Kwas hialuronowy – charakterystyka, właściwości i zastosowanie

Geniusz tkwi w prostocie – oto kolejny raz potwierdza się ta maksyma. Niezwykle prosta budowa i powtarzalna struktura biopolimerowa kwasu hialuronowego kryje bogactwo fizykochemicznych właściwości i funkcji biologicznych. Ponownie przekonujemy się, że inspiracji najlepiej szukać w naturze. 

Kwas hialuronowy – czym jest? Jak się go produkuje? 

Kwas hialuronowy (ang. hyaluronic acid, w skrócie HA) należy do grupy związków o nazwie glikozaminoglikany (GAG), czyli do polisacharydów, których łańcuch składa się z powtarzalnych jednostek dwucukrowych. Cząsteczka kwasu hialuronowego złożona jest z cząsteczki kwasu D-glukuronowego i cząsteczki N-acetyloglukozaminy. Naprzemiennie łączą je wiązania β-(1-4) i β-(1-3) glikozydowe. To naturalny biopolimer o takiej samej budowie zarówno u człowieka, u innych kręgowców, a nawet bakterii (z tego względu uznaje się go za najstarszą ewolucyjnie formę glikozaminoglikanów). W organizmach żywych kwas hialuronowy występuje najczęściej w postaci soli sodowej: hialuronianu sodu. 

Biosynteza kwasu hialuronowego zachodzi na wewnętrznej stronie błony plazmatycznej bakterii i komórek eukariotycznych, a katalizują ją enzymy zwane syntazami hialuronianowymi. Syntezie towarzyszy nieustanna degradacja głównie przez hialuronidazy, a szybkość rozpadu zależy od miejsca występowania hialuronianu: czas półtrwania związku w skórze to ok. 12 godzin, podczas gdy tego w chrząstce nawet do trzech tygodni.

Dla celów medycznych i kosmetologicznych wykorzystuje się głównie kwas hialuronowy pochodzenia ksenogenicznego. Podstawowym sposobem otrzymywania była długo izolacja HA z tkanek zwierzęcych: z grzebieni kogucich, pępowiny, skóry rekina, gałek ocznych kręgowców. Takie procesy pozyskiwania nie są jednak pozbawione wad: uzyskane preparaty kwasu hialuronowego mogły być zanieczyszczone substancjami naturalnie obecnymi w tkankach zwierzęcych, np. białkami, kationami metali, pozostałościami kwasów nukleinowych – niesie to ryzyko wystąpienia alergii lub zmiany właściwości otrzymanego kwasu hialuronowego.  

Z tego względu coraz większą uwagę przykłada się do preparatów HA otrzymywanych z hodowli niektórych szczepów bakteryjnych. Po raz pierwszy kwas hialuronowy wyizolowano z chorobotwórczych bakterii rodzaju Streptococcus. W procesach biotechnologicznych nie stosuje się szczepów chorobotwórczych, dlatego obecnie korzysta się obecnie z niepatogennych Streptococcus equi oraz Streptococcus equi zooepidemicus; bada się również pod tym kątem np. Bacillus subtilis, zdecydowanie mniej wymagające w hodowli, co niosłoby ogromne korzyści ekonomiczne. 

Kwas hialuronowy – rodzaje 

Hialuronian dzieli się na grupy ze względu na długości łańcucha i masę cząsteczkową. Wielkość cząsteczek kwasu hialuronowego ma wpływ na jego właściwości i pełnione przez niego funkcje. Występują trzy główne jego rodzaje: 

• małocząsteczkowy kwas hialuronowy (LMW-HA) o masie cząsteczkowej między 5 a 20 kDa (kilodaltonów), np. ma zdolność wnikania w głębsze warstwy skóry, nawilżając ją.
• średniocząsteczkowy kwas hialuronowy (MMW-HA) o masie cząsteczkowej między 100 a 300 kDa, np. silnie nawilża najbardziej zewnętrzną warstwę naskórka,
• wielkocząsteczkowy kwas hialuronowy (HMW-HA) o masie cząsteczkowej między 1000 a 1400 kDa; np. wykazuje zdolność do utrzymywania się na skórze, tworząc tzw. film, który chroni skórę przed odparowaniem wody.

Właściwości kwasu hialuronowego – jakie role odgrywa w organizmie? 

Hialuronian to jedyny spośród glikozaminoglikanów niezwiązany kowalencyjnie z żadnym białkiem. Niekonwalencyjnie oddziałuje natomiast z wieloma różnymi cząsteczkami, np. albuminami. HA tworzy proste, nierozgałęzione łańcuchy, które nie podlegają żadnym modyfikacjom (np. siarczanowaniu). Jest to jedna z najbardziej higroskopijnych cząsteczek występujących w naturze: wiąże wodę w ilości nawet 1000-krotnie przekraczającej jej masę (1 gram kwasu hialuronowego ma zdolność związania do 6 litrów wody!). 

Największe ilości (nawet ponad 50%) HA znajdują się w skórze: przede wszystkim w warstwie kolczystej, nieco mniej w warstwie podstawnej naskórka (nie występuje w ogóle w warstwach ziarnistej i rogowej) oraz w skórze właściwej. Kolejne miejsca występowania kwasu hialuronowego to chrząstka, maź stawowa, mięśnie, mięsień sercowy, układ limfatyczny, ciałko szkliste oka, film łzowy, struny głosowe, nerki, tkanka łączna pępowiny ludzkiej, mózg, mocz, surowica krwi. 

Oto jakie aktywności biologiczne wykazuje kwas hialuronowy: 

• Funkcją podstawową jest utrzymanie integralności substancji międzykomórkowej, nadanie jej sprężystości i elastyczności. HA wiąże w niej wodę, pełni funkcję buforu osmotycznego, bierze udział w utrzymaniu homeostazy oraz w migracji, proliferacji i w różnicowaniu komórek. 
• Bierze udział w koagulacji: przyspiesza tworzenie fibryny i wzmacnia włóknik. 
• Wpływa na wilgotność, sprężystość, strukturę, objętość, ściśliwość skóry i naskórka; zapewnia transport składników odżywczych i jonów w skórze. 
• Tworzone przez HA roztwory o dużej lepkości i elastyczności stanowią doskonały „smar” dla powierzchni stawowych, redukując tarcie między poruszającymi się kośćmi.
• Współtworzy strukturę ciałka szklistego oka oraz wchodzi w skład filmu łzowego utrzymującego prawidłowe nawilżenie powierzchni oka.
• Wpływa na prawidłowe funkcjonowanie strun głosowych. 
• Ma ważny udział w każdym z etapów gojenia się ran, tworzy środowisko sprzyjające gojeniu. 
• Ma działanie bakteriostatyczne. 
• Hialuronian o dużej masie cząsteczkowej ma właściwości przeciwzapalne, immunosupresyjne, antyoksydacyjne; zaś ten o małej masie cząsteczkowej działa prozapalnie, pobudza kolejne etapy odpowiedzi immunologicznej. 

Zastosowanie kwasu hialuronowego w medycynie 

Kwas hialuronowy od lat jest przedmiotem zainteresowania naukowców, przede wszystkim z działów medycznych. Najwcześniej, bo w 1961 roku, zaczęto używać go w okulistyce. Obecnie ma zastosowanie również w reumatologii, ginekologii, stomatologii, chirurgii, otolaryngologii, urologii, w inżynierii tkankowej, w gojeniu ran świeżych oraz w przewlekłych stanach zranienia lub w oparzeniach. Wykorzystywany jest jako marker wielu chorób, m.in. schorzeń wątroby, schorzeń reumatycznych, jako marker namnażania komórek nowotworowych. W farmacji przedłuża działanie leków o krótkim okresie półtrwania. 

Kwas hialuronowy na stawy 

Kwas hialuronowy jest szeroko stosowany w profilaktyce i leczeniu chorób i obrażeń narządu ruchu. Wiele z preparatów występuje w postaci iniekcji dostawowych dedykowanych terapii choroby zwyrodnieniowej stawów (ChZS, osteoartrozy) – taką metodę leczenia nazywa się wiskosuplementacją. Hialuronian w formie zastrzyków stosowany jest w medycynie od 1986 roku. 

Choroba zwyrodnieniowa stawów zmniejsza ilości kwasu hialuronowego w płynie maziowym. Zastrzyki z HA uzupełniają powstałe niedobory, poprawiają amortyzację i motorykę w stawie, zmniejszają stan zapalny i ból. Wiskosuplementację warto rozważyć w przypadku niedostatecznych efektów leczenia doustnego lub w przypadku przeciwwskazań do stosowania ogólnoustrojowych leków doustnych (często wywołują one np. zaburzenia ze strony układu pokarmowego). Coraz rzadziej zaleca się też dostawowe stosowanie preparatów steroidowych (tzw. blokad), ponieważ wywołują one zmiany degeneracyjne. Wiskosuplementacja to dobra alternatywa w ramach profilaktyki oraz asekuracji pogłębienia zmian już obecnych w stawach. W przypadku stawów kolanowego lub biodrowego wiskosuplementacja może skutecznie odsunąć w czasie konieczność przeprowadzenia zabiegu endoprotezoplastyki. Zwykle po pojedynczym schemacie leczenia (stosuje się jedno lub kilka wstrzyknięć w zależności od podawanej dawki HA) obserwuje się ustąpienie objawów choroby na co najmniej 6 miesięcy. 

Kwas hialuronowy w ginekologii 

Kwas hialuronowy znajduje zastosowanie w ginekologii np. w leczeniu infekcji dróg rodnych. Do leczenia pierwotnego zakażenia dołącza się nawilżające śluzówkę pochwy preparaty na bazie hialuronianu (w postaci globulek lub żeli dopochwowych), które łagodzą objawy infekcji oraz zapobiegają ich nawrotom. Drobnocząsteczkowy kwas hialuronowy pobudza do pracy układ immunologiczny i blokuje rozprzestrzenianie się infekcji. 

HA stosuje się też w leczeniu pomenopauzalnej atrofii pochwy. Na skutek niedoboru estradiolu dochodzi do ścieńczenia ścian pochwy oraz zmniejszenia elastyczności śluzówki, co prowadzi do wielu dolegliwości, np. do suchości pochwy, podrażnień, świądu, pieczenia sromu i pochwy, do dyspaurenii (bolesności w trakcie współżycia), pojawienia się nieprawidłowych wydzielin z dróg rodnych. Preparaty kwasu hialuronowego zmniejszają lub niwelują objawy pochwowe, przyspieszają procesy gojenia tkanek, łagodzą podrażnienia, regenerują, nawilżają, uelastyczniają oraz, co więcej, mogą mieć korzystny wpływ na problemy z nietrzymaniem moczu. 

Zmiany atroficzne dotykają również kobiet młodych: w połogu, podczas długotrwałego karmienia piersią, długo stosujących antykoncepcję hormonalną. Odtworzenia i/lub utrzymania prawidłowej budowy i funkcji śluzówki dróg rodnych często potrzebują kobiety długotrwale stosujące antybiotykoterapię, kobiety z odczynami alergicznymi (np. na środki do higieny intymnej lub środki piorące). We wszystkich tych przypadkach skuteczna może okazać się kuracja preparatami hialuronianu. 

Kwas hialuronowy w okulistyce 

Kwasu hialuronowego używa się przy wielu zabiegach okulistycznych: implantacji rogówki, wszczepianiu soczewki, operacjach zaćmy i jaskry, zeza, urazów. Hialuronian ułatwia wykonanie technicznych procedur oraz poprawia wyniki samego zabiegu. HA jest również składnikiem kropli stosowanych w terapii tzw. „suchego oka”, w których – stosowany w stężeniu 0,1–0,3% – nawilża powierzchnię oka oraz stanowi barierę ochronną. Jest też substancją pomocniczą wielu innych kropli ocznych, w których przedłuża kontakt substancji leczniczej z powierzchnią rogówki. 

Sprawdź krople do oczu.

Zastosowanie kwasu hialuronowego w kosmetyce i dermatologii – w jakich produktach można go znaleźć? 

Dermatologia stosuje kwas hialuronowy do leczenia blizn, oparzeń i innych obrażeń skóry oraz w schorzeniach prowadzących do zaników skóry. Wypełnia się nim również ubytki powstałe jako efekt posteroidowej atrofii. Przyspiesza gojenie zmian trądzikowych, niweluje przebarwienia i nierówności naskórka. 

Największą popularność hialuronian zyskał w medycynie estetycznej (dermatologii estetycznej) i w chirurgii plastycznej jako idealny wypełniacz (implant). Dokonuje się nim korekty zmarszczek twarzy i szyi, wyrównuje blizny, koryguje kształt twarzy, np. podnosi opadające kąciki ust, modeluje policzki, wygląd podbródka, nosa, łuków brwiowych. Poprawia się nawilżenie i sprężystość skóry twarzy, szyi, dekoltu, dłoni. Kwas hialuronowy jest składnikiem preparatów powiększających usta i piersi, stosuje się go również do zabiegów mezoterapii. 

Jako że kwas hialuronowy ma dość krótki okres półtrwania i w skórze szybko ulega rozkładowi przez hialuronidazy, podejmowane są próby modyfikowania jego cząsteczki i właściwości. Obecnie korzysta się z usieciowanego HA, który wykazuje większą biostabilność i odporność na działanie wolnych rodników. 

Po raz pierwszy kwas hialuronowy w kosmetyce zastosowała popularna firma Estée Lauder w roku 1982. Ile procent HA powinien zawierać skuteczny produkt? Dopuszczalne stężenie w kosmetykach nie powinno przekraczać 2%. W praktyce stosuje się 1% roztwór kwasu hialuronowego. 

Kwas hialuronowy na twarz 

Kwas hialuronowy występuje w kosmetykach do stosowania przede wszystkim na skórę twarzy, skórę wokół oczu oraz szyi (oczywiście znajdziemy go też w preparatach do pielęgnacji całego ciała, np. antycellulitowych). Jest składnikiem kremów, maseczek, toników, serów. Kwas hialuronowy o niskiej masie cząsteczkowej ma zdolności do przenikania do głębszych warstw naskórka, tym samym charakteryzuje się silniejszym działaniem przeciwzmarszczkowym. Kwas hialuronowy o wysokiej masie cząsteczkowej tworzy hydrofilowy film na powierzchni skóry, zmniejszając przeznaskórkową utratę wody (TEWL) oraz tworząc barierę ochronną przed działaniem szkodliwych czynników zewnętrznych. 

Kwas hialuronowy na włosy 

Kwas hialuronowy jest składnikiem preparatów na włosy: masek, odżywek, serów, szamponów o działaniu nawilżającym, wygładzającym, zmiękczającym. Pielęgnują one włosy przesuszone, pozbawione blasku, jednocześnie ich nie obciążając. 

Kwas hialuronowy – jak stosować? 

W aptekach dostępne są suplementy diety z kwasem hialuronowym wspomagające terapię zwyrodnień stawów. Występują w postaci tabletek, kapsułek, proszku do sporządzenia roztworu, ampułek z płynem do wypicia. Do wyboru są preparaty jednoskładnikowe (z czystym hialuronianem) lub wieloskładnikowe (łączone np. z siarczanem chondroityny, siarczanem glukozaminy, z kolagenem, imbirem). 

Kolejną grupą preparatów doustnych są suplementy diety na poprawę jakości i wyglądu skóry. Wśród składników znajdziemy liczne dodatki wspierające działanie HA, np. kolagen, koenzym Q10, biotynę. 

Popularnością cieszy się również kwas hialuronowy zakupiony za niewygórowaną cenę w formie półproduktu: roztworu o procentowości od 1 do 5% w postaci mieszanki różnych typów HA (wielko- i małocząsteczkowych). Stosuje się go w codziennej pielęgnacji jako dodatek do innych produktów kosmetycznych. Kilkoma kroplami półproduktu wzbogacić można kremy, balsamy, odżywki i inne. 

Ze względu na liczne formy występowania preparatów z kwasem hialuronowym oraz na jego szerokie zastosowanie ważne jest, by przed użyciem zapoznać się z ulotką produktu, a wszelkie wątpliwości dotyczące stosowania i dawkowania skonsultować należy z lekarzem lub farmaceutą. 

Kwas hialuronowy – przeciwwskazania, skutki uboczne, czy jest bezpieczny? 

Po zabiegach medycyny estetycznej czasami obserwuje się przemijające skutki uboczne: zaczerwienienie skóry, zespół suchości, lekki obrzęk, świąd, dyskomfort. Takie objawy najczęściej utrzymują się od jednego dnia do 72 godzin, po czym ustępują. Co ważne, w przypadku nieprawidłowej iniekcji kwasu hialuronowego (jako wypełniacza skóry) możliwa jest natychmiastowa korekta zabiegu za pomocą hialuronidazy. 

Po zabiegu iniekcji dostawowej zdarzają się przejściowe efekty uboczne: ból i obrzęk stawu, sztywność, zaczerwienienie w miejscu wkłucia. Przeciwskazania do zabiegu wiskosuplementacji to infekcje skóry w miejscu wkłucia, uczulenie na składniki leku, zaburzenia krzepliwości krwi i przyjmowanie antykoagulantów.