Kwas hialuronowy - charakterystyka, właściwości i zastosowanie

Kwas hialuronowy to związek z grupy glikozaminoglikanów. Wykorzystuje się go m.in. przy produkcji kosmetyków, w medycynie estetycznej, ginekologii, a nawet okulistyce. Czym się charakteryzuje i jakie ma właściwości?

Kwas hialuronowy - definicja

Kwas hialuronowy to związek o unikalnej strukturze, która zawiera powtarzalne jednostki dwucukrowe, składające się z kwasu D-glukuronowego oraz N-acetyloglukozaminy. Jednostki te są ze sobą połączone za pomocą wiązań β-(1-4)- i β-(1-3)-glikozydowych.

Kwas hialuronowy (HA, hyaluronic acid) to związek z grupy glikozaminoglikanów, czyli specjalnych polisacharydów.

Definicja kwasu hialuronowego

Kwas hialuronowy wspiera procesy biologiczne, ponieważ jest naturalnym biopolimerem występującym zarówno u ludzi, jak i innych kręgowców, a nawet u bakterii. Jego obecność w organizmach żywych najczęściej przyjmuje formę soli sodowej – hialuronianu sodu, co świadczy o jego fundamentalnej roli w utrzymaniu właściwej homeostazy tkankowej.

Rodzaje kwasu hialuronowego 

Kwas hialuronowy występuje w różnych formach, różniących się długością łańcucha i masą cząsteczkową, co bezpośrednio wpływa na jego właściwości i zastosowania. Ze względu na te różnice, hialuronian można podzielić na trzy główne rodzaje:

• Małocząsteczkowy kwas hialuronowy (LMW-HA) - posiada masę cząsteczkową w zakresie od 5 do 20 kilodaltonów (kDa). Jego niewielka wielkość cząsteczek umożliwia penetrację w głębsze warstwy skóry. W ten sposób przyczynia się do intensywnego nawilżenia od wewnątrz. LMW-HA jest ceniony w kosmetologii za swoją zdolność do poprawy elastyczności skóry oraz stymulowania procesów regeneracyjnych.
• Średniocząsteczkowy kwas hialuronowy (MMW-HA) - charakteryzuje się masą cząsteczkową pomiędzy 100 a 300 kDa. Ten rodzaj HA jest skuteczny w nawilżaniu najbardziej zewnętrznej warstwy naskórka, dostarczając skórze odpowiedniego poziomu nawilżenia oraz wspierając jej barierę ochronną.
• Wielkocząsteczkowy kwas hialuronowy (HMW-HA) - ma masę cząsteczkową w zakresie od 1000 do 1400 kDa. Ze względu na swoje duże rozmiary, HMW-HA pozostaje na powierzchni skóry, tworząc na niej ochronną powłokę, która zabezpiecza skórę przed utratą wody i szkodliwymi czynnikami zewnętrznymi. 

Różnorodność rodzajów kwasu hialuronowego umożliwia dopasowanie produktu do konkretnych potrzeb skóry, dzięki czemu możesz osiągnąć optymalne efekty w pielęgnacji i leczeniu estetycznym. Dzięki tej różnorodności HA jest jednym z najbardziej wszechstronnych i skutecznych składników w branży kosmetycznej i medycznej.

Powstawanie kwasu hialuronowego

Kwas hialuronowy, będący niezastąpionym składnikiem w medycynie i kosmetologii, występuje naturalnie w organizmie człowieka. Odpowiada on za elastyczność i nawilżenie skóry. Historia jego wykorzystania w przemyśle zaczęła się od izolacji z tkanek zwierzęcych, a w tym grzebienia koguciego, pępowiny, skóry rekina czy gałek ocznych kręgowców. Metoda ta, mimo swojej efektywności, niosła za sobą ryzyko kontaminacji preparatów białkami, kationami metali czy resztkami kwasów nukleinowych, co mogło prowadzić do alergii. 

W odpowiedzi na te wyzwania, nauka skierowała swoje zainteresowania ku metodom biotechnologicznym, które oferują większą czystość i bezpieczeństwo otrzymywanego kwasu hialuronowego. Początkowo HA wyizolowano z patogennych szczepów bakterii Streptococcus, ale współczesne metody opierają się na wykorzystaniu niepatogennych szczepów, takich jak Streptococcus equi i Streptococcus equi zooepidemicus. Procesy te są pozbawione ryzyka chorobotwórczego, dzięki czemu stosowanie kwasu hialuronowego jest bezpieczne. 

Badania nad wykorzystaniem bakterii Bacillus subtilis, które są mniej wymagające w hodowli, otwierają perspektywy na jeszcze bardziej ekonomiczne i efektywne sposoby produkcji kwasu hialuronowego. Wdrożenie takich innowacji ma potencjał do dalszej poprawy dostępności oraz zwiększenia wydajności procesów produkcyjnych, przyczyniając się do rozwoju sektora medycznego i kosmetologicznego. Zastosowanie kwasu hialuronowego może znaczącą się zwiększyć, jeśli badania pójdą pomyślnie. 

Właściwości kwasu hialuronowego 

Kwas hialuronowy wyróżnia się niezwykłymi właściwościami higroskopijnymi, które sprawiają, że jest jednym z najbardziej cenionych składników w kosmetyce i medycynie estetycznej. Właśnie dlatego zastosowanie kwasu hialuronowego jest tak szerokie. Dzięki zdolności do zwiększania swojej objętości nawet 1000-krotnie w środowisku wodnym, HA może efektywnie wiązać wodę - jedna cząsteczka tego związku jest w stanie zatrzymać około 250 cząsteczek wody, co przekłada się na zdolność 1 grama HA do zatrzymywania około 6 litrów wody.

Działanie HA można porównać do gąbki, która intensywnie wiąże wilgoć w skórze właściwej, dzięki czemu skóra staje się bardziej nawilżona i elastyczna. Te właściwości sprawiają, że kwas hialuronowy jest bardzo ważnym składnikiem w kosmetykach nawilżających, ochronnych oraz przeciwstarzeniowych, stosowanych do pielęgnacji twarzy.

W medycynie estetycznej, HA stosowany jest również jako główny składnik w różnych preparatach. Jego nieusieciowana forma znajduje zastosowanie w koktajlach do mezoterapii, natomiast w postaciach o różnym stopniu usieciowania służy jako wypełniacz, który pomaga odbudować ubytki tkankowe, przywrócić objętość skórze, wygładzić zmarszczki, na przykład bruzdy nosowo-wargowe, oraz wymodelować kontur ust. Kwas hialuronowy stosuje się na skórę, która potrzebuje delikatnego odmłodzenia. 

Zastosowania kwasu hialuronowego w kosmetologii

Kwas hialuronowy stanowi jeden z najcenniejszych składników w kosmetologii ze względu na swoje właściwości nawilżające i regeneracyjne. W kosmetykach często występuje w postaci soli, takich jak hialuronian sodu i hialuronian potasu, które są uzyskiwane za pomocą metod biotechnologicznych, z wykorzystaniem niepatogennych szczepów bakterii takich jak Streptococcus. Dzięki temu procesowi, HA jest bardzo bezpieczny w użyciu – nie powoduje alergii, nie podrażnia skóry, a także nie wywołuje reakcji światłoczułych, co pozwala na jego stosowanie przez cały rok. 

Kosmetyki z kwasem hialuronowym dostępne są w wielu drogeriach, aptekach i sklepach internetowych. W medycynie estetycznej kwas hialuronowy jest bardzo popularny, dlatego konsumenci często korzystają z takiego rozwiązania. 

Ponadto, aby zwiększyć efektywność działania kwasu hialuronowego, często stosuje się jego inkapsulację w liposomach. Taka forma aplikacji ułatwia transport cząsteczek HA przez warstwy skóry, co pozwala na jeszcze głębsze nawilżenie i regenerację naskórka. Kwas hialuronowy właściwości ma wyjątkowo porządane. 

Kwas hialuronowy w medycynie

Kwas hialuronowy jest składnikiem w medycynie, który znajduje zastosowanie w licznych dziedzinach, a w tym w:

• Okulistyce – stosowany jako składnik kropli do oczu, aby zwalczać suchość oczu i poprawić komfort noszenia soczewek kontaktowych.
• Ginekologii – stosowany jest jako składnik lubrykantów stosowanych do łagodzenia suchości pochwy oraz w procedurach diagnostycznych, takich jak USG przezpochwowe.
• Reumatologii – zastrzyki hialuronianu wykorzystywane są w leczeniu choroby zwyrodnieniowej stawów, poprawiając smarowanie stawów i redukując ból.
• Stomatologii – kwas hialuronowy używany w produktach nawilżających, które pomagają utrzymać odpowiedni poziom nawilżenia jamy ustnej, zwłaszcza u pacjentów z suchością ust spowodowaną przez leki czy terapie.
• Chirurgii – wykorzystuje się go w chirurgii plastycznej do korekcji zmarszczek, modelowania konturów twarzy i wypełniania tkanek miękkich.
• Otolaryngologii – stosowany jako składnik sprayów nawilżających do nosa, łagodzi objawy suchego nosa.
• Inżynierii tkankowej – hialuronian służy jako rusztowanie w hodowli i regeneracji tkanek, wspomagając wzrost i różnicowanie komórek w laboratorium przed implantacją w organizmie.

Warto również podkreślić jego znaczenie w leczeniu różnych stanów zranienia, w tym ran świeżych i przewlekłych oraz oparzeń. Ponadto, kwas hialuronowy pełni funkcję biomarkera w diagnozowaniu chorób takich jak schorzenia wątroby, reumatyczne oraz w monitorowaniu proliferacji komórek nowotworowych. W farmakologii, dzięki swojej zdolności do przedłużania okresu półtrwania leków, ułatwia kontrolę dawkowania i poprawia efektywność terapii.