Acidi hialuronik është një produkt me origjinë shtazore, i cili përdoret gjerësisht në mjekësi dhe kozmetologji. Vetitë e kësaj substance nuk janë kuptuar ende plotësisht dhe efekti i saj në trupin e njeriut është premtues për krijimin e barnave të gjeneratës së re. Ky përbërës është i përfshirë në mënyrë aktive në proceset e embriogjenezës, ndarjes qelizore, diferencimit dhe lëvizjes së tyre gjatë përgjigjes imune.
Historia dhe terminologjia e zbulimit
Acidi hialuronik sipas formulës i referohet glikozaminoglikaneve, molekulat e të cilave përbëhen nga njësi përsëritëse që nuk përmbajnë grupe sulfate. Për herë të parë kjo përbërje me peshë të lartë molekulare u izolua nga trupi qelqor i bagëtive. Në fillim, shkencëtarët supozuan se substanca ishte karakteristike vetëm për gjitarët. Sidoqoftë, në 1937 kjo u hodh poshtë - u mor nga një medium i lëngshëm në të cilin u kultivua streptokoku hemolitik. Në vitin 1954, në revistën e përgjithshme shkencore britanike Nature, u botua për herë të parëformula strukturore e acidit hialuronik.
Emri i zakonshëm i substancës lidhet me historinë e zbulimit të saj (eng. "hyaloid" - vitreous, "uronic acid" - acid uronic). Në terminologjinë kimike ndërkombëtare, ekziston edhe emri "hyaluronan", i cili kombinon acidin dhe kripërat e tij. Formula kimike e acidit hialuronik është: C2₈H44N2O23.
Aktualisht, gama e aplikimit të tij është shumë e gjerë: mjekësi, kozmetologji, farmaci. Acidi hialuronik përdoret si substanca kryesore dhe ndihmëse. Vetitë e përbërjes, të zbuluara vitet e fundit, kanë perspektiva të mëdha për përdorim në të ardhmen, kështu që kërkesa për këtë biopolimer është vazhdimisht në rritje.
Ndërtesa
Formula e acidit hialuronik është një polisaharid tipik anionik. Molekulat janë të lidhura në zinxhirë të gjatë linearë. Substancat e lidhura - aminoglikanet e glukozës - kanë një numër të madh grupesh sulfate. Kjo shpjegon formimin e izomerëve të ndryshëm - komponime që ndryshojnë në rregullimin hapësinor të atomeve. Vetitë e tyre kimike gjithashtu ndryshojnë. Acidi hialuronik, ndryshe nga glikozaminoglikanet, është gjithmonë kimikisht identik. Vetitë e tij nuk varen nga metodat e marrjes dhe lloji i materialeve burimore.
Përbërja e acidit hialuronik përfshin acidin D-glukuronik dhe N-acetil-D-glikozaminën, të cilat janë të ndërlidhura nga një lidhje beta-glikozidike dhe formojnë njësitë e tij disakaride (unaza glukopiranoze që kanë një peshë molekulare rreth 450 Da). Numri i tyre në molekulat e këtij komponimi mund të arrijë në 25000. Për shkak të kësaj, acidi ka një peshë të lartë molekulare (5,000-20,000,000 Da).
Formula strukturore e fragmentit disakarid të acidit hialuronik është paraqitur në figurën më poshtë.
Përbërja e acidit përmban zona hidrofobike dhe hidrofile, për shkak të të cilave kjo përbërje me molekulare të lartë në hapësirë duket si një shirit i përdredhur. Kombinimi i disa zinxhirëve formojnë një top me strukturë të lirshme. Aftësia për të lidhur dhe mbajtur deri në 1000 molekula uji është një tjetër veçori e formulës së acidit hialuronik. Biokimia e kësaj substance është kryesisht për shkak të higroskopisë së saj të lartë, e cila siguron ngopjen e indeve me ujë dhe ruajtjen e vëllimit të brendshëm.
Vetitë kimike
Acidi hialuronik ka këto veti kimike karakteristike:
- formimi i një numri të madh lidhjesh hidrogjeni;
- krijimi i një reaksioni acid të mediumit në tretësirat ujore për shkak të pranisë së një grupi karboksil të deprotonuar;
- formimi i kripërave të tretshme me metale alkali;
- formimi në një tretësirë ujore të një strukture të fortë xheli (pseudogel) që përmban një sasi të konsiderueshme lagështie (komplekset e proteinave shpesh precipitojnë);
- krijimi i komplekseve të patretshme me metale të rënda dhe ngjyra.
Në pamje të jashtme, tretësirat ujore të një substance ngjajnë me të bardhën e vezës në konsistencë. Formula strukturore e acidit hialuronik ju lejon të merrnika disa forma, në varësi të mjedisit jonik të mediumit:
- spiralja e vetme e majtë;
- struktura të sheshta me shumë filament;
- spiralja e dyfishtë;
- struktura me mbimbështjellje me një rrjet të dendur molekular.
Forma e fundit është terciare dhe është në gjendje të thithë një sasi të madhe uji, elektrolitesh, proteina me peshë të lartë molekulare.
Dallimet në acidin hialuronik me origjinë të ndryshme
Siç u përmend më lart, struktura e kësaj substance është shumë e ngjashme, pavarësisht nga burimi i prodhimit të saj. Dallimi midis acideve me origjinë bakteriale dhe shtazore është shkalla e polimerizimit të tyre. Formula e acidit hialuronik me origjinë shtazore është më e gjatë se forma bakteriale (përkatësisht 4000-6000 dhe 10000-15000 monomere).
Tretshmëria në ujë për këto substanca është e njëjtë dhe varet kryesisht nga prania e grupeve hidroksile dhe kripërash në mbetjet disakaride. Meqenëse struktura kimike e acidit është në thelb e ngjashme në të gjithë individët e gjallë, kjo minimizon rrezikun e reaksioneve të pafavorshme imunologjike dhe refuzimit kur administrohet te njerëzit dhe kafshët.
Roli në natyrë
Vendndodhja kryesore e acidit hialuronik është përbërja e matricës ndërqelizore (ose jashtëqelizore) të indeve të gjitarëve. Siç tregojnë studimet shkencore, ai është i pranishëm edhe në kapsulat e disa baktereve - streptokokeve, stafilokokut dhe mikroorganizmave të tjerë parazitarë. Sinteza e përbërjes ndodh gjithashtu në trupin e kafshëve jovertebrore (protozoar,artropodët, ekinodermat, krimbat).
Shkencëtarët sugjerojnë se aftësia për të prodhuar acid hialuronik në baktere ka evoluar për të rritur vetitë e tyre virulente në organizmin pritës. Për shkak të pranisë së tij, mikroorganizmat mund të depërtojnë lehtësisht në lëkurë dhe ta kolonizojnë atë. Baktere të tilla parazitare janë në gjendje të neutralizojnë reagimin imunitar të bujtësit dhe të provokojnë zhvillimin e një procesi inflamator më aktiv se shtamet e tjera të mikrobeve.
Acidi hialuronik prodhohet nga proteinat që janë të ngulitura në murin qelizor ose membranat e organeleve ndërqelizore. Përqendrimi më i lartë i një lënde në trupin e njeriut vërehet në lëngun që mbush zgavrën e kyçeve, në kordonin e kërthizës, në trupin qelqor të syrit dhe të lëkurës.
Metabolizmi
Sinteza e acidit hialuronik zhvillohet në formën e reaksioneve enzimatike në 3 faza:
- Glukozë-6-fosfat – glukoz-1-fosfat (glukozë e fosforiluar) – UDP-glukozë – acid glukuronik.
- Amino sheqer – glukozamine-6-fosfat – N-acetilglucosamine-1-fosfat – UDP-N-acetilglucosamine-1-fosfat.
- Reagimi i glikozid transferazës që përfshin enzimën hialuronate sintetazë.
Rreth 5 g të kësaj substance prodhohet dhe zbërthehet në trupin e njeriut në ditë. Sasia totale e acidit është rreth shtatë mijë të qindtat e peshës. Në vertebrorët, sinteza e acidit ndodh nën ndikimin e 3 llojeve të proteinave enzimë (sintetaza hialuronate). Ato janë metaloproteina të përbëra nga katione metalike dhe fosfate glukozide. Sintetazat hialuronat janë enzimat e vetmeduke katalizuar prodhimin e acidit.
Procesi i shkatërrimit të molekulave C28H44N2O23 ndodh nën veprimin e enzimave hialuronan-litike. Në trupin e njeriut, ka të paktën shtatë prej tyre, dhe disa prej tyre shtypin proceset e formimit të tumorit. Produktet e zbërthimit të acidit hialuronik janë oligo- dhe polisaharidet, të cilët stimulojnë formimin e enëve të reja të gjakut.
Funksionet në trupin e njeriut
Kolagjeni dhe acidi hialuronik në përbërjen e lëkurës së njeriut janë substancat më të vlefshme nga të cilat varet elasticiteti dhe lëmimi i dermës. C2₈H44N2O23 kryen funksionet e mëposhtme:
- ruajtja e ujit, e cila siguron elasticitetin e lëkurës dhe turgorin e saj;
- krijimi i shkallës së kërkuar të viskozitetit të lëngut intersticial;
- pjesëmarrje në riprodhimin e qelizave kryesore dhe imunokompetente të epidermës;
- mbështet rritjen dhe riparimin e lëkurës së dëmtuar;
- forcim i fibrave të kolagjenit;
- forcim imunitetit lokal;
- mbrojtje kundër radikalëve të lirë, agjentëve kimikë dhe biologjikë.
Përqendrimi më i lartë i kësaj substance vërehet në lëkurën e embrionit. Me plakjen, pjesa më e madhe e acidit lidhet me proteinat, gjë që redukton nivelin e hidratimit të lëkurës. Aftësia për të vetërregulluar metabolizmin është veçanërisht e reduktuar te njerëzit mbi 50 vjeç.
Janë përcaktuar gjithashtu vetitë e mëposhtme të acidit hialuronik në lëngun sinovial:
- formacionstrukturë homogjene për të mbajtur një komponent specifik të kërcit - sulfat kondroitin;
- forcim i kornizës së kolagjenit të kërcit;
- sigurimi i lubrifikimit të pjesëve lëvizëse të nyjeve, duke reduktuar konsumin e tyre.
Roli biologjik i molekulave të acidit ndryshon në varësi të peshës së tyre molekulare. Kështu, përbërësit që përmbajnë deri në 1500 monomere kanë një efekt anti-inflamator dhe marrin pjesë aktive në ndërtimin e rrjetit të kolagjenit. Polimeret me një zinxhir deri në 2000 monomere luajnë një rol në ruajtjen e ekuilibrit hidro dhe komponimet me molekulare të lartë kanë vetitë më të theksuara antioksiduese.
Acidi hialuronik është gjithashtu i përfshirë në formimin dhe zhvillimin e embrionit, në kontrollin e lëvizshmërisë së qelizave - migrimin e qelizave nga një vend në tjetrin, në disa ndërveprime me receptorët e qelizave sipërfaqësore.
Merr
Ka 2 grupe kryesore mënyrash për të marrë një substancë:
- Fiziko-kimike (nxjerrja nga indet e gjitarëve, vertebrorëve dhe shpendëve). Meqenëse lëndët e para shtazore shpesh përmbajnë acid në kombinim me proteina dhe polisaharide të tjera, kërkohet një pastrim i plotë i produktit që rezulton, gjë që ndikon në koston e ilaçit përfundimtar. Për të marrë acid në shkallë industriale, përdoret kordoni i kërthizës së të porsalindurve dhe krehja e pulave shtëpiake. Ka metoda të tjera të nxjerrjes - nga sytë e bagëtive, lëngu që mbush zgavrat e kyçeve dhe qeskat artikulare; plazma e gjakut,kërc, lëkurë derri.
- Metodat mikrobike të bazuara në baktere të kultivuara. Prodhuesit kryesorë janë bakteret Pasteurellamultocida dhe Streptococcus. Këto metoda u testuan për herë të parë në vitin 1953. Ato janë më ekonomike dhe gjithashtu nuk varen nga furnizimet sezonale të lëndëve të para.
Në rastin e parë, materialet biologjike shkatërrohen me anë të bluarjes dhe metodave të homogjenizimit, dhe më pas acidi nxirret në një përzierje me peptide me ekspozim ndaj tretësve organikë. Masa që rezulton trajtohet me enzima ose proteinat hiqen nga denatyrimi me kloroform ose një përzierje etanol dhe amil alkool. Pas kësaj, substanca përqendrohet në karbonin e aktivizuar. Pastrimi përfundimtar bëhet me kromatografi të këmbimit jonik ose me precipitim me klorur cetilpiridinium.
Përdorim mjekësor
Acidi hialuronik përdoret për patologjitë e mëposhtme:
- oftalmologji – katarakt; përdorim si ambient kirurgjik gjatë operacioneve;
- ortopedi - osteoartriti, mbrojtja e kërcit artikular nga shkatërrimi, si dhe për të stimuluar rikuperimin e tij (endoprotezat e lëngut sinovial);
- kirurgji - shtim i indeve të buta, operacione me ekscision të gjerë kërc;
- farmaceutikë - prodhimi i barnave bazuar në strukturën polimer të përbërjes (tableta, kapsula, kremra, xhel, pomada);
- industria ushqimore - ushqimi sportiv;
- gjinekologji - kundër ngjitjesfonde;
- dermatologji - trajtimi i djegieve, çrregullimeve trofike post-trombotike të lëkurës.
Sipas parashikimeve të shkencëtarëve, kjo substancë mund të bëhet bazë për një grup të ri barnash për trajtimin e kancerit.
Vetitë e tjera të acidit janë gjithashtu premtuese:
- efekt antimikrobik, antiviral (përbërësi është aktiv kundër virusit herpes dhe të tjerëve);
- përmirësim i mikroqarkullimit të gjakut;
- efekt anti-inflamator;
- veprim i zgjatur (shpërbërje graduale në indet njerëzore).
Vitamina
Acidi hialuronik në përbërjen e vitaminave përdoret në formën e hialuronatit të natriumit të pastruar, që është analog i tij. Qëllimi kryesor i substancës është të ruajë rininë e lëkurës, ta hidratojë atë dhe të shërojë plagët. Për të përmirësuar përthithjen, acidi askorbik futet në përbërjen e komplekseve të vitaminave.
Kërkimet janë gjithashtu duke u zhvilluar për të zhvilluar barna dhe suplemente dietike me efekte anti-inflamatore dhe imunomoduluese që mund të përdoren në shumë fusha të aktivitetit njerëzor.
Kozmetologji
Në kozmetologji, ky përbërës përdoret për të korrigjuar ndryshimet që lidhen me moshën. Për shkak të faktit se struktura e acidit është e ngjashme në të gjithë organizmat e gjallë, ai është i përshtatshëm për t'u përdorur si mbushës i lëkurës (injeksion), veçanërisht rreth syve. Në mënyrë që substanca të qëndrojë më gjatë në epidermë, ajo modifikohet me ndihmën e molekulave të ndërlidhjes.(kryqëzimi). Mbushësit e ndërlidhur ndryshojnë nga njëri-tjetri për sa i përket viskozitetit të xhelit, përqendrimit të acidit dhe kohëzgjatjes së resorbimit në lëkurë.
Injeksionet administrohen intra- ose subkutane në formën e një tretësire ujore 1-3%. Kjo ndihmon në rritjen e elasticitetit dhe qëndrueshmërisë së indeve, një zbutje të dukshme të rrudhave.
C2₈H44N2O23 i shtohet gjithashtu përbërjes së kozmetikës së jashtme - xhel, shkumë, krem dhe produkte të tjera bazë. Acidi hialuronik në përbërje quhet acid hialuronik (dhe hialuronati i natriumit është hialuronat natriumi). Ky lloj produkti kozmetik ka të njëjtat veti si mbushësit - parandalon formimin e rrudhave, akneve dhe ndihmon në ngopjen e lëkurës me lagështi.
