4 / 2017 / vol. 6
Kosmetologia Estetyczna
330
artykuł naukowy
Kosmetologia Estetyczna
N
|
|
Budowa i właściwości
Kwas hialuronowy to liniowy polisacharyd i jest jednym z gliko-
zoaminoglikanów (GAGs), które stanowią główne komponenty
macierzy pozakomórkowej ECM (
Extracellular Matrix
) wszyst-
kich tkanek. Glikozoaminoglikany są to nierozgałęzione hetero-
olisacharydy, które są ułożone naprzemiennie z dwusacharydo-
wych podjednostek. Pojedynczy łańcuch kwasu hialuronowego
może zawierać od 20 do nawet 200 sekwencji dwusacharydo-
wych, które się powtarzają i są one połączone wiązaniami gli-
kozydowymi (rys. 1). W skład tej podjednostki wchodzi kwas
D
-glukuronowy (GlcA) i
N
-acetylo-
D
-glukozamina (GlcNAc),
a pomiędzy cząsteczkami cukrów występują wiązania, takie jak
β
-1,3 i
β
-1,4-glikozydowe (rys. 2 i 3) [4-5, 12-16].
Rys. 1
Struktura kwasu hialuronowego
Źródło:
[17]
Masa cząsteczkowa podjednostki kwasu hialuronowego wynosi
ok. 400 daltonów. Natomiast liczba podjednostek dwusachary-
dowych może przekraczać nawet 10 000, a zatem ta masa czą-
steczkowa może osiągać rozmiary 4x10
6
daltonów [4-5, 13-16].
Rys. 2
Struktura kwasu D-glukuronowego
Źródło:
[18]
Rys. 3
Struktura N-acetylo-D-glukozaminy
Źródło:
[19]
Kwas hialuronowy w odróżnieniu także od innych GAGs nie
tworzy żadnych kompleksów z białkami i nie wchodzi przez to
w skład proteoglikanów (PGs), ale reaguje z nimi w sposób nie-
kowalencyjny, tworząc agregaty proteoglikanów (oś, na której
wiążą się inne proteoglikany). Nie posiada on też reszt siarcza-
nowych, jak inne GAGs, jednak ma on charakter polianionowy
przez obecność dużej liczby reszt karboksylowych [13, 20-21].
Częste występowanie GAGs w tkankach sprawia, że wchodzą
one w interakcje z wieloma typami cząsteczek, takimi jak: biał-
ka enzymatyczne, efektory allosteryczne enzymów (inhibitory
lub aktywatory), czynniki wzrostu oraz ich receptory, czynniki
transkrypcyjne i białka strukturalne macierzy pozakomórko-
wej. Te interakcje sprawiają, że modulują one wiele procesów
biochemicznych zachodzących zarówno wewnątrz, jak i na
zewnątrz komórki. GAGs wywierają wpływ na spoistość i ela-
styczność oraz stopień uwodnienia macierzy pozakomórkowej,
a także regulują jej przepuszczalność dla obciążonych ładun-
kiem cząsteczek [13]. Cząsteczka może zwiększać swoją objętość
nawet 1000-krotnie i formułować trwałą, swobodną sieć. HAs
zachowuje sztywność poprzez stabilizowane wiązania wodo-
rowe w obecności wody. 1 g kwasu zatrzymuje ok. 6 l wody
(ok. 250 cząsteczek wody) [23]. Kwas hialuronowy ma powi-
nowactwo do kationów, wynikające właśnie z polianionowgo
charakteru. Nie istnieje także żadna swoistość antygenowa dla
gatunków lub tkanek, posiada niski potencjał wywołania reak-
cji alergicznej i immunogennej [4, 13, 22].
Wwarunkach fizjologicznych w tkankach kwas hialuronowy
występuje w formie soli (hialuronianu), najczęściej w postaci soli
sodowej (hialuronianu sodowego). Poprzez wiązanie wody kwas
hialuronowy ma właściwości wiskoplastyczne (lepkoelastycz-
ne). Lepkość, czyli tarcie wewnętrzne, jest właściwością płynów
i plastycznych ciał stałych. Natomiast elastyczność (sprężystość
kształtu) to właściwość ciał stałych charakteryzująca się zdolno-
ścią do powrotu do odkształconego ciała, jego pierwotnej formy
po zaniku sił wywołanych przez odkształcenie. Zazwyczaj roz-
twory soli kwasu hialuronowego wykazują także właściwości
pseudoplastyczne (spadek lepkości wraz ze wzrostem naprężeń
ścinających), pozwalając na wstrzykiwanie go przy użyciu igieł
o małej średnicy w zabiegach z zakresu medycyny estetycznej.
Polimer ten jest odporny na odkształcenia i charakteryzuje
się szczególnymi właściwościami lepkości, która zmniejsza się
w miarę wzrostu sił odkształcających oraz temperatury. Cechy
związane z płynnością są uwarunkowane nie tylko ciężarem
cząsteczkowym, ale też stężeniem [24, 25]. Ze względu na swoje
właściwości lepko-sprężyste u ludzi kwas hialuronowy służy za
substancję podstawową skóry właściwej, powięzi i większości
płynnych podłoży. Występuje też u kręgowców, a u bakterii two-
rzy biofilm, który je otacza. Wysokie stężenie tego kwasu znaj-
duje się w macierzy zewnątrzkomórkowej tkanki łącznej, ciele
szklistym oka, chrząstce szklistej, płynie maziowym stawów, ją-
drach krążkówmiędzykręgowych, sznurze pępowinowym oraz
w skórze właściwej [14, 26-28].
|
|
ŹRÓDŁA KWASU HIALURONOWEGO
Przez długi czas, dla celów kosmetycznych, wykorzystywano
głównie kwas hialuronowy pozyskiwany z produktów natural-
nych, takich jak: grzebienie kogucie (poprzez ekstrakcję), ludz-
ka pępowina (po raz pierwszy w okulistyce). Niestety z dwóch
pierwszych źródeł otrzymywało się go w małych ilościach
i w postaci bardzo zanieczyszczonej [8, 16]. Obecnie składnik
