Гиалуроновая кислота-это полисахарид. Взаимодействуя с протеогликанами и белками она структурирует организацию межклеточного матрикса и участвует в регуляции тканевого гомеостаза. И физические и механические свойства растворов гиалуроновой кислоты способствуют поддержанию гидратации тканей и диффузии органических и неорганических веществ. Биологическое действие гиалуроновой кислоты на омоложение проявляется благодаря комплексу взаимодействий межклеточного матрикса и резидентных клеток . Связывыание гиалуроновой кислоты с рецепторами на поверхности клеток запускает разнообразные сигнальные каскады, регулирующие клеточную жизнедеятельность : развитие ткани, рост, воспаление, развитие раневого процесса.
Несмотря на сложность биологического изучения гиалуроновой кислоты, накопленные научные данные о качественном новом видении гиалуроновой кислоты на омоложение кожи в косметологии.
Физико-химические свойства гиалуроновой кислоты.
Гиалуроновая кислота- это лидер гликозаминогликанов ( мукополисахаридов) включающий в себя 6 основных соединений.: гепаран-сульфат, хондроитин-сульфат, гепарин, кератан-сульфат, дерматан-сульфат. Отличительной особенностью гликозаминогликанов является их линейное строение на основе дисахаридных мономеров. Дисахарид гиалуроновой кислоты состоит из N-ацетил-D-глюкозамина и и D-глюкуроновой кислоты. Молекулярная масса дисахаридного димера составляет 397 Да, длина-1 нм. Средний размер гиалуроновой кислоты сопоставим с размером некоторых клеток и больше размера бактерий.
Отличительной особенностью гиалуроновой кислоты от других (сульфинированных) гликозаминогликанов является то что она:
- не бывает в форме сульфата;
- не демонстрирует большого спектра изомеризации;
- имеет более значительные размеры достигая максимальной молекулярной массы 8-15млн. Да против 5-50 тыс. Да у сульфатированных гликозаминогликанов;
- может существовать в самостоятельной форме без связи с белком;
- синтезируется ферментами непосредственно встроенными в цитоплазму по мере синтеза вталкиваясь в матрикс;
- обладает более выраженной способностью связывать воду за счёт высокого содержания гидрофильных групп;( важно для омоложения).
- гиалуроновая кислота существует в к тканях молекулой с молекулярной массой от 1 млн Да. Формирует вокруг себя в 10-100 раз больший объём связанной воды.(важно для омоложения).
Пространственное расположение этой молекулы похожа на свернутую ленту, которая образуется за счет взаимодействия собственных водородных групп между собой и молекулами воды ( важно для омоложения).
При достижении определенной концентрации начинают формироваться межмолекулярные связи между соседними молекулами.- увеличивается вязкость. При этом формируется трехмерная ячеистая сеть. Это высокомолекулярная гиалуроновая кислота.
На состояние матрикса влияет внешняя среда: УФ-радиация, озон, свободные радикалы, городской смог. Эти стресс-факторы приводят к разрушению высокомолекулярной гиалуроновой кислоты до фрагментов низкомолекулярной. В этом и проявляется ее защитный антиоксидантный потенциал (важно для омоложения).
Способность ГК влиять на околоклеточный матрикс важно для нормального функционирование стволовых клеток ( важно для омоложения). Околоклеточная сеть ( в эпидермисе и дерме) высокомолекулярной ГК препятствует приближению низкомолекулярных свободных радикалов, т.е. защиту. А это первостепенно важно для клеток с высокой митотической активностью, снижению мутационных процессов ( важно для омоложения)
Организм человека содержит примерно 15г. гиалуроновой кислоты. И 2/3 — приходится на кожу. И период полураспада ГК около 24 часов. Около 3-х суток все молекулы ГК обновляются.
Гиалуроновая кислота — полипептидная сигнальная молекула.
При разрушении молекулярной высокомолекулярной гиалуроновой кислоты в матриксе происходит каскадное образование более коротких цепей , которые активизируют разные наборы генов в ядре клетки ( или путем эндотранспорта в ядро, или через рецепторы на клеточной мембране). Молекулы гиалуроновой кислоты с разной молекулярной массой способны вызывать диаметрально противоположные клеточные реакции. С этим связано разнообразие биологических эффектов данного полимера:
- ГК более 500 000 Да — заполнение и структурирование межклеточного и околоклеточного пространства; поддержание клетки в дифференцированном состоянии
- ГК 50 000-100 000 Да — стимулирует дифференцировку клеток, деление и миграционную активность.
- ГК 10 000-20 000 Да — воспринимается клеткой как » сигнал тревоги»; Запускает сложный комплекс провоспалительных процессов.
- Таким образом, биологическая роль ГК управление свойствами межклеточного матрикса и взаимодействием клетка-матриксв регуляции жизнедеятельности клетки (важно для омоложения).
В биологической роли ГК важны оба противоположных процесса- синтез и разрушение ГК( важно для омоложения). При синтезе образуется депо высокомолекулярной кислоты. При разрушении ГК идет каскадное формирование низкомолекулярных сигнальных форм. Они в свою очередь влияют на регуляцию клеточного цикла и роста, на регуляцию общего количества клеток в ткани, на миграционную активность, активизацию защитных функций (важно для омоложения).
Старение кожи и гиалуроновая кислота.
При естественном старении кожи и внешнем воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды снижается активность ферментов синтеза гиалуроновой кислоты и росту активности ферментов разрушения-гиалуронидаз. Это приводит к дефициту ГК в межклеточном матриксе.
В молодой дерме на долю гликозаминогликанов приходится 0,1-0,3 % от массы ткани; к 45 годам- падает в 10 раз; к 65 годам- в 20 раз.( важно учитывать для омоложения)
Важнее еще и то, что это приводит к падению интенсивности круговорота гиалуроновой кислоты, а вследствие нарушение взаимодействия — клетка-матрикс, недостаточности повседневного сигнального влияния на клетку , нарушение регуляции процессов жизнедеятельности ( важно учитывать для омоложения).
С возрастом прогрессируют:
- нарушение баланса синтеза и разрушение ГК с доминированием разрушения;
- формирование дефицита ГК в ткани;
- Общим снижением метаболического круговорота ГК ( важно учитывать для омоложения).
Гиалуроновая кислота в эпидермисе.
Кератиноциты (90-95% в эпидермисе) способны синтезировать гиалуроновую кислоту. Это очень важный фактор увлажнения кожи. Содержание ГК в межклеточном матриксе 2-4 мг/мл. Такое количество ГК в околоклеточном пространстве считается одним из самых высоких в организме человека. ( В пупочном канатике 4мг/мл). Это важно для нормальной жизнедеятельности и эпидермиса, и дермы.
ГК в эпидермисе-это агент антибактериального и антитоксического фильтра.
При УФ- радиации активно образуется низкомолекулярная ГК, что приводит к ускоренному делению базальных кератиноцитов и нарушению процессов кератинизации.
Отмечено, что в ответ на УФ-радиацию формируется активная форма витамина D, как и применение высокомолекулярной ГК оказывает нормализующее и оздоравливающее действие на течение комплекса сопряженных процессов в эпидермисе.
А топическое нанесение ГК низкой молекулярной массы ( как и влияние УФ низкой интенсивности) при атрофии кожи приводит приводит к прекращению развития последней
Таким образом, как в эпидермисе и так и в дерме важен круговорот ГК, который страдает с возрастом. ( важно учитывать для омоложения)
Гиалуроновая кислота омолаживает.
Гиалуроновая кислота омолаживает в эстетической косметологии- это так.
- восполнение дефицита ГК в ткани;
- поддержание круговорота ГК в организме на стабильном метаболическом уровне и сбалансированности цикла синтез-разрушение.
Гиалуроновая кислота занимает одно из ведущих мест в косметологической практике для омоложения кожи . И используется в разных формах. Инъекционные: филлеры, биоревитализанты, мезопрепараты . И топические средства (сыворотки, гели, крема, маски) для увлажнения, коррекции мелких морщин, улучшение упругости кожи.
Широкое применение имеет субэпидермальные инъекции ГК для биоревитализации кожи. Суть этой процедуры состоит в том, что сформированный за время старения дефицит ГК частично возмещается извне. А это стимулирует круговорот ГК и перезапуск процесса взаимодействия клетка-матрикс. ( важно для омоложения). Положительные результаты таких процедур наблюдаются по истечению 3-6 месяцев.
Значимый пусковой механизм — насыщение околоклеточного пространства гиалуроновой кислотой. Выше объяснилось, что одним из признаков старения кожи является потеря фибробластами фиксация к матриксу. А это приводит дефициту механических влияний и снижению синтеза межклеточного матрикса. Введенная ГК в временно стабилизирует структуру околоклеточного матрикса и восстановливает механическое воздействие на клетку и перезапускает процесс синтеза в фибробластах и разрывает патологический круг (важно для омоложения).
Именно при субэпидермальных инъекциях идет влияние на эпидермис и дерму. Это функционально наиболее значимая часть кожи. Здесь находится ростковый слой кожи (зона Гренца) где идет сложный комплекс процессов кератинизации. Следует отметить, что эпидермально- дермальный участок кожи чувствителен окислительному поражению при УФ-облучении. Введение ГК приводит к интенсификации обмена гиалуроновой кислоты (важно для омоложения).
Любое стресс- воздействие на кожу приводит к разрушению высокомолекулярной ГК до низкомолекулярных фрагментов и вызывает деполяризацию белковых и протеогликановых комплексов ( коллаген, эластин, фибронектин …).
На рецепторы клеток кератиноцитов и фибробластов воздействуют низкомолекулярные фрагменты гликозоаминогликанов и белков. Это «сигнальный» посттравматический комплекс — основное, натуральное , восстановительное воздействие на ткань (влияние на омоложение низкомолекулярной ГК)
Поэтому, обоснованно в современные препараты для биоревитализации совместно с ГК включают пептиды , которые кроме сигнальной функции , выполняют функцию доноров необходимых аминокислот.
Пептиды используются в современных кремах и сыворотках т.к. имеют небольшую молекулярную массу и эффективно проникают с поверхности кожи в слои живых клеток.
Инъекционное введение гиалуроновой кислоты в дерму логично. Доставка ГК в эпидермис выполняет классическая косметика. Но с очень низкой молекулярной массой 5000 Да. Помимо низкомолекулярной ГК и пептидов такие топические средства включают активные компоненты, усиливающие синтез гиалуроновой кислоты и ингибируют гиалуронидазу.
Таким образом, современный инъекционный и топический подход в эстетической косметологии показывает, что гиалуроновая кислота приводит к омоложению эпидермиса и дермы. То есть, поддерживает тканевой гомеостаз и круговорот гиалуроновой кислоты на стабильном метаболическом уровне в коже.
