Hyaluronik asit, tıpta ve kozmetikte yaygın olarak kullanılan hayvansal kökenli bir üründür. Bu maddenin özellikleri henüz tam olarak anlaşılamamıştır ve insan vücudu üzerindeki etkisi yeni nesil ilaçların yaratılması için umut vericidir. Bu bileşik, bağışıklık tepkisi sırasında embriyogenez, hücre bölünmesi, farklılaşma ve hareket süreçlerinde aktif olarak yer alır.
Keşif geçmişi ve terminoloji
Formülüne göre hyaluronik asit, molekülleri sülfat grupları içermeyen tekrarlayan birimlerden oluşan glikozaminoglikanları ifade eder. İlk kez bu yüksek moleküler ağırlıklı bileşik, sığırların camsı gövdesinden izole edildi. İlk başta, bilim adamları maddenin yalnızca memelilere özgü olduğunu varsaydılar. Bununla birlikte, 1937'de bu reddedildi - hemolitik streptokokların yetiştirildiği sıvı bir ortamdan elde edildi. 1954'te İngiliz genel bilim dergisi Nature'da ilk kez yayınlandı.hyaluronik asidin yapısal formülü.
Maddenin ortak adı, keşif tarihi ile ilişkilidir (eng. "hyaloid" - camsı, "üronik asit" - üronik asit). Uluslararası kimya terminolojisinde asit ve tuzlarını birleştiren "hyaluronan" adı da vardır. Hyaluronik asidin kimyasal formülü: C₂₈H₄₄N₂O₂₃.
Şu anda, uygulama yelpazesi çok geniştir: tıp, kozmetik, eczane. Ana ve yardımcı madde olarak hyaluronik asit kullanılır. Bileşiğin son yıllarda keşfedilen özelliklerinin gelecekte kullanım için büyük umutları var, bu nedenle bu biyopolimere olan talep sürekli artıyor.
Bina
Hyaluronik asit formülü tipik bir anyonik polisakkarittir. Moleküller uzun lineer zincirler halinde bağlanır. İlgili maddeler - glikoz aminoglikanlar - çok sayıda sülfatlanmış gruba sahiptir. Bu, çeşitli izomerlerin oluşumunu açıklar - atomların uzamsal düzenlemesinde farklılık gösteren bileşikler. Kimyasal özellikleri de farklıdır. Hyaluronik asit, glikozaminoglikanların aksine, kimyasal olarak her zaman aynıdır. Özellikleri, elde etme yöntemlerine ve kaynak malzemelerin türüne bağlı değildir.
Hyaluronik asit bileşimi, bir beta-glikosidik bağ ile birbirine bağlanan ve disakarit birimlerini oluşturan D-glukuronik asit ve N-asetil-D-glikozamin içerir (molekül ağırlığı yaklaşık 450 Da olan glukopiranoz halkaları). Bu bileşiğin moleküllerindeki sayıları 25.000'e ulaşabilir. Bu nedenle asit, yüksek bir moleküler ağırlığa (5.000-20.000.000 Da) sahiptir.
Hyaluronik asidin disakkarit parçasının yapısal formülü aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Asidin bileşimi hidrofobik ve hidrofilik alanlar içerir, bu nedenle uzaydaki bu yüksek moleküler bileşik bükülmüş bir şerit gibi görünür. Birkaç zincirin birleşimi gevşek yapılı bir top oluşturur. 1000'e kadar su molekülünü bağlayabilme ve tutabilme özelliği, hyaluronik asit formülünün bir diğer özelliğidir. Bu maddenin biyokimyası, öncelikle dokuların suyla doymasını ve iç hacmin korunmasını sağlayan yüksek higroskopikliği nedeniyledir.
Kimyasal özellikler
Hyaluronik asit aşağıdaki karakteristik kimyasal özelliklere sahiptir:
- çok sayıda hidrojen bağının oluşumu;
- protonsuz bir karboksil grubunun varlığı nedeniyle sulu çözeltilerde ortamın asit reaksiyonunun oluşturulması;
- alkali metallerle çözünür tuzların oluşumu;
- önemli miktarda nem içeren güçlü bir jel yapısının (psödojel) sulu solüsyonunda oluşumu (protein kompleksleri genellikle çöker);
- ağır metaller ve boyalar ile çözünmeyen komplekslerin oluşturulması.
Dışarıda, bir maddenin sulu çözeltileri kıvamda yumurta beyazına benzer. Hyaluronik asidin yapısal formülü,ortamın iyonik ortamına bağlı olarak çeşitli biçimleri vardır:
- sol tek sarmal;
- multifilament düz yapılar;
- çift sarmal;
- yoğun bir moleküler ağa sahip süper sarmal yapılar.
Son form üçüncüldür ve büyük miktarda su, elektrolit ve yüksek moleküler ağırlıklı proteinleri emebilir.
Çeşitli kökenlerden gelen hyaluronik asitteki farklılıklar
Yukarıda belirtildiği gibi, bu maddenin yapısı, üretim kaynağından bağımsız olarak çok benzer. Bakteriyel ve hayvansal kökenli asitler arasındaki fark, polimerizasyon derecesidir. Hayvan kaynaklı hyaluronik asit formülü bakteri formundan daha uzundur (sırasıyla 4.000-6.000 ve 10.000-15.000 monomer).
Bu maddelerin suda çözünürlüğü aynıdır ve esas olarak disakkarit kalıntılarındaki hidroksil ve tuz gruplarının varlığına bağlıdır. Asidin kimyasal yapısı doğal olarak tüm canlı bireylerde benzer olduğundan, bu, insanlara ve hayvanlara uygulandığında ters immünolojik reaksiyonlar ve reddedilme riskini en aza indirir.
Doğadaki rolü
Hyaluronik asidin ana konumu, memeli dokularının hücreler arası (veya hücre dışı) matrisinin bileşimidir. Bilimsel çalışmaların gösterdiği gibi, bazı bakteri - streptokok, stafilokok ve diğer parazit mikroorganizmaların kapsüllerinde de bulunur. Bileşiğin sentezi omurgasız hayvanların (protozoa,eklembacaklılar, derisidikenliler, solucanlar).
Bilim adamları, bakterilerde hyaluronik asit üretme yeteneğinin, konakçı organizmadaki öldürücü özelliklerini artırmak için geliştiğini öne sürüyorlar. Varlığı nedeniyle, mikroorganizmalar cilde kolayca nüfuz edebilir ve onu kolonize edebilir. Bu tür parazitik bakteriler, konağın bağışıklık tepkisini nötralize edebilir ve diğer mikrop türlerinden daha aktif bir inflamatuar sürecin gelişimini tetikleyebilir.
Hyaluronik asit, hücre duvarına veya hücre içi organellerin zarlarına gömülü proteinler tarafından üretilir. İnsan vücudundaki bir maddenin en yüksek konsantrasyonu, eklemlerin boşluğunu dolduran sıvıda, göbek kordonunda, gözün camsı gövdesinde ve deride not edilir.
Metabolizma
Hyaluronik asit sentezi 3 aşamada enzimatik reaksiyonlar şeklinde gerçekleşir:
- Glukoz-6-fosfat – glukoz-1-fosfat (fosforile glukoz) – UDP-glukoz – glukuronik asit.
- Amino şeker – glukozamin-6-fosfat – N-asetilglukozamin-1-fosfat – UDP-N-asetilglukozamin-1-fosfat.
- Hyaluronat sentetaz enzimini içeren glikozit transferaz reaksiyonu.
Bu maddenin yaklaşık 5 g'ı insan vücudunda günlük olarak üretilir ve parçalanır. Toplam asit miktarı, ağırlıkça yüzde yedinin binde biri kadardır. Omurgalılarda asit sentezi 3 tip enzim proteininin (hiyalüronat sentetaz) etkisi altında gerçekleşir. Metal katyonları ve glukozit fosfatlardan oluşan metalloproteinlerdir. Hyaluronat sentetazlar tek enzimdir.asit üretimini katalize eder.
C₂₈H₄₄N₂O₂₃ moleküllerinin yok edilme süreci, hyaluronan-litik enzimlerin etkisi altında gerçekleşir. İnsan vücudunda en az yedi tane var ve bazıları tümör oluşum süreçlerini bastırıyor. Hyaluronik asidin parçalanma ürünleri, yeni kan damarlarının oluşumunu uyaran oligo ve polisakkaritlerdir.
İnsan vücudundaki fonksiyonlar
İnsan derisinin bileşimindeki kolajen ve hyaluronik asit, dermisin elastikiyetinin ve pürüzsüzlüğünün bağlı olduğu en değerli maddelerdir. C₂₈H₄₄N₂O₂₃ aşağıdaki işlevleri yerine getirir:
- cildin elastikiyetini ve turgorunu sağlayan suyun korunması;
- interstisyel sıvının gerekli viskozite derecesini oluşturma;
- epidermisin ana ve bağışıklığı yeterli hücrelerinin üremesine katılım;
- hasarlı cildin büyümesini ve onarımını destekler;
- kollajen liflerin güçlendirilmesi;
- yerel bağışıklığı güçlendirmek;
- serbest radikallere, kimyasal ve biyolojik ajanlara karşı koruma.
Bu maddenin en yüksek konsantrasyonu embriyonun derisinde görülür. Yaşlanmayla birlikte asidin çoğu, cildin nem seviyesini az altan proteinlere bağlanır. Metabolizmayı kendi kendine düzenleme yeteneği, özellikle 50 yaşın üzerindeki kişilerde güçlü bir şekilde azalır.
Hyaluronik asidin eklem sıvısında aşağıdaki özellikleri de belirlenmiştir:
- oluşumkıkırdak - kondroitin sülfatın belirli bir bileşenini tutmak için homojen yapı;
- kıkırdak kolajen çerçevesinin güçlendirilmesi;
- Eklemlerin hareketli kısımlarının yağlanmasını sağlayarak aşınmalarını az altır.
Asit moleküllerinin biyolojik rolü, moleküler ağırlıklarına bağlı olarak farklılık gösterir. Böylece 1500'e kadar monomer içeren bileşikler, iltihap önleyici etkiye sahiptir ve kolajen ağının yapımında aktif rol alır. 2000'e kadar monomerden oluşan bir zincire sahip polimerler, hidro-dengenin korunmasında rol oynar ve yüksek moleküler bileşikler en belirgin antioksidan özelliklere sahiptir.
Hyaluronik asit ayrıca embriyonun oluşumunda ve gelişiminde, hücre hareketliliğinin kontrolünde - bir yerden diğerine hücre göçü, yüzey hücre reseptörleri ile bazı etkileşimlerde yer alır.
Al
Madde elde etmenin 2 ana yolu vardır:
- Fizik-kimyasal (memelilerin, omurgalıların ve kuşların dokularından ekstraksiyon). Hayvansal hammaddeler genellikle proteinler ve diğer polisakkaritlerle kombinasyon halinde asit içerdiğinden, nihai ilacın maliyetini etkileyen nihai ürünün kapsamlı bir şekilde saflaştırılması gerekir. Endüstriyel ölçekte asit elde etmek için yenidoğanların göbek bağı ve evcil tavukların tarakları kullanılır. Başka ekstraksiyon yöntemleri de var - sığırların gözlerinden, eklem boşluklarını ve eklem torbalarını dolduran sıvı; kan plazması,kıkırdak, domuz derisi.
- Kültürlenmiş bakterilere dayalı mikrobiyal yöntemler. Ana üreticiler Pasteurellamultocida ve Streptococcus bakterileridir. Bu yöntemler ilk olarak 1953'te test edilmiştir. Daha ekonomiktirler ve ayrıca mevsimlik hammadde tedarikine bağlı değildirler.
İlk durumda biyolojik malzemeler öğütme ve homojenleştirme yöntemleriyle yok edilir ve ardından asit, organik çözücülere maruz bırakılarak pep titlerle bir karışım içinde ekstrakte edilir. Nihai kütle, enzimlerle işlenir veya proteinler, kloroform veya bir etanol ve amil alkol karışımı ile denatürasyon yoluyla çıkarılır. Bundan sonra, madde aktif karbon üzerinde konsantre edilir. Nihai saflaştırma, iyon değiştirme kromatografisi veya setilpiridinyum klorür ile çökeltme ile yapılır.
Tıbbi kullanım
Hyaluronik asit aşağıdaki patolojiler için kullanılır:
- oftalmoloji – katarakt; operasyonlar sırasında cerrahi ortam olarak kullanın;
- ortopedi - osteoartrit, eklem kıkırdağının yıkımdan korunmasının yanı sıra iyileşmesini teşvik etmek (sinovyal sıvı endoprotezleri);
- cerrahi - yumuşak doku büyütme, geniş kıkırdak eksizyonlu operasyonlar;
- farmasötikler - bileşiğin polimer yapısına dayalı ilaçların üretimi (tabletler, kapsüller, kremler, jeller, merhemler);
- gıda endüstrisi - spor beslenmesi;
- jinekoloji - yapışma önleyicifonlar;
- dermatoloji - yanıkların tedavisi, trombotik sonrası trofik cilt bozuklukları.
Bilim adamlarının tahminlerine göre, bu madde kanser tedavisine yönelik yeni bir ilaç grubunun temeli olabilir.
Asidin diğer özellikleri de umut verici:
- antimikrobiyal, antiviral etki (bileşik herpes virüsüne ve diğerlerine karşı aktiftir);
- kan mikrosirkülasyonunun iyileştirilmesi;
- anti-inflamatuar etki;
- uzun süreli etki (insan dokularında kademeli çözünme).
Vitaminler
Hyaluronik asit vitaminlerin bileşiminde analogu olan saflaştırılmış sodyum hyaluronat formunda kullanılmaktadır. Maddenin temel amacı cildin gençliğini korumak, nemlendirmek ve yaraları iyileştirmektir. Emilimi artırmak için, vitamin komplekslerinin bileşimine askorbik asit eklenir.
İnsan aktivitesinin birçok alanında kullanılabilecek antiinflamatuar ve immünomodülatör etkileri olan ilaçlar ve diyet takviyeleri geliştirmek için de araştırmalar devam etmektedir.
Kozmetoloji
Kozmetolojide, bu bileşik yaşa bağlı değişiklikleri düzeltmek için kullanılır. Asidin yapısının tüm canlı organizmalarda benzer olmasından dolayı özellikle göz çevresinde dermal dolgu (enjeksiyon) olarak kullanıma uygundur. Maddenin epidermiste daha uzun süre kalabilmesi için çapraz bağ molekülleri yardımıyla modifiye edilir.(çapraz bağlayıcılar). Çapraz bağlı dolgu maddeleri jel viskozitesi, asit konsantrasyonu ve ciltte emilim süresi açısından birbirinden farklıdır.
Enjeksiyonlar, %1-3'lük bir sulu solüsyon şeklinde intra veya subkutan olarak uygulanır. Bu, dokuların elastikiyetini ve sıkılığını artırmaya yardımcı olur, kırışıklıklarda gözle görülür bir pürüzsüzleşme sağlar.
C₂₈H₄₄N₂O₂₃ ayrıca jeller, köpükler, kremler ve diğer temel ürünler gibi harici kozmetiklerin bileşimine de eklenir. Bileşimdeki hyaluronik asit, hyaluronik asit (ve sodyum hyaluronat, sodyum hyaluronattır) olarak adlandırılır. Bu tür kozmetik ürünler dolgu maddeleriyle aynı özelliklere sahiptir - kırışıklık, akne oluşumunu engeller ve cildin nemle doyurulmasına yardımcı olur.
