Kwas hialuronowy w kosmetykach i nutrikosmetykach z nr 5/2009

Biopolimery – składniki budulcowe skóry stanowiły od dawna obiekt zainteresowania medycyny i kosmetologii, a celem eksperymentów było wyprodukowanie materiału, który nadawałby się do uzupełniania ubytków powstałych wskutek starzenia się czy urazów. Niestety, nie jest to proste. Kolagen wieprzowy, wołowy i ludzki różnią się, a dodatkowo zastosowanie białka zwierzęcego u człowieka powoduje reakcję alergiczną.

Tymczasem takim samym polimerem, niezależnie od tego, czy wytworzyły go bakterie czy człowiek jest kwas hialuronowy (HA). Nie jest to białko, ale polisacharyd (glikozaminoglikan). Odkryto go w roku 1934 w oku, ale chemiczna synteza polimeru udała się dopiero 30 lat później. Jego powtarzającą się jednostką jest dimer: kwas glukuronowy połączony wiązaniem glikozydowym z N-acetylo-D-glukozaminą. Takich dimerów w łańcuchu może być nawet 30 tysięcy, co daje masę cząsteczkową ponad 1 mln. W organizmie człowieka duże ilości HA są w skórze, płynie stawowym, chrząstce, kościach, naczyniach (aorta), a także w mózgu. Jego obecność zapewnia smarowne właściwości płynu stawowego i elastyczność skóry.
HA świetnie rozpuszcza się w wodzie, dając żel o dużej lepkości. Cenna właściwość wiązania dużej ilości wody spowodowała zainteresowanie wykorzystaniem tego biopolimeru w kosmetyce. Lepiej poznano jego funkcje w skórze: HA stymuluje proliferację fibroblastów, natomiast podanie egzogennego HA zwiększa proliferację keratynocytów, co potwierdziły badania na komórkach, ale również in vivo. Uzasadnia to jego zastosowanie w leczeniu ran i oparzeń. Niestety, po podaniu naturalnego, oryginalnego HA jest on szybko rozkładany przez enzym hialuronidazę. W chirurgii estetycznej zastosowano więc pochodne estrowe i polimery usieciowane, które pozostają w organizmie znacznie dłużej (od kilku dni do kilku miesięcy). Opracowano preparat HA z keratynocytami. Taki skóropodobny materiał nakłada się na ranę powstałą w wyniku oparzenia czy wrzodów, co przyspiesza jej zagojenie. HA będący składnikiem płynu stawowego i chrząstki, podaje się w zastrzykach celem poprawienia ruchomości stawów. Jednak nie ma dostatecznej ilości badań pozwalających stwierdzić, że poprawa jest statystycznie istotna. HA w postaci żelu zastosowano w kroplach do oczu, polecanych w przypadku „syndromu suchego oka”, a także w kroplach z lekami (np. antybiotykiem) o przedłużonym działaniu.

Kwas hialuronowy naturalnie obecny w naskórku wiąże wodę, zapewniając mu elastyczność. Opracowano nawilżające kremy kosmetyczne z HA, choć w takiej postaci jego skuteczność jest znacznie mniejsza, bo działa tylko w powierzchniowej warstwie naskórka. Używanie kosmetyków z HA zalecane jest zwłaszcza zimą; w przeciwieństwie do zwykłych kremów ich czynnikiem nawilżającym nie jest woda, ale polisacharyd. W młodej skórze kwasu hialuronowego jest pod dostatkiem, co gwarantuje jej sprężystość i gładkość. Niestety, z wiekiem jego ilość maleje. Starzejąca się skóra traci zdolność wiązania wody i powstają zmarszczki.

Proces degradacji biopolimerów, takich jak HA, ulega przyspieszeniu wskutek zatrucia środowiska. Badano zawartość HA i produktów jego degradacji w migdałkach podniebiennych (usuniętych operacyjnie). Migdałki pełnią funkcję bariery, ważnej dla systemu immunologicznego, są narażone na kontakt ze skażonym powietrzem i patogenami (bakterie, wirusy). W Polsce stwierdzono, że poziom jonów metali ciężkich Fe, Mn, Cd i Pb w migdałkach był np. znacznie wyższy u mieszkańców Śląska (Mysłowice), a jednocześnie zawartość HA zmalała aż o 40%, w porównaniu do grupy kontrolnej. Pokazuje to szczególną potrzebę opracowywania preparatów kosmetycznych i nutrikosmetyków przeciwdziałających procesom degeneracyjnym oraz wagę starań o czyste środowisko.

Prof. dr hab. Iwona Wawer
jest kierownikiem Zakładu Chemii Fizycznej na Wydziale Farmaceutycznym Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Zajmuje się zastosowaniem spektroskopii NMR i EPR w badaniach związków biologicznie czynnych izolowanych z roślin oraz leków. Prowadzi badania antyoksydantów jako składników kosmetyków, żywności i suplementów diety. Jest autorką książek o aronii, herbacie, suplementach diety oraz wielu artykułów popularno-naukowych.

Jak można podawać HA, aby przywrócić skórze młody wygląd? W 2003 roku amerykańska agencja FDA zatwierdziła użycie kwasu hialuronowego w zastrzykach do redukcji zmarszczek. Podany miejscowo w głębokie zmarszczki wyrównuje powierzchnię skóry, jego stężenie zwiększa się; jednak naturalny HA jest biodegradowalny i lokalny nadmiar szybko maleje. Aby utrzymać efekt redukcji zmarszczek trzeba ponawiać zastrzyki. HA implantowany z dodatkiem kolagenu utrzymuje się w skórze do 6–9 miesięcy.

A więc, może korzystniejsze będzie podawanie doustne? Źródłem naturalnego HA są produkty mięsne, ale na rynku pojawiły się zawierające go suplementy diety. Stosowany w suplementach HA otrzymuje się z kogucich grzebieni lub kultur bakteryjnych (Streptococcus). Drogą enzymatycznej degradacji można otrzymać polimery o krótszych łańcuchach, które powinny być lepiej przyswajalne. Kapsułki suplementów diety często zawierają naturalny kwas hialuronowy w postaci zmikronizowanej; taki suplement należy przyjmować wraz z jedzeniem, przez co najmniej 2–3 miesięcy.

HA dostarczany z produktami spożywczymi jest najczęściej polimerem o dużej masie cząsteczkowej i nie było do tej pory potwierdzenia, czy jest wchłaniany z przewodu pokarmowego. Decydujących argumentów dostarczyły badania opublikowane w 2008 r. HA znaczony izotopem 99mTc podawano psu i szczurom. Większość promieniotwórczego 99mTcHA opuściła organizm po przejściu przewodu pokarmowego. Jednak ponad 13% radioaktywnego HA pozostało w zwierzętach nawet po 72 godzinach, większość w chrząstce stawów, płynie stawowym, kościach i w skórze. Nie było radioaktywności we krwi, co dowodzi, że HA jest transportowany nie przez układ krwionośny, ale przez limfę. Nie ma podobnych badań na ludziach, ale wiadomo, że podawanie HA drogą pokarmową poprawia stan stawów u osób z chorobą reumatoidalną, co może potwierdzać, że HA jest transportowany w organizmie.

Odnośniki

Opcje Artykułu