Гиалуроновая кислота

Гиалуроновая кислота
Гиалуроновая кислота
	Hyaluronic Acid
Химическое соединение
ИЮПАК	(2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,5S,6R)-3-ацетамидо-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,5S,6R)-3-ацетамино-2,5-дигидрокси-6-(гидроксиметил)оксан-4-ил]окси-2-карбокси-4,5-дигидроксиоксан-3-ил]окси-5-гидрокси-6-(гидроксиметил)оксан-4-ил]окси-3,4,5-тригидроксиоксан-2-карбоновая кислота
Брутто-формула	C28H44N2O23
CAS	9004-61-9
PubChem	24759
DrugBank	DB08818
Состав
Лекарственные формы
	инъекции, крем, лосьон, капсулы
Другие названия
	Гиалуронат, Гиалуронан

Гиалуро́новая кислота́ (гиалурона́т, гиалурона́н) — несульфированный гликозаминогликан, входящий в состав соединительной, эпителиальной и нервной тканей. Является одним из основных компонентов внеклеточного матрикса, содержится во многих биологических жидкостях (слюне, синовиальной жидкости и др.). Принимает значительное участие в пролиферации и миграции клеток. Продуцируется некоторыми бактериями (напр. Streptococcus). В теле человека весом 70 кг в среднем содержится около 15 граммов гиалуроновой кислоты, треть из которой преобразуется (расщепляется или синтезируется) каждый день^[1].

Функции

Гиалуроновая кислота является главным компонентом синовиальной жидкости, отвечающим за её вязкость. Наряду с лубрицином, гиалуроновая кислота — основной компонент биологической смазки.

Гиалуроновая кислота — важный компонент суставного хряща, в котором присутствует в виде оболочки каждой клетки (хондроцита). При связывании гиалуроновой кислоты с мономерами аггрекана в присутствии связующего белка, в хряще формируются крупные отрицательно заряженные агрегаты, поглощающие воду. Эти агрегаты отвечают за упругость хряща (устойчивость его к компрессии). Молекулярная масса (длина цепи) гиалуроновой кислоты в хряще уменьшается с возрастом организма, при этом общее её содержание увеличивается^[2].

Также гиалуроновая кислота входит в состав кожи, где участвует в регенерации ткани. При чрезмерном воздействии на кожу ультрафиолета происходит её воспаление («солнечный ожог»), при этом, в клетках дермы прекращается синтез гиалуроновой кислоты и увеличивается скорость её распада.

Вследствие своего высокого содержания во внеклеточных матриксах гиалуроновая кислота играет важную роль в гидродинамике тканей, процессах миграции и пролиферации клеток, а также участвует в ряде взаимодействий с поверхностными рецепторами клеток, в особенности со своим первичным рецептором CD44. Участие гиалуроновой кислоты в процессе развития опухолей может быть обусловлено именно её взаимодействием с CD44.

В то время как сама гиалуроновая кислота связывается с CD44, есть свидетельства того, что трансдукция воспалительного сигнала продуктов её деградации осуществляется через рецепторы макрофагов и дендритных клеток TLR2, TLR4 или через оба этих рецептора. Толл-подобные рецепторы (TLR) и гиалуроновая кислота принадлежат к системе врождённого иммунитета.

Структура

Структура гиалуроновой кислоты была установлена в 1930-х годах в лаборатории Карла Майера (Karl Meyer).

Гиалуроновая кислота представляет собой поли-(2-ацетамидо-2-дезокси-D-глюко)-D-глюкуроногликан, то есть полимер, состоящий из остатков D-глюкуроновой кислоты и D-N-ацетилглюкозамина, соединённых поочерёдно β-1,4- и β-1,3-гликозидными связями (смотри рисунок).

Молекула гиалуроновой кислоты может содержать до 25 000 таких дисахаридных звеньев. Природная гиалуроновая кислота имеет молекулярную массу от 5000 до 20 000 000 а. е. м.. Средняя молекулярная масса полимера, содержащегося в синовиальной жидкости у человека составляет 3 140 000 а. е. м^[3].

Молекула гиалуроновой кислоты является энергетически стабильной в частности благодаря стереохимии составляющих её дисахаридов. Объёмные заместители пиранозного кольца находятся в стерически выгодных положениях, в то время как меньшие по размеру атомы водорода занимают менее выгодные аксиальные позиции.

Биосинтез

Гиалуроновая кислота синтезируется классом встроенных мембранных белков, называющихся гиалуронат-синтетазами. В организмах позвоночных содержатся три типа гиалуронат-синтетаз: HAS1, HAS2 и HAS3. Эти ферменты удлиняют молекулу гиалуроновой кислоты, поочерёдно присоединяя к исходному полисахариду глюкуроновую кислоту и N-ацетилглюкозамин, при этом выдавливая полимер через клеточную мембрану в межклеточное пространство^[4].

Биодеградация

Гиалуроновая кислота деградируется семейством ферментов, называемых гиалуронидазами. В организме человека существуют по меньшей мере семь типов гиалуронидазоподобных ферментов, некоторые из которых являются супрессорами опухолеобразования. Продукты разложения гиалуроновой кислоты (олигосахариды и крайне низкомолекулярные гиалуронаты) проявляют проангиогенные свойства. Кроме того, недавние исследования показали, что фрагменты гиалуроновой кислоты, в отличие от исходного высокомолеколекулярного полисахарида, способны индуцировать воспалительный ответ в макрофагах и дендритных клетках при повреждениях тканей и отторжении трансплантированной кожи^[5].

Применение

Применение в медицине

Тем фактом, что гиалуроновая кислота входит в состав многих тканей (кожа, хрящи, стекловидное тело), объясняют её применение в лечении заболеваний, связанных с этими тканями: эндопротезы синовиальной жидкости; хирургическая среда для офтальмологических операций (например, пересадка роговицы, операции по удалению катаракты, операции при глаукоме, и операции по восстановлению отслоившейся сетчатки); препараты для мягкого разглаживания тканей и заполнения морщин, восполнения дефицита объема тканей (в том числе в виде внутрикожных инъекций) в косметологии и хирургии.

Несмотря на отсутствие доказательств клинической эффективности, инъекции гиалуроновой кислоты применяются при остеоартрозе, остеоартрите. По данным систематического обзора и метаанализа, опубликованного в 2012 году в Annals of Internal Medicine, внутрисуставные инъекции гиалуроновой кислоты приносят небольшую, клинически несущественную пользу и обусловливают значительный риск серьёзных побочных явлений. Согласно кокрановскому обзору 2015 года, не существует доказательств эффективности гиалуроновой кислоты при остеоартрите голеностопного сустава: имеющиеся клинические испытания применения гиалуроновой кислоты при этом заболевании низкокачественные (с малым числом участников)^[6].

Гиалуроновая кислота используется в косметике как составная часть средств ухода за кожей: кремов, губной помады, лосьонов и прочих.

Также гиалуроновая кислота применяется в препаратах искусственной слезы.

Происхождение названия

Название «гиалуроновая кислота» этому веществу было дано в 1934 году Карлом Мейером (нем. Karl Meyer) и Дж. Палмером (J. W. Palmer), которые впервые выделили его из стекловидного тела глаза. Название происходит от греч. hyalos — стекловидный и уроновая кислота.

Сопряжённое основание для гиалуроновой кислоты носит название гиалуронат. Поскольку молекула полимера в организме обычно существует в промежуточной полианионной форме, многие авторы считают более корректным использование термина гиалуронан^[7].

Примечания

↑ Robert Stern. Hyaluronan catabolism: a new metabolic pathway (англ.). Eur J Cell Biol. 2004 Aug;83(7):317-25. doi: 10.1078/0171-9335-00392. (август 2004). Дата обращения: 12 апреля 2023.
↑ Holmes M W A., Bayliss M T., Muir H. Гиалуроновая кислота в суставном хряще человека. Возрастные изменения в контенте и размере (англ.). Biochem Journal — 1988. — Vol. 250. — P. 435—441.. Дата обращения: 20 апреля 2023.
↑ H. Saari, Y. T. Konttinen, C. Friman, T. Sorsa. Дифференциальное воздействие активных видов кислорода на родную синовиальную жидкость и очищенный гиалуронат пуповины человека (англ.). https://doi.org/10.1007/BF00916581+(17 августа 1993). Дата обращения: 20 апреля 2023.
↑ БРЭ. Гиалуроновая кислота (рус.) (29 ноября 2022). Дата обращения: 1 мая 2023.
↑ А. Х. Амандусова, К. Р. Савельева, А. В. Морозов, В. А. Шелехова, Л. В. Персанова, С. В. Поляков, В. Н. Шестаков. Физико-химические свойства и методы количественного определения гиалуроновой кислоты (обзор) (рус.). Drug development & registration. 136-140. (2020). Дата обращения: 20 апреля 2023.
↑ Гиалуроновая кислота и другие консервативные варианты лечения остеоартрита лодыжки (англ.). www.cochranelibrary.com (17 октября 2015). Дата обращения: 20 апреля 2023.
↑ Karl Meyer, John W. Palmer. THE POLYSACCHARIDE OF THE VITREOUS HUMOR (англ.). Journal of Biological Chemistry (1934). Дата обращения: 20 апреля 2023.

[1] Robert Stern. Hyaluronan catabolism: a new metabolic pathway (англ.). Eur J Cell Biol. 2004 Aug;83(7):317-25. doi: 10.1078/0171-9335-00392. (август 2004). Дата обращения: 12 апреля 2023.

[2] Holmes M W A., Bayliss M T., Muir H. Гиалуроновая кислота в суставном хряще человека. Возрастные изменения в контенте и размере (англ.). Biochem Journal — 1988. — Vol. 250. — P. 435—441.. Дата обращения: 20 апреля 2023.

[3] H. Saari, Y. T. Konttinen, C. Friman, T. Sorsa. Дифференциальное воздействие активных видов кислорода на родную синовиальную жидкость и очищенный гиалуронат пуповины человека (англ.). https://doi.org/10.1007/BF00916581+(17 августа 1993). Дата обращения: 20 апреля 2023.

[4] БРЭ. Гиалуроновая кислота (рус.) (29 ноября 2022). Дата обращения: 1 мая 2023.

[5] А. Х. Амандусова, К. Р. Савельева, А. В. Морозов, В. А. Шелехова, Л. В. Персанова, С. В. Поляков, В. Н. Шестаков. Физико-химические свойства и методы количественного определения гиалуроновой кислоты (обзор) (рус.). Drug development & registration. 136-140. (2020). Дата обращения: 20 апреля 2023.

[6] Гиалуроновая кислота и другие консервативные варианты лечения остеоартрита лодыжки (англ.). www.cochranelibrary.com (17 октября 2015). Дата обращения: 20 апреля 2023.

[7] Karl Meyer, John W. Palmer. THE POLYSACCHARIDE OF THE VITREOUS HUMOR (англ.). Journal of Biological Chemistry (1934). Дата обращения: 20 апреля 2023.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]