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
CAS	9004-61-9
PubChem	24759
DrugBank	DB08818
Состав
Лекарственные формы
инъекции, крем, лосьон, капсулы, глазные капли
Медиафайлы на Викискладе

Гиалуро́новая кислота́, гиалурона́н, гиалурона́т (сокр. ГК) — линейный гетерополисахарид, несульфированный гликозаминогликан, входящий в состав соединительной, эпителиальной и нервной тканей. От других гликозаминогликанов, присутствующих в организме человека, гиалуронан отличается высокой молекулярной массой и тем, что он не сульфонирован и не подвергается модификации после синтеза в организме. Гиалуронан — единственный гликозаминогликан, находящийся в свободном состоянии в промежуточном веществе межклеточного пространства дермы, а также в соединительной ткани всех позвоночных^[1].

Гиалуроновая кислота 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^[2].

Инъекции гиалуроновой кислоты — наиболее часто применяемые в косметологии процедуры^[1].

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^[3].

Этот раздел нужно дополнить. Пожалуйста, улучшите и дополните раздел. (19 сентября 2023)

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

Молекула гиалуроновой кислоты представляет собой линейный полимер дисахаридного фрагмента гиалобиуроновой кислоты (основа полимера – дисахарид из пары D-глюкуронида-β-(1,3)-(N-ацетил)-глюкозамина, соединённых β(1→4)-гликозидной связью)^[1]. Иначе – это 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.^{[источник не указан 706 дней]}

Молекула гиалуроновой кислоты может содержать до 25 000 дисахаридных звеньев. Природная гиалуроновая кислота имеет молекулярную массу от 5000 до 20 000 000 дальтон. Средняя молекулярная масса полимера, содержащегося в синовиальной жидкости у человека составляет 3 140 000 дальтон^[4].

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.

Гиалуронан не имеет изомеров, это вещество вне зависимости от источника (организма) происхождения имеет одинаковый состав и различается только молекулярной массой^[1].

Размер (длина) молекул гиалуронана значительно превышает размеры молекул других гликозаминогликанов. В водном растворе средний продольный размер макромолекулы гиалуронана с молекулярной массой 2 500 000 Да превышает 10 мкм. Длина этой молекулы приблизительно равна диаметру эритроцита человека и значительно больше среднего размера бактерий^[1].

Гиалуронан гидрофилен. Гидрофильные свойства молекуле гиалуроновой кислоты обусловлены наличием в ней карбоксильных, гидроксильных и ацетоамидных групп^[1].

В тканях молекулы гиалуронана образуют сетчатую структуру и формируют межклеточный матрикс^[1].

Синтез молекул гиалуроновой кислоты осуществляется с помощью ферментов — гиалуронансинтазами (HA-synthase, HAS), семейством интегральных мембранных белков, которые синтезируют чётко определённые, однородные по длине цепи, характерные для молекул гиалуроната^[5]. В организмах позвоночных существует три типа HAS: HAS1, HAS2, HAS3; каждый из них способствует удлинению полимера ГК^[6]. Для создания капсулы гиалуроната должны присутствовать эти ферменты, поскольку они полимеризуют предшественники UDP-сахарá в молекулы ГК. Предшественники ГК синтезируются путём предварительного фосфорилирования глюкозы гексокиназой с образованием глюкозо-6-фосфата, который является основным прекурсом (предшественником) ГК^[7]. Затем используются два пути синтеза UDP-N-ацетилглюкозамина и UDP-глюкуроновой кислоты, которые оба вступают в реакцию с образованием молекул ГК. Глюкозо-6-фосфат превращается либо во фруктозо-6-фосфат с помощью фосфоглюкоизомеразы, либо в глюкозо-1-фосфат с помощью фосфоглюкомутазы, причём оба метаболита (Ф-6-Ф и Г-1-Ф) подвергаются различным реакциям^[7].

Уридиндифосфат-глюкуроновая кислота (UDP-глюкуроновая кислота) образуется с помощью UDP-глюкозопирофосфорилазы, которая переносит молекулу UDP от UTP на глюкозо-1-фосфат, превращая в UDP-глюкозу, которая затем вступает в реакцию окисления UDP-глюкозодегидрогеназой (NAD⁺-зависимая), с образованием UDP-глюкуроновой кислоты^[5].

Дальнейший путь превращения фруктозо-6-фосфата протекает в сторону образования глюкозамина-6-фосфата, реакцию катализирует фермент амидотрансфераза (переносит NH₂-группу от молекулы L-глутамина на фруктозо-6-фосфат). Затем мутаза вступает в реакцию с данным продуктом (изомеризация) с образованием глюкозамина-1-фосфата. Далее ацетилтрансфераза преобразует его в N-ацетилглюкозамин-1-фосфат (ацетилирование NH₂-группы), и, наконец, пирофосфорилаза путём переноса UDP от UTP, превращает этот продукт в молекулы UDP-N-ацетилглюкозамина^[7].

Молекулы UDP-глюкуроновой кислоты и UDP-N-ацетилглюкозамина связываются вместе, с помощью гиалуронансинтазы, образуя гиалуроновую кислоту, таким образом завершая синтез^[7].

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^[8] при повреждениях тканей и отторжении трансплантированной кожи.^{[источник не указан 706 дней]}

Гиалуроновая кислота — наиболее часто используемый в косметологии инъекционный препарат^[1].

Также гиалуроновая кислота используется в качестве вспомогательной среды для переноса эмбрионов при вспомогательных репродуктивных технологиях, в качестве жидкости для обработки язв ног и пролежней, при лечении (как перорально, так и инъекционно) заболеваний суставов. Все эти методы применения гиалуроновой кислоты объединяет низкое качество как исследований эффективности, так и побочных эффектов. Большинство исследований, показавших эффективность, произведены на малых группах, положительные эффекты отмечены не во всех исследованиях и снижаются в тех из них, где уменьшается вероятность систематической ошибки ^[9][10][11].

Существует множество исследований применения гиалуроновой кислоты при различных болезнях суставов, но все они отличаются малой выборкой и слабым контролем побочных эффектов, особенно плохо обстоит дело с наблюдением за потенциально возможными долговременными побочными эффектами. Несмотря на то, что по большей части исследования лечения дисплазии, остеоартрозов и прочих заболеваний суставов с помощью гиалуроновой кислоты показывают успешные данные, ни одно на 2023 год исследование не является высококачественным и заслуживающим абсолютного доверия (и, кроме того, исследования могут быть сознательно ангажированными).

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 потенциальных побочных эффектов^[10]. Согласно кокрановскому обзору 2015 года, не существует качественных исследований эффективности гиалуроновой кислоты при остеоартрите голеностопного сустава: имеющиеся клинические испытания применения гиалуроновой кислоты при этом заболевании низкокачественные (с малым числом участников)^[12]. В среднем испытуемые оценивали улучшение физического состояния и уменьшение боли как на 12% большее, чем при эффекте плацебо. В связи с этим «инъекции гиалуроновой кислоты могут быть условно рекомендованы после выявленной неудачи использования простых анальгетиков».

Исследования перорального использования гиалуроновой кислоты в качестве профилактики и лечения болезней суставов у человека и домашних животных на 2023 год ещё меньше по размеру выборки и качеству исследования (в отличие от больших исследований аналогов-гликозамингликанов: хондроитинсульфатов и глюкозамина сульфатов, по которым можно судить об их неэффективности, несмотря на десятилетия их традиционного использования)^[13][14]

Также гиалуроновая кислота применяется в препаратах искусственной слезы^[15].

Название «гиалуроновая кислота» этому веществу было дано в 1934 году Карлом Мейером^[нем.] (нем. Karl Meyer) и Дж. Палмером (J. W. Palmer), которые впервые выделили его из стекловидного тела глаза^[16]. Название происходит от греч. hyalos — стекловидный и уроновая кислота.^{[источник не указан 706 дней]}

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.^{[источник не указан 706 дней]}

• Гликозаминогликаны
• Уроновые кислоты

• Patil, K. P., Kamalja, K. K., & Chaudhari, B. L. (2011). Optimization of medium components for hyaluronic acid production by Streptococcus zooepidemicus MTCC 3523 using a statistical approach. Carbohydrate Polymers, 86(4), 1573–1577. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.06.065
• Rampratap, P., Lasorsa, A., Perrone, B., van der Wel, P. C., & Walvoort, M. (2023). Production of isotopically enriched high molecular weight hyaluronic acid and characterization by solid-state NMR. bioRxiv, 2023-03. https://doi.org/10.1101/2023.03.16.532902
• Zhang, Z., Tian, X., Lu, J. Y., Boit, K., Ablaeva, J., Zakusilo, F. T., ... & Gorbunova, V. (2023). Increased hyaluronan by naked mole-rat HAS2 extends lifespan in mice. bioRxiv, 2023-05. https://doi.org/10.1101/2023.05.04.53940
• Galvez-Martin, P., Soto-Fernandez, C., Romero-Rueda, J., Cabañas, J., Torrent, A., Castells, G., & Martinez-Puig, D. (2023). A novel hyaluronic acid matrix ingredient with regenerative, anti-aging and antioxidant capacity. International journal of molecular sciences, 24(5), 4774. PMID 36902203 PMC 10002543 doi:10.3390/ijms24054774
• Galdi, F., Pedone, C., McGee, C. A., George, M., Rice, A. B., Hussain, S. S., ... & Garantziotis, S. (2021). Inhaled high molecular weight hyaluronan ameliorates respiratory failure in acute COPD exacerbation: a pilot study. Respiratory Research, 22(1), 1-11. PMID 33517896 PMC 7847749 doi:10.1186/s12931-020-01610-x
• Капулер, О. Гиалуронан: Свойства и биологическая роль : [англ.] / О. Капулер, А. Галеева, Б. Сельская … [et al.] // Врач : журн. — 2015. — № 2. — С. 25–27.