Ang Hyaluronic acid ay isang produktong pinanggalingan ng hayop, na malawakang ginagamit sa medisina at kosmetolohiya. Ang mga katangian ng sangkap na ito ay hindi pa ganap na nauunawaan, at ang epekto nito sa katawan ng tao ay nangangako para sa paglikha ng mga bagong henerasyong gamot. Ang tambalang ito ay aktibong kasangkot sa mga proseso ng embryogenesis, paghahati ng cell, kanilang pagkakaiba-iba at paggalaw sa panahon ng pagtugon sa immune.
Kasaysayan ng pagtuklas at terminolohiya
Ang Hyaluronic acid ayon sa formula ay tumutukoy sa mga glycosaminoglycans, ang mga molekula nito ay binubuo ng mga paulit-ulit na unit na hindi naglalaman ng mga pangkat ng sulfate. Sa unang pagkakataon ang tambalang ito na may mataas na molekular na timbang ay nahiwalay sa vitreous body ng mga baka. Sa una, ipinapalagay ng mga siyentipiko na ang sangkap ay katangian lamang ng mga mammal. Gayunpaman, noong 1937 ito ay pinabulaanan - ito ay nakuha mula sa isang likidong daluyan kung saan ang hemolytic streptococcus ay nilinang. Noong 1954, sa British general scientific journal Nature, ito ay unang nai-publishstructural formula ng hyaluronic acid.
Ang karaniwang pangalan ng sangkap ay nauugnay sa kasaysayan ng pagtuklas nito (eng. "hyaloid" - vitreous, "uronic acid" - uronic acid). Sa internasyonal na terminolohiya ng kemikal, mayroon ding pangalang "hyaluronan", na pinagsasama ang asido at mga asin nito. Ang kemikal na formula ng hyaluronic acid ay: C₂₈H₄₄N₂O₂₃.
Sa kasalukuyan, ang saklaw ng paggamit nito ay napakalawak: gamot, cosmetology, parmasya. Ang hyaluronic acid ay ginagamit bilang pangunahing at pantulong na sangkap. Ang mga katangian ng tambalan, na natuklasan sa mga nakaraang taon, ay may magagandang prospect para magamit sa hinaharap, kaya ang pangangailangan para sa biopolymer na ito ay patuloy na lumalaki.
Gusali
Ang Hyaluronic acid formula ay isang tipikal na anionic polysaccharide. Ang mga molekula ay konektado sa mahabang linear chain. Ang mga kaugnay na sangkap - glucose aminoglycans - ay may malaking bilang ng mga sulfated na grupo. Ipinapaliwanag nito ang pagbuo ng iba't ibang isomer - mga compound na naiiba sa spatial na pag-aayos ng mga atomo. Ang kanilang mga kemikal na katangian ay magkakaiba din. Ang hyaluronic acid, hindi tulad ng glycosaminoglycans, ay palaging magkapareho sa kemikal. Ang mga katangian nito ay hindi nakadepende sa mga paraan ng pagkuha at sa uri ng pinagmumulan ng mga materyales.
Ang komposisyon ng hyaluronic acid ay kinabibilangan ng D-glucuronic acid at N-acetyl-D-glycosamine, na magkakaugnay ng isang beta-glycosidic bond at bumubuo ng mga disaccharide unit nito (glucopyranose rings na may molecular weight na humigit-kumulang 450 Da). Ang kanilang bilang sa mga molekula ng tambalang ito ay maaaring umabot sa 25,000. Dahil dito, ang acid ay may mataas na molekular na timbang (5,000-20,000,000 Da).
Ang structural formula ng disaccharide fragment ng hyaluronic acid ay ipinapakita sa figure sa ibaba.
Ang komposisyon ng acid ay naglalaman ng hydrophobic at hydrophilic na mga lugar, dahil sa kung saan ang high-molecular compound na ito sa kalawakan ay mukhang isang baluktot na laso. Ang kumbinasyon ng ilang mga kadena ay bumubuo ng isang bola ng maluwag na istraktura. Ang kakayahang magbigkis at humawak ng hanggang 1000 molekula ng tubig ay isa pang tampok ng formula ng hyaluronic acid. Ang biochemistry ng substance na ito ay pangunahing dahil sa mataas na hygroscopicity nito, na nagsisiguro sa saturation ng mga tissue sa tubig at pagpapanatili ng internal volume.
Mga katangian ng kemikal
Ang hyaluronic acid ay may mga sumusunod na katangiang kemikal na katangian:
- pagbuo ng malaking bilang ng mga hydrogen bond;
- paglikha ng acid reaction ng medium sa aqueous solutions dahil sa pagkakaroon ng deprotonated carboxyl group;
- porma ng mga natutunaw na asin na may mga alkali na metal;
- formation sa isang may tubig na solusyon ng isang malakas na istraktura ng gel (pseudogel) na naglalaman ng malaking halaga ng moisture (madalas na namuo ang mga complex ng protina);
- paglikha ng mga hindi matutunaw na complex na may mabibigat na metal at mga tina.
Sa panlabas, ang mga may tubig na solusyon ng isang sangkap ay kahawig ng puti ng itlog sa pare-pareho. Ang structural formula ng hyaluronic acid ay nagpapahintulot sa iyo na kumuhamayroon itong ilang anyo, depende sa ionic na kapaligiran ng medium:
- left single helix;
- multifilament flat structures;
- double helix;
- supercoiled structure na may siksik na molecular network.
Ang huling anyo ay tertiary at nakaka-absorb ng malaking halaga ng tubig, electrolytes, mataas na molekular na timbang na protina.
Mga pagkakaiba sa hyaluronic acid ng iba't ibang pinagmulan
Tulad ng nabanggit sa itaas, ang istraktura ng sangkap na ito ay halos magkapareho, anuman ang pinagmulan ng paggawa nito. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga acid na pinagmulan ng bacterial at hayop ay ang antas ng kanilang polymerization. Ang animal sourced hyaluronic acid formula ay mas mahaba kaysa sa bacterial form (4,000-6,000 at 10,000-15,000 monomer ayon sa pagkakabanggit).
Ang solubility sa tubig para sa mga substance na ito ay pareho at higit na nakadepende sa presensya ng hydroxyl at s alt groups sa disaccharide residues. Dahil ang kemikal na istraktura ng acid ay likas na magkapareho sa lahat ng nabubuhay na indibidwal, pinapaliit nito ang panganib ng masamang immunological na mga reaksyon at pagtanggi kapag ibinibigay sa mga tao at hayop.
Tungkulin sa kalikasan
Ang pangunahing lokasyon ng hyaluronic acid ay ang komposisyon ng intercellular (o extracellular) matrix ng mammalian tissues. Tulad ng ipinapakita ng mga siyentipikong pag-aaral, naroroon din ito sa mga kapsula ng ilang bakterya - streptococci, staphylococci at iba pang mga parasitiko na mikroorganismo. Ang synthesis ng tambalan ay nangyayari rin sa katawan ng mga invertebrate na hayop (protozoa,arthropod, echinoderms, worm).
Iminumungkahi ng mga siyentipiko na ang kakayahang gumawa ng hyaluronic acid sa bacteria ay umunlad upang mapataas ang kanilang mga virulent na katangian sa host organism. Dahil sa presensya nito, ang mga mikroorganismo ay madaling tumagos sa balat at kolonisahan ito. Nagagawa ng mga naturang parasitic bacteria na neutralisahin ang immune response ng host at pumukaw sa pagbuo ng isang mas aktibong proseso ng pamamaga kaysa sa iba pang mga strain ng microbes.
Ang Hyaluronic acid ay ginawa ng mga protina na naka-embed sa cell wall o mga lamad ng intracellular organelles. Ang pinakamataas na konsentrasyon ng isang sangkap sa katawan ng tao ay napapansin sa likido na pumupuno sa lukab ng mga kasukasuan, sa pusod, sa vitreous na katawan ng mata at sa balat.
Metabolismo
Ang synthesis ng hyaluronic acid ay nagaganap sa anyo ng mga reaksyong enzymatic sa 3 yugto:
- Glucose-6-phosphate – glucose-1-phosphate (phosphorylated glucose) – UDP-glucose – glucuronic acid.
- Amino sugar – glucosamine-6-phosphate – N-acetylglucosamine-1-phosphate – UDP-N-acetylglucosamine-1-phosphate.
- Glycoside transferase reaction na kinasasangkutan ng enzyme hyaluronate synthetase.
Humigit-kumulang 5 g ng sangkap na ito ang nagagawa at pinaghiwa-hiwalay sa katawan ng tao bawat araw. Ang kabuuang halaga ng acid ay humigit-kumulang pitong libo ng isang porsyento ng timbang. Sa vertebrates, ang acid synthesis ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng 3 uri ng enzyme proteins (hyaluronate synthetases). Ang mga ito ay metalloprotein na binubuo ng mga metal cation at glucoside phosphate. Ang mga hyaluronate synthetases ay ang tanging mga enzymecatalyzing ang produksyon ng acid.
Ang proseso ng pagkasira ng C₂₈H₄₄N₂O₂₃ molecule ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng hyaluronan-lytic enzymes. Sa katawan ng tao, mayroong hindi bababa sa pito sa kanila, at ang ilan sa kanila ay pinipigilan ang mga proseso ng pagbuo ng tumor. Ang mga breakdown na produkto ng hyaluronic acid ay oligo- at polysaccharides, na nagpapasigla sa pagbuo ng mga bagong daluyan ng dugo.
Mga pag-andar sa katawan ng tao
Collagen at hyaluronic acid sa komposisyon ng balat ng tao ang pinakamahalagang sangkap kung saan nakasalalay ang pagkalastiko at kinis ng mga dermis. Ang C₂₈H₄₄N₂O₂₃ ay gumaganap ng mga sumusunod na function:
- pagpapanatili ng tubig, na nagsisiguro sa pagkalastiko ng balat at turgor nito;
- paglikha ng kinakailangang antas ng lagkit ng interstitial fluid;
- paglahok sa pagpaparami ng pangunahing at immunocompetent na mga selula ng epidermis;
- suportahan ang paglaki at pagkumpuni ng nasirang balat;
- pagpapalakas ng collagen fibers;
- pagpapalakas ng lokal na kaligtasan sa sakit;
- proteksyon laban sa mga libreng radical, kemikal at biological na ahente.
Ang pinakamataas na konsentrasyon ng sangkap na ito ay makikita sa balat ng embryo. Sa pagtanda, ang karamihan sa acid ay nagbubuklod sa mga protina, na binabawasan ang antas ng hydration ng balat. Ang kakayahang mag-regulate ng metabolismo sa sarili ay lalong nababawasan sa mga taong higit sa 50.
Ang mga sumusunod na katangian ng hyaluronic acid sa synovial fluid ay natukoy din:
- pormasyonhomogenous na istraktura upang hawakan ang isang partikular na bahagi ng cartilage - chondroitin sulfate;
- pagpapalakas ng collagen framework ng cartilage;
- pagbibigay ng lubrication ng mga gumagalaw na bahagi ng mga kasukasuan, na binabawasan ang pagkasira ng mga ito.
Ang biyolohikal na papel ng mga molekula ng acid ay nag-iiba depende sa kanilang timbang sa molekula. Kaya, ang mga compound na naglalaman ng hanggang 1500 monomer ay may anti-inflammatory effect at aktibong bahagi sa pagbuo ng collagen network. Ang mga polymer na may chain na hanggang 2000 monomer ay gumaganap ng papel sa pagpapanatili ng hydrobalance, at ang mga high-molecular compound ay may pinakamaliwanag na antioxidant properties.
Kasangkot din ang hyaluronic acid sa pagbuo at pagbuo ng embryo, sa kontrol ng cell mobility - paglipat ng cell mula sa isang lugar patungo sa isa pa, sa ilang pakikipag-ugnayan sa mga surface cell receptor.
Matanggap
May 2 pangunahing grupo ng mga paraan para makakuha ng substance:
- Physico-chemical (pagkuha mula sa mga tisyu ng mga mammal, vertebrates at ibon). Dahil ang mga hilaw na materyales ng hayop ay kadalasang naglalaman ng acid na pinagsama sa mga protina at iba pang polysaccharides, kinakailangan ang isang masusing paglilinis ng nagresultang produkto, na nakakaapekto sa halaga ng panghuling gamot. Upang makakuha ng acid sa isang pang-industriya na sukat, ang umbilical cord ng mga bagong silang at ang mga suklay ng mga domestic na manok ay ginagamit. Mayroong iba pang mga paraan ng pagkuha - mula sa mga mata ng baka, ang likido na pumupuno sa mga cavity ng mga joints at articular bag; dugong plasma,kartilago, balat ng baboy.
- Mga pamamaraang microbial batay sa kulturang bacteria. Ang pangunahing gumagawa ay ang bacteria na Pasteurellamultocida at Streptococcus. Ang mga pamamaraang ito ay unang sinubukan noong 1953. Mas matipid ang mga ito at hindi rin nakadepende sa mga pana-panahong supply ng mga hilaw na materyales.
Sa unang kaso, ang mga biological na materyales ay sinisira sa pamamagitan ng paggiling at mga pamamaraan ng homogenization, at pagkatapos ay ang acid ay nakuha sa isang halo na may mga peptides sa pamamagitan ng pagkakalantad sa mga organikong solvent. Ang nagresultang masa ay ginagamot ng mga enzyme o ang mga protina ay tinanggal sa pamamagitan ng denaturation na may chloroform o pinaghalong ethanol at amyl alcohol. Pagkatapos nito, ang sangkap ay puro sa activated carbon. Ang panghuling purification ay ginagawa sa pamamagitan ng ion exchange chromatography o precipitation na may cetylpyridinium chloride.
Paggamit na medikal
Hyaluronic acid ay ginagamit para sa mga sumusunod na pathologies:
- ophthalmology – katarata; gamitin bilang surgical environment sa panahon ng operasyon;
- orthopedics - osteoarthritis, proteksyon ng articular cartilage mula sa pagkasira, gayundin upang pasiglahin ang paggaling nito (synovial fluid endoprostheses);
- surgery - pagpapalaki ng soft tissue, mga operasyon na may malawak na pagtanggal ng cartilage;
- pharmaceuticals - paggawa ng mga gamot batay sa polymer structure ng compound (mga tablet, kapsula, cream, gel, ointment);
- industriya ng pagkain - nutrisyon sa palakasan;
- gynecology - antiadhesionpondo;
- dermatology - paggamot ng mga paso, post-thrombotic trophic skin disorder.
Ayon sa mga pagtataya ng mga siyentipiko, ang sangkap na ito ay maaaring maging batayan para sa isang bagong pangkat ng mga gamot para sa paggamot ng cancer.
Maaasahan din ang iba pang mga katangian ng acid:
- antimicrobial, antiviral effect (ang tambalan ay aktibo laban sa herpes virus at iba pa);
- pagpapabuti ng microcirculation ng dugo;
- anti-inflammatory effect;
- matagal na pagkilos (unti-unting pagkatunaw sa mga tisyu ng tao).
Vitamins
Ang Hyaluronic acid sa komposisyon ng mga bitamina ay ginagamit sa anyo ng purified sodium hyaluronate, na siyang analogue nito. Ang pangunahing layunin ng sangkap ay upang mapanatili ang kabataan ng balat, moisturize ito, at pagalingin ang mga sugat. Upang mapabuti ang pagsipsip, ang ascorbic acid ay ipinapasok sa komposisyon ng mga bitamina complex.
Isinasagawa rin ang pagsasaliksik upang bumuo ng mga gamot at pandagdag sa pandiyeta na may mga anti-inflammatory at immunomodulatory effect na maaaring magamit sa maraming bahagi ng aktibidad ng tao.
Cosmetology
Sa cosmetology, ginagamit ang tambalang ito upang itama ang mga pagbabagong nauugnay sa edad. Dahil sa ang katunayan na ang istraktura ng acid ay katulad sa lahat ng nabubuhay na organismo, ito ay angkop para sa paggamit bilang isang dermal filler (iniksyon), lalo na sa paligid ng mga mata. Upang ang sangkap ay manatili sa epidermis nang mas matagal, ito ay binago sa tulong ng mga cross-link na molekula.(mga crosslinker). Ang mga cross-linked filler ay naiiba sa isa't isa sa mga tuntunin ng gel viscosity, acid concentration, at tagal ng resorption sa balat.
Ang mga injection ay ibinibigay sa intra- o subcutaneously sa anyo ng isang 1-3% aqueous solution. Nakakatulong ito upang mapataas ang elasticity at katatagan ng mga tissue, isang kapansin-pansing pagkinis ng mga wrinkles.
Ang C₂₈H₄₄N₂O₂₃ ay idinagdag din sa komposisyon ng mga panlabas na pampaganda - mga gel, foam, cream at iba pang pangunahing produkto. Ang hyaluronic acid sa komposisyon ay tinutukoy bilang hyaluronic acid (at ang sodium hyaluronate ay sodium hyaluronate). Ang ganitong uri ng produktong kosmetiko ay may parehong mga katangian tulad ng mga filler - pinipigilan nito ang pagbuo ng mga wrinkles, acne, at nakakatulong na mababad ang balat ng kahalumigmigan.
