Биохимические свойства гиалуроновой кислоты в биоревитализантах

Юлия Киевская, кандидат биологических наук, научный руководитель школы YK School, косметолог-провизор

---

Красивая и привлекательная фраза «Биоревитализация – золотой стандарт косметологии» имеет под собой серьезную научную основу. Достаточно хотя бы посмотреть на следующие тезисы:

• за 40 лет изучения данного биополимера с 1966 по 2006 годы вышло 14000 научных публикаций;
• 30-50 патентов связано с производством и дальнейшим использованием ГК ежегодно;
• с 1985 года проводятся регулярные конференции, посвященные гиалуронану;
• в 2004 году создано Международное общество по изучению гиалуроновой кислоты (ISHAS).

И сейчас происходит активное изучение этого простого и одновременно многогранного биополимера.

В предыдущей статье мы разбирали более общие параметры подбора препарата для биоревитализации. В этот раз остановимся на биохимических параметрах гиалуроновой кислоты или, правильнее говорить, гиалуронане, который является основным действующим веществом в биоревитализанте.

Основные биохимические критерии качества ГК

При выборе препарата для биоревитализации специалисту следует максимально обратить внимание на три ключевых аспекта:

1. молекулярная масса (т.е. размер молекулы);
2. концентрация в готовом продукте;
3. форма — нативная (природная) или модифицированная (с помощью перекрестных сшивок).

Молекулярная масса

Говоря о биологической активности необходимо выделить особенность ГК, а именно зависимость процессов от молекулярной массы макромолекулы.

Разнокалиберные фрагменты ГК служат для клеток сигналами и контролируют такие процессы, как:

• воспаление;
• репарация тканей;
• клеточная дифференцировка;
• морфогенез;
• ангиогенез.

Клеточный ответ на данные сигналы зависит от типа клетки и размера ГК. Связываясь со своими рецепторами, фрагменты полисахаридных молекул запускают каскады реакций.

Существует некоторое расхождение в интерпретации размеров в научных публикациях, а именно разделение в зависимости от количества дисахаридных остатков.

ВМГК (высокомолекулярная гиалуроновая кислота) от 1 млн Да

• поддерживает оптимальные свойства матрикса;
• препятствует избыточной пролиферации клеток;
• ограничивает воспаление и иммунные реакции;
• обладает выраженной антиоксидантной активностью, нейтрализует свободные радикалы и подавляет процессы перекисного окисления липидов.

НМГК (низкомолекулярная гиалуроновая кислота) менее 1 млн Да до 10 кДа

• ослабляет апоптоз, усиливает дифференциацию клеток;
• стимулирует экспрессию провоспалительных цитокинов, хемокинов и факторов роста;
• может индуцировать ангиогенез и прогрессирование опухоли.

Ближе к практике рассмотрим несколько примеров. Так, введение в гиперактивный или затянувшийся постпилинговый период низкомолекулярных препаратов ГК с провоспалительными свойствами может замедлить реабилитацию пациента. Высокомолекулярную ГК не стоит выбирать для пациентов с любой воспалительной дерматопатологией в стадии обострения, поскольку подавление активности местного иммунного ответа может стать серьезным препятствием к разрешению воспаления.

Следует учитывать, что любой полисахарид не является гомогенным. Все образцы гиалуронана представляют собой смесь макромолекул различной длины, то есть в одном образце могут быть молекулы разной длины. Поэтому говорят о среднем значении. К сожалению, присутствие низкомолекулярных фракций ГК может оказывать нежелательные побочные эффекты организма на инъекционное введение препаратов.

Концентрация

Частый вопрос: большая концентрация и объем препарата дадут лучший результат?

Небольшой расчет ответит на наши вопросы:

Площадь участка для инъецирования 20*20 см = 400 см2

Толщина дермы 4 мм

Объем = 160 см3

Физиологическая концентрация в дерме 0,5 мг/мл

Физиологическое количество ГК 160 см3*0,5 мг/см3 = 80 мг.

Мы знаем, что до определенного возраста количество гиалуроновой кислоты не меняется, а существует сезонное колебание до 15-20%

Максимальный биоревитализирующий эффект можно достичь, если ввести:

• 2-2,5 мл 0,5% ГК;
• 1-1,5 мл 1% ГК.

Что будет, если вводить большее количество и концентрацию препарата в одну процедуру?

• Исследования показывают, что превышение концентрации на 1% приводит к дозозависимому снижению выживаемости фибробластов.
• При концентрации 2% происходит 20-25% падение метаболической активности фибробластов.
• Снижение метаболической активности может приводить к разсогласованию процессов катаболизма и анаболизма.

Кроме того, при введении высококонцентрированных препаратов ГК:

• образуется труднорастворимая объемная структура геля;
• при попадании такого гидрогеля в дерму (водную среду) начинают тянуть воду из межклеточного пространства;
• увлажненность может уменьшатся в первые 2 недели, и только к концу 4-й недели увлажненность увеличивается;
• при введении значительных количеств ГК возникает стресс-фактор;
• меняется рН, ионный состав, нарушается структура матриксных белков, на поверхность белковых агрегатов выходят гидрофобные аминокислоты — триптофан, тирозин, финилаланин. Они активно поглощают УФ- излучение 280-320 нм с образование амилоидов, свободно-радикальных процессов.

Одним из показателей передозировки могут быть длительно не рассасывающиеся папулы (сутки и более).

Стоит понимать, что одноразовое превышение дозы не окажет серьезных последствий, но курс (3-5 процедур) с периодичностью 2-3 раза в год могут ухудшить состояние кожи.

Нативная & модифицированная ГК

Использование сшитой и несшитой гиалуроновой кислоты имеет свои преимущества и показания.

Нативная — это гиалуроновая кислота без посторонних сшивающих агентов и балластных веществ. Отсутствие посторонних соединений в препарате — условие быстрого воспроизведения физиологических эффектов нативной гиалуроновой кислоты. Рецепторы клеток распознают нативную молекулу, и лидазные ферменты «нарезают» «правильные» фрагменты с определенной длиной цепочки и с необходимой биологической активностью:

• воссоздание физиологической среды;
• пролонгированное стимулирующее действие на микроокружение;
• воспроизведение биологических эффектов природного аналога;
• восстановление тургора адаптационного ресурса;
• стимуляция выработки собственной ГК.

Чтобы «спрятать» гиалуроновую кислоту и защитить от быстрой деградации, ее цепи сшивают друг с другом посредством химических связей, формируя полимерную сеть. Сегодня на рынке представлены препараты, представляющие собой смесь ГК в двух фракциях — стабилизированной (сшитой) и нестабилизированной (нативной). Такие препараты, с одной стороны, действует как дермальный наполнитель благодаря медленно разрушающейся стабилизированной ГК, а с другой — как биоревитализант благодаря нативной ГК, которая быстро подвергается расщеплению на фрагменты со всеми вытекающими отсюда биологическими последствиями.