разработка биотехнологии на их основе; кроме того, изучаются пути использования и внедрения гиалуроната во все сферы жизнедеятельности общества.

Библиографическая ссылка

Савоськин О. В., Семенова Е. Ф., Рашевская Е. Ю., Полякова А. А., Грибкова Е. А., Агабалаева К. О., Моисеева И. Я. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ // Научное обозрение. Биологические науки. – 2017. – № 2. – С. 125-135;
URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1060 (дата обращения: 13.12.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Гиалуроновая кислота – это поистине волшебное вещество, примечательное, в первую очередь, тем, что она вырабатывается непосредственно человеческим организмом. Во многих источниках, например, в Википедии, в различных лабораториях и медицинских центрах и просто в отзывах женщин разного возраста встречаются несхожие друг с другом описания гиалуронки и ее свойств.

Итак, прежде чем разобраться, что такое гиалуроновая кислота, следует заострить внимание на том, из чего состоит человеческий наружный покров. Кожа в медицинском понимании – это защитник от солнечных и ультрафиолетовых лучей, от механических внешних воздействий. Однако не все так просто. Оптимальное ее состояние помогают поддерживать три составляющие внутри кожного покрова:

1. эластин;
2. коллаген;
3. гиалуроновая кислота.

Эластин и коллаген оказывают прямое влияние на подтянутость и упругость кожи и ее глубокого слоя – дермы. Для организма человека значение этих веществ очень велико, но оно было незаметным, если бы не гиалуроновая кислота, которая представляет своего рода водный резервуар, находящийся внутри кожного покрова. Организм человека способен сам синтезировать гиалуронку в нужных количествах из необходимых веществ.

Гиалуроновая кислота намагничивает на себя воду, ее молекулы притягивают влагу и делают кожу чистой, влажной изнутри. Жидкость защищает наружный покров от сухости, от раздражений , сыпей, от пигментных пятен и солнца. В дерме жидкость удерживается в больших количествах благодаря гиалуронке.

Итак, а теперь вернемся к вопросу о том, что это такое – гиалуроновая кислота в организме человека. Это чрезвычайно сложный мукополисахарид . Его структура настолько непроста, что расщепить и выделить отдельные элементы очень трудно. Тем не менее ученые уже нашли способ создавать гиалуроновую кислоту искусственно, как бы копируя человеческую. Состав ее разнообразен – туда входят молекулы и частицы различных веществ и химических соединений. Как следствием этих составляющих выступают великолепные свойства гиалуронки в коже лица.

Однако стоит заметить, что, с медицинской точки зрения, это вещество, которое содержится не только в коже лица. Имеется она и в суставах, в слюне человека, в роговице глаза. Функции там выполняются все те же – максимальное увлажнение соединительных тканей, защита от внешних воздействий, от пересушивания и дефицита воды.

Гиалуроновую кислоту обнаружили в кожном покрове довольно давно – в 1930-х годах . С этого времени ученые постоянно занимались исследованием ее свойств и функций в лабораториях, а также возможностью воссоздать данное вещество искусственным путем . Сейчас во всех рекламах кремов и гелей гиалуроновую кислоту маркетологи преподносят как эликсир молодости, однако, чтобы добиться видимых результатов и улучшения качества кожного покрова, необходимо непременно посещать косметолога, в домашних условиях применение гиалуроновой кислоты может и не вызвать желаемого эффекта.

О чудесных свойствах гиалуронки знает сегодня, наверное, каждая женщина. Помогает гиалуроновая кислота от морщин, от нежелательных трещинок и складок, предотвращает преждевременное старение. Но нужно сказать, что очень действенно для состояния кожи будет уделять больше времени себе – сбалансированно питаться, заниматься спортом, например, плаванием и т. д.

Гиалуронка используется повсеместно в медицинских и косметологических центрах как средство не только омоложения, но и очищения кожи, избавления от ссадин, гематом, прыщей. Дело в том, что данное вещество входит в состав различных сывороток, кремов и гелей. Наряду с этим средством, широко используется и искусственный коллаген, который призван разгладить и подтянуть кожу.

Гиалуронка животного естественного происхождения может проявить у любой женщины массу аллергических реакций, что только ухудшит состояние кожи лица. Куда лучше для косметологического использования подходит гиалуроновая кислота, созданная искусственно, лабораторным методом.

Любой крем, состоящий, например, из коллагена, требуется просто нанести тонким слоем на кожу лица для получения результата. Использование гиалуроновой кислоты основывается на том, что она должна непосредственным образом взаимодействовать с молекулами воды. Гиалуроновая кислота также наносится на кожу одинаковым слоем, но перед нанесением лицо нужно обязательно увлажнить, чтобы гиалуронке было откуда брать влагу и действовать.

Применение гиалуроновой кислоты без предварительного увлажнения может вызвать обратный эффект – повреждение кожи, ее чрезмерную сухость.

Очень действенным способом, который помогает избавиться от морщин и складок, является введение гиалуроновой кислоты инъекционно внутрь под кожу. Так как вещество состоит из сложных структур, его использование на деле не так-то просто. Гиалуроновая кислота в виде уколов предполагает, конечно же, наблюдение врача-косметолога, его полезные советы.

Процедура введения под кожу инъекций проходит довольно болезненно, особенно в первый раз, несмотря на то, что укол делается обычной тонкой иглой. Более того, можно не ждать, что положительный эффект появится сразу же: в течение семи дней гиалуроновая кислота будет оказывать влияние на кожный покров изнутри, а настоящего видимого преображения можно достичь, делая регулярные процедуры у косметолога. Так что в этом случае красота требует не только жертв, но и времени.

Применение

Вопреки распространенному мнению, гиалуронка используется в косметологии не только как омолаживающий эликсир для женщин в возрасте после 40 лет. Вещество отлично проявляет себя и при взаимодействии с молодой кожей – оно удаляет прыщи, точки, пятна, рассасывает синяки, прекращает зуд и шелушения. А также используется гиалуроновая кислота для пластики губ, то есть в эстетической медицине. Такие разнообразные сферы применения гиалуроновой кислоты связаны с происхождением – человеческий организм сам ее синтезирует, именно поэтому она так эффективно воздействует на кожу, ведь оно не является чужеродным веществом для организма.

Итак, гиалуроновая кислота широко применяется в следующих областях:

1. биоревитализация;
2. гиалуронопластика;
3. увеличение губ;
4. мезатерапия;

Практически все сферы использования гиалуроновой кислоты предполагают уколы внутрь кожного покрова, поэтому выдержать процедуру – задача совсем не из легких. Однако, к примеру, такой способ, проходит без инъекций. Дело в том, что при ней крем или гель, содержащий гиалуроновую кислоту, наносится равномерно на лицо, а затем на нее воздействует ультразвук, который неминуемо вгоняет вещество в поры кожи, таким образом, уколы в этом случае не нужны.

Все эти указанные области относятся к индустрии косметологии, омоложения и красоты. Однако гиалуроновая кислота используется и в медицине, не относящейся к созданию нового молодого образа, из-за чего спектр ее действия еще больше расширяется.

А также существует и пищевая добавка Гиалурон. Люди, воспользовавшиеся ею, отмечают, что кожа начала преображаться, разглаживаться. Дело в том, что Гиалурон как раз помогает восполнить запасы гиалуроновой кислоты под кожей, которые с возрастом начинают неминуемо уменьшаться.

Итак, так как кислота гиалуроновая в естественной среде находится в суставах человека, роговице глаза, в соединительных тканях под кожным покровом, то она эффективно может быть использована в травматологии, офтальмологии, в лечении суставов и всего опорно-двигательного аппарата.

Также существует и пищевая добавка Гиалурон. Люди, воспользовавшиеся Гиалуроном, отмечают, что кожа начала преображаться, разглаживаться. Дело в том, что Гиалурон как раз помогает восполнить запасы гиалуроновой кислоты под кожей, которые с возрастом начинают неминуемо уменьшаться.

Виды вещества

Существует три фракции, или типа согласно молекулярному строю. Они по-разному воздействуют на организм и кожу человека, поэтому очень важно подобрать для каждого из нарушений подходящую гиалуроновую кислоту.

Итак, три фракции вещества выглядят следующим образом:

1. низкомолекулярная;
2. среднемолекулярная;
3. высокомолекулярная.

Первая призвана использоваться в случаях различных ожогов, сильных сыпей, псориаза, она действует на кожу рассасывающим образом.

Среднемолекулярная предотвращает миграции клеток, благодаря чему используется в основном в офтальмологии.

Наконец, третья фракция гиалуронки способна удерживать и притягивать огромное количество молекул воды. Следовательно, ее возможности очень велики и эффективны в плане воздействия на внешний покров человека. Именно эта фракция разглаживает кожу, уничтожает постепенно морщины и трещины, которые появляются при старении и замедлении процессов, происходящих в дерме. При ее использовании кожа заметно улучшает свой вид, становится чистой, приобретает здоровый блеск, делается постоянно увлажненной изнутри. Постоянное присутствие влаги дает свои плоды – появляется гладкость, проходит шелушение, кожные покровы никогда не бывают сухими при регулярных косметологических процедурах.

Эффект от применения

Гиалуроновая кислота – это настоящий источник молодости кожи. Тем не менее не следует ожидать, что при первом же нанесении геля или крема лицо преобразится до неузнаваемости. В этом деле нужно терпение и выдержка, частые сеансы у косметолога, покупка различных препаратов, содержащих гиалуронку.

А также стоит заметить, что все процессы, происходящие под кожей, для каждого человека уникальны, поэтому действие гиалуроновой кислоты носит индивидуальный характер. В данном случае основываться на отзывах других женщин можно только для ознакомления, необязательно переносить все на себя. Каждый человек воспринимает и чувствует препарат по-разному, строго индивидуально.

Тем не менее эстетическая медицина выделяет несколько положительных эффектов, которые в любом случае проявят себя при регулярных применениях гиалуроновой кислоты:

1. постоянная увлажненность, отсутствие сухости;
2. ровный кожный рельеф, уничтожение бороздок, трещин;
3. будет возвращен естественный цвет, поскольку одним из следствий использования гиалуроновой кислоты является уничтожение пигментных пятен;
4. лицо будет, без сомнения, подтягиваться, соответственно, морщины уберутся, возвратится былая упругость;
5. происходит очищение дермы изнутри, следовательно, минимален риск высыпаний, прыщей.

Как уже было сказано, гиалуроновая кислота содержится во многих сыворотках, кремах российских и иностранных производителей. Перед применением любого препарата обязательно рекомендуется прочесть внимательно инструкцию. Многие кремы, содержащие гиалуроновую кислоту, подразделяются на дневные и ночные. Это неспроста, поэтому для достижения эффекта желательно следовать рекомендациям производителей.

Регулярность нанесения крема или сыворотки на кожу зависит от всевозможных факторов, в том числе от возраста женщины или от степени проблем с кожей. Переусердствовать в этом плане тоже нельзя, поскольку это может отрицательно сказаться на состоянии наружного покрова. Лучше всего записываться на прием к косметологам и получать советы из их уст, поскольку использование препаратов во многих случаях носит индивидуальный характер.

Видео

Поделитесь записью