Hialuronsav

From Wikipedia, the free encyclopedia

Hialuronsav
Remove ads

A hialuronsav természetben is előforduló szerves vegyület, a glükózaminoglikánok egyike. Gélszerű anyag, amely szerkezetileg az összetett, lineáris, anionos poliszacharidok családjába tartozik.[2] Emberi és állati szervezetben egyaránt megtalálható a bőrben, ízületekben, csontvelőben, szemben, kötő-, hám- és idegszövetben. A hialuronsav a többi glükózaminoglikántól jelentősen különbözik néhány tulajdonságában: egyrészt nem szulfatált vegyület, vagyis nem tartalmaz ként, másrészt a Golgi-készülék helyett a sejtmembránban képződik, harmadrészt polimerláncának átlagos hosszúsága is lényegesen nagyobb.[3]

További információk Kémiai azonosítók, Kémiai és fizikai tulajdonságok ...

A hialuronsavval kapcsolatban gyakran használt kifejezés a hialuronát és a hialuronán is, melyek a hialuronsav ionos származékait jelölik. A hialuronát a hialuronsav konjugált bázisa,[* 3] míg ennek a bázisnak polianionos formája a hialuronán. Élő szervezetekben és vizes oldatokban többnyire ez utóbbi, negatív töltésű formájában fordul elő.[4][5] Töltése miatt a hialuronát és a hialuronán sókat képez, melyeknek leggyakoribb képviselője a nátrium-hialuronát.

A hialuronsav részt vesz az emberek és állatok szervezetének kulcsfontosságú folyamataiban, úgy mint sejtkommunikáció, sebgyógyulás, szövetregeneráció, morfogenezis,[* 4] valamint a porcok megfelelő működésének biztosítása.[5][6] A sejtközti állomány egyik fő komponenseként jelentősen hozzájárul a sejtproliferációhoz[* 5] és a sejtvándorláshoz,[* 6] valamint köze lehet a rosszindulatú daganatok kifejlődéséhez.[7] Egy átlagos 70 kg-os ember teste nagyjából 15 gramm hialuronánt tartalmaz, melynek egyharmada naponta kicserélődik (lebomlik, illetve szintetizálódik).[8] A hialuronsav előfordul a GAS[* 7] bakteriális tokjában,[9] illetve keletkezhet bakteriális erjedés során is (pl. Streptococcus zooepidemicus, Escherichia coli, Bacillus subtilis fajok által).[10]

Remove ads

Etimológiája

A hialuronsav elnevezés az ógörög ὕαλος (jelentése: üveg, kristály)[11] szóból és az uronsav kifejezés kombinációjából ered. Az üvegre való utalás a hialuronsav első dokumentált elkülönítésére vezethető vissza, ahol egy szarvasmarha szemében található üvegtestből[* 8] vonták ki a hialuronsavat. Az üvegtest jelentős mennyiségű uronsavtartalommal bír, innen adódott az elnevezés másik része.[12]

A hialuronán kifejezés angol nyelvű eredetije (hyaluronan) 1986-ban lett bevezetve, hogy a hialuronsav polianionos formája megfeleljen a poliszacharid nevezéktannak.[10]

Remove ads

Története

Hialuronsavat először Karl Meyernek és John Palmernek sikerült kinyernie 1934-ben egy szarvasmarha szeméből.[13] Az 1930-as és 1940-es években emberi köldökzsinórból, kakastaréjból és különböző Streptococcus fajokból is sikerült elkülöníteni hialuronsavat.[14][15] 1954-re a szerkezeti felépítését is sikerült megfejteni.[16] Az 1970-es évek óta felhasználják ízületi fájdalmak és egyéb egészségügyi problémák kezelésére.[10]

Az 1970-es évek végén az intraokuláris lencsék[* 9] beültetését gyakran követte súlyos szaruhártya-ödéma az endotélsejtek[* 10] műtét során bekövetkezett károsodása miatt. Emiatt született meg az igény egy viszkózus, tiszta, fiziológiai kenőanyag iránt, amely képes megelőzni az endotélsejtek felsértését.[17][18] Az első, nátrium-hialuronátot tartalmazó gyógyászati termék a Healon nevű készítmény volt, melyet az 1970-es és 1980-as években a svédországi székhelyű Pharmacia gyógyszeripari és biotechnológiai vállalat fejlesztett ki.[19] A szemműtétek során használt Healont az FDA[* 11] is jóváhagyta 1983-ban.[19]

Remove ads

Tulajdonságai, szerkezete

A hialuronán diszacharidokból álló polimer, melyben a D-glükuronsav és az N-acetil-D-glükózamin alegységeket váltakozó β-(1→4) és β-(1→3) glikozidos kötések[* 12] kapcsolják össze.[4] A hialuronánban lévő diszacharid egységek száma 2000 és 25 000 között mozog, a teljes lánc hosszúsága pedig 2–25 μm-re tehető.[20] A hialuronán átlagos molekulatömege az emberi szervezet szinoviális folyadékában 3–4 millió Da, míg a köldökzsinórból származó hialuronáné kb. 3 140 000 Da.[21] Más források 7 millió Da átlagos molekulatömeget említenek a szinoviális folyadékra vonatkozólag.[22] Egy kutatás szerint a hialuronán szilíciumot is tartalmaz,[23] de egy későbbi vizsgálat szerint ez csak a feldolgozás során bekerülő szennyeződések miatt volt kimutatható.[24]

A hialuronán a szerkezeti jellemzői (nagy molekulatömeg, karboxilátionok (COO−) elektrosztatikus taszítása, molekulán belüli hidrogénkötések, illetve kettős csavar konformáció)[* 13] miatt viszkoelasztikus[* 14] tulajdonságokkal rendelkezik.[20]

A hialuronán energetikailag stabil, mely részben a diszacharidegységek térbeli szerkezetéből adódik. Az egyes szacharidmolekulák terjedelmesebb csoportjai kedvező elhelyezkedésben vannak, míg a hidrogénatomok a kevésbé kedvező axiális pozíciót[* 15] veszik fel.[4]

Vizes oldatokban a hialuronsav polimerlánca kölcsönhatásba lép saját magával, mely folyamat során átmeneti klasztereket képez az oldatban.[25]

Thumb
A hialuronsav, a hialuronát és a nátrium-hialuronát szerkezetének összehasonlítása

Élettani szerepe

A hialuronán emberben, állatokban és baktériumokban is előfordul. Jelen van a bőrben, ízületekben, csontvelőben, szemben, kötő-, hám- és idegszövetben, valamint megtalálható még a kakastaréjban és az emberi köldökzsinórban is. Az emberi test hialuronántartalmának kb. fele a bőrben halmozódik fel. A hialuronán szerepet játszik több kulcsfontosságú folyamatban, sejtszinten és fiziológiai értelemben egyaránt. Közreműködik a sejtkommunikáció, sejtproliferáció, sejtvándorlás, sejtdifferenciálódás[* 16] során; részt vesz a sebgyógyulás, szövetregeneráció, morfogenezis folyamatában, illetve különböző patobiológiai folyamatokban; hozzájárul a hidratációs egyensúly és a sejtközti állomány szerkezetének fenntartásához; kenőanyagként pedig csökkenti a mechanikai behatások következményeit és részben ellátja a test rendeltetésszerű mozgásához szükséges funkciókat.[5][10]

A gerinces élőlények szervezetében kis és nagy molekulatömegű hialuronán is előfordul. Ezek a polimerláncok eltérő méretük miatt máshogy viselkednek molekuláris- és sejtszinten, mely sokféle biológiai hatást tesz lehetővé.[26]

A hialuronán a szinoviális folyadék egyik fő összetevője, melyben viszkozitást növelő hatása van. Emellett a folyadék egyik fő kenőanyaga is a lubricinnel együtt.

A hialuronsav fontos összetevője az ízületi porcnak, amelyben a kondrocitákat[* 17] körülvevő bevonatként van jelen. Amikor az aggrekán[* 18] monomerek a hialuronánhoz kapcsolódnak HAPLN1[* 19] jelenlétében, nagyméretű, jelentős negatív töltéssel rendelkező aggregátumok képződnek. Ezek az aggregátumok ozmózissal vizet szívnak magukba, melynek hatására a porcok rugalmas jelleget kapnak, és az összenyomásnak is ellen tudnak állni. A porcokban előforduló hialuronán molekulatömege a kor előrehaladtával lecsökken, a molekulák száma azonban növekszik.[27]

Egyes kutatások szerint az izomban előforduló kötőszövetekben a hialuronán rendeltetése az egymással szomszédos szövetrétegek közötti csúszás fokozása.[28]

A hialuronsav a bőrnek is az egyik fő alkotóeleme, ahol a szövet javításában van szerepe. Amikor a bőr nagy mértékű UVB-sugárzásnak van kitéve, gyulladásba jön (köznapi kifejezéssel „leég”), és a dermiszben található sejtek alábbhagynak a hialuronán termelésével, illetve felgyorsítják annak lebomlását. E folyamat bomlástermékei felgyülemlenek a bőrben az UV-sugárzásnak való kitettség után.[29]

Az endogén[* 20] hialuronán több módon is hozzájárul a sebgyógyuláshoz: elősegíti a fibroblasztok[* 21] proliferációját, vándorlását és adhézióját a sebesülés helyén, valamint fokozza a kollagén termelését. Alapesetben a hialuronán csak kis koncentrációban van jelen a véráramban, de sérülés esetén hamar megemelkedik a szintje a seb helyszínén.[30]

A hialuronán hozzájárul a szöveti hidrodinamikához, valamint a sejtek mozgásához és osztódásához is. Részt vesz a sejtfelszíni receptorok működése során létrejövő kölcsönhatásokban, főképp azokban, amelyekben a CD44 és az RHAMM fehérjék is szerepet játszanak. A hialuronán hozzájárulása a tumornövekedéshez a CD44-gyel való kölcsönhatásából adódhat. A CD44 receptor részt vesz a tumorsejtek számára szükséges sejtadhéziós kölcsönhatásokban.[31]

Bár a hialuronán a CD44 receptorhoz kötődik, bizonyíték van arra nézvést, hogy a hialuronán bomlástermékei a gyulladásos szignáljukat TLR2, illetve TLR4 receptorok révén továbbítják makrofágokban és dendritikus sejtekben.[32][33][34]

Remove ads

Biológiai szintézise

A hialuronsavat az élő szervezetekben a hialuronán-szintázok[* 22] állítják elő, melyekből a gerinces élőlények három típussal rendelkeznek: HAS1, HAS2, és HAS3. Ezek az enzimek ismétlődően hozzáadott D-glükuronsav és N-acetil-D-glükózamin alegységekkel hosszabbítják meg a hialuronán polimerláncát. A lánchosszabbítás mindhárom enzim esetében különböző mértékben történik, eltérő méretet és tömeget eredményezve a hialuronán végleges láncainak.[10] A szintetizált hialuronán a sejtmembránba ágyazott ABC-transzportereken keresztül jut ki a sejtközti térbe.[35]

Egyes kutatások megállapították, hogy a 7-hidroxi-4-metilkumarin egyik származéka, a himekromon gátolja a hialuronsav-szintézist.[36] Ez a szelektív gátlás (anélkül, hogy más glükózaminoglikánokat is gátolna) hasznosnak bizonyulhat a rosszindulatú tumorsejtek áttétképzésének megakadályozásában.[37]

Fasciaciták

A fasciaciták fibroblasztokhoz hasonlatos sejtek, melyek a pólyákban[* 23] találhatók. Hialuronánban gazdag sejtközti állományt termelnek, és szabályozzák az izompólyák csúszását.[38] Kerekded alakjuk van, és sejtfolyamataik kevésbé hosszúak a fibroblasztokkal összehasonlítva.

Remove ads

Lebomlása

A hialuronán természetes lebomlása az emberi szervezetben két módon is történhet, egyrészt enzimatikus úton, másrészt pedig oxidatív károsodás által, melyet a reaktív oxigénszármazékok okoznak.[5]

A hialuronánt enzimatikus úton a hialuronidáz nevű enzimcsalád képes lebontani. Emberekben legalább hét típusa fordul elő a hialuronidáz-szerű enzimeknek, melyek között több tumorszupresszor is fellelhető. A hialuronán bomlástermékei (oligoszacharidok és nagyon kis molekulatömegű hialuronánmolekulák) érképződést elősegítő hatásúak.[39] Egyes tanulmányok rámutattak, hogy a hialuronán polimerlánc kisebb darabkái, töredékei kiválthatnak gyulladásos válaszreakciót makrofágokban és dendritikus sejtekben szövetsérülés, illetve bőrátültetés során.[40][41]

A hialuronán lebomlása az enzimatikus és oxidációs reakciókon kívül más módokon is történhet, pl. savas és lúgos hidrolízissel, hőbomlással, vagy ultrahang hatására.[42]

Remove ads

Gyógyászati célú alkalmazása

Thumb
Ízületi célokra forgalmazott étrend-kiegészítő hialuronsav-tartalommal

A hialuronánt felhasználják szemészeti, bőrgyógyászati célokra, sebesülések és égési sérülések, illetve oszteoartritisz kezelésére. Gyakran előforduló komponens a különböző bőrápoló termékekben, ízületbe adható injekciókban, dermális töltőanyagokban,[* 24] valamint étrend-kiegészítőkben és szemcseppekben.[43]

Ízületbe adható injekció

Az FDA jóváhagyott egy hialuronántartalmú injekciót, mely a térdben jelentkező oszteoartritisz kezelését célozza meg.[44][45] Egy 2012-es szisztematikus irodalmi áttekintés rámutatott arra, hogy az injekció hatásosságát alátámasztó bizonyítékok többnyire alacsony minőségűek voltak. A tanulmányok eredményeiből kiolvasható, hogy az injekciónak általában véve nem volt jelentős pozitív hatása, illetve káros mellékhatások is megjelentek.[46] Egy 2020-as metaanalízis viszont azt állapította meg, hogy a nagy molekulatömegű hialuronánt tartalmazó intraartikuláris[* 25] injekció csökkentette a fájdalomérzetet és javította az ízületi funkciókat a kutatásokban részt vevő, térdben jelentkező oszteoartritisszel rendelkező alanyok esetén.[47]

Étrend-kiegészítő

A hialuronsavat étrend-kiegészítőként forgalmazzák az Egyesült Államokban, Kanadában, Európában és Ázsiában (főképp Koreában és Japánban). Ezen kiegészítők javasolt felhasználása országonként vagy régiónként különbözhet. Például az Egyesült Államokban és Európában az ízületi fájdalmak csökkentésére, Japánban pedig a ráncok kezelésére és a bőr hidratálására ajánlják a gyártók. Ennek ellenére egyelőre kevés tudás és bizonyíték áll rendelkezésre a szájon át bevihető hialuronsav hatásairól. Egyes kutatások azt mutatják, hogy az orálisan alkalmazott, nagy molekulatömegű hialuronán felszívódás után elérheti az ízületeket, a csontokat, és a bőrt, még ha csak kis mennyiségben is.[5]

Dermális töltőanyag

Kozmetikai sebészeti beavatkozásoknál dermális töltőanyagként használják a hialuronsavat.[48] Legtöbbször egyszerű hipodermikus tűvel injektálják, vagy mikrokanüllel.[* 26] Néhány kutatás arra utal, hogy befecskendezéskor a mikrokanül alkalmazása jelentősen lecsökkentheti az érelzáródás kockázatát.[49][50] Jelenleg a hialuronsav a biokompatibilitása és reverzibilitása miatt gyakorta használatos lágyszövet feltöltésére.[49] A lehetséges komplikációk között szerepel az idegek és hajszálerek sérülése, fájdalom, véraláfutás. Egyes mellékhatások eritéma,[* 27] viszketés, érelzáródás formájában is jelentkezhetnek, melyek közül az utóbbi hordozza a legnagyobb kockázatot, mivel bőrelhalással vagy akár vaksággal is járhat.[49][51][52][53] Bizonyos esetekben a hialuronántartalmú töltőanyagok granulómás idegentest-reakciót[* 28] is kiválthatnak.[54]

Remove ads

Megjegyzések

      1. [* 1]
        Szubkután: bőr alá juttatva
      2. [* 2]
        Intraperitoneális: hasüregbe juttatva
      3. [* 3]
        Konjugált bázis: savból proton leadásával keletkező anion vagy molekula
      4. [* 4]
        Morfogenezis: biológiai folyamat, mely az adott sejt, szövet, vagy élőlény formai kifejlődését eredményezi
      5. [* 5]
        Sejtproliferáció: sejtek osztódás útján történő szaporodása, burjánzása
      6. [* 6]
        Sejtvándorlás: sejtek önjáró mozgása a kiindulási helytől a célállomásig
      7. [* 7]
        GAS: group A Streptococcus, vagyis A csoportú Streptococcus
      8. [* 8]
        Üvegtest: tiszta, gél állapotú anyag, mely kitölti a szemlencse és a retina közötti teret
      9. [* 9]
        Intraokuláris lencse: szembe ültethető lencse, melyet sok esetben az eredeti szemlencse helyett ültetnek be
      10. [* 10]
        Endotélsejtek: olyan sejtek, melyek a vérereket, a nyirokereket, valamint a szív üregeit bélelő hámszövetet (endotéliumot) alkotják
      11. [* 11]
        FDA: Food and Drug Administration, amely az USA főként élelmiszerek és gyógyszerek szabályozásával foglalkozó hatóságát takarja
      12. [* 12]
        Glikozidos kötés: monoszacharidok között kialakuló kovalens kötés, amely vízmolekula kilépésével (vagyis kondenzációs reakcióval) jön létre
      13. [* 13]
        Konformáció: a molekulán belüli atomok olyan térbeli elrendeződése, amely kémiai kötések felbontása nélkül, pusztán kötések körüli elfordulásokkal megváltoztatható
      14. [* 14]
        Viszkoelaszticitás: anyagok azon tulajdonsága, hogy deformáció hatására viszkózus és rugalmas viselkedést egyaránt tanusítanak
      15. [* 15]
        Axiális pozíció: a molekula síkjára merőleges tengellyel többé-kevésbé párhuzamos elhelyezkedés
      16. [* 16]
        Sejtdifferenciálódás: olyan folyamat, mely során az adott sejt megváltoztatja funkcióját, illetve fenotípusát
      17. [* 17]
        Kondrocita: porcsejt
      18. [* 18]
        Aggrekán (más néven kondroitin-szulfát-proteoglikán 1): fehérje, mely fontos szerepet játszik a porc szerkezetének alkotójaként, valamint bizonyos agyi folyamatok résztvevőjeként
      19. [* 19]
        HAPLN1: hyaluronic acid and proteoglycan link protein 1, vagyis hialuronsavat és proteoglikánt összekötő kapcsolófehérje 1
      20. [* 20]
        Endogén: belső eredetű
      21. [* 21]
        Fibroblasztok: az emberek és az állatok kötőszövetében leggyakrabban előforduló sejtek, melyek a kötőszövet sejtközti állományát és kollagént szintetizálnak, továbbá fontos szerepük van a sebgyógyulásban
      22. [* 22]
        Hialuronán-szintázok: hialuronánt előállító enzimek, melyek az integráns membránfehérjék egyik osztályának tekinthetők
      23. [* 23]
        Pólya (más néven fascia): a kötőszövet egyik fajtája, mely egymáshoz szorosan illeszkedő kollagénrostkötegekből áll, és beburkolja, stabilizálja, elválasztja az izmokat, valamint a belső szerveket
      24. [* 24]
        Dermális töltőanyag: bőrfeltöltő anyag, melyet a bőrbe fecskendeznek különböző mélységekben
      25. [* 25]
        Intraartikuláris: ízületen belüli, ízületbe adott (injekció)
      26. [* 26]
        Kanül: vékony, üreges cső, mely folyadékok szervezetbe fecskendezésére, illetve folyadékok eltávolítására használatos
      27. [* 27]
        Eritéma: a bőr pirossága, melyet a felületi hajszálerekben futó, fokozott vérkeringés idéz elő
      28. [* 28]
        Granulómás idegentest-reakció: biológiai szövetben lévő idegen testre adott szöveti válaszreakció, amely granulóma kialakulását eredményezi
        Remove ads

        Hivatkozások

        Fordítás

        Loading related searches...

        Wikiwand - on

        Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

        Remove ads
        Remove ads