الإدمان الضار 

تخليق حمض الهيالورونيك. هيكل وتطبيق حمض الهيالورونيك في الطب. الدور الفسيولوجي لبوليمرات الهيالورونيك

تم العثور على حمض الهيالورونيك [HA] في المصفوفة خارج الخلية من أنسجة الفقاريات ، في الطلاء السطحي لأنواع معينة من المكورات العقدية ومسببات الأمراض البكتيرية Pasteurella ، وعلى سطح بعض الطحالب المصابة بالفيروس جزئيًا. توليفات حمض الهيالورونيك [HAS] هي إنزيمات تعمل على بلمرة HA باستخدام سلائف سكر UDP الموجودة في الأغشية الخارجية لهذه الكائنات. تم تحديد جينات GCS من جميع المصادر المذكورة أعلاه. يبدو أن هناك فئتين متميزتين من GCS بناءً على الاختلافات في تسلسل الأحماض الأمينية ، والطوبولوجيا المتوقعة في الغشاء ، وآلية التفاعل المقترحة.

تم تحديد جميع GCS على أنها تركيبات من الدرجة الأولى ، باستثناء GCS في أنواع Pasteurella. كما تم شرح الوضع التحفيزي لتشغيل صنف GCS واحد من الفئة الثانية (pmGCS). يمتد هذا الإنزيم إلى مستقبلات قليل السكاريد الخارجية المرتبطة بـ HA عن طريق إضافة وحدات أحادية السكاريد الفردية إلى الطرف غير المتقلص لتشكيل بوليمرات طويلة في المختبر ؛ لا توجد هذه القدرة من الفئة الأولى GCS. لا يزال وضع واتجاه بلمرة HA المحفزة بواسطة الفئة الأولى GCS غير واضح. تم تحليل إنزيم pmGCS أيضًا لنشاطيه: GlcUA transferase و GlcNAc transferase. وهكذا ، يوجد موقعان نشطان في عديد ببتيد PMGCs واحد ، مما يدحض العقيدة المقبولة على نطاق واسع لعلماء الأحياء الجليكوبيولوجية: "إنزيم واحد - سكر معدل واحد". تشير الأدلة الأولية إلى أن إنزيمات الفئة الأولى قد يكون لها أيضًا موقعان للنشاط.

يمكن استخدام الإمكانات التحفيزية لإنزيم PMGCs لإنشاء عديدات السكاريد الجديدة أو تصميم السكريات قليلة الكثافة. نظرًا للعديد من العلاجات الطبية المحتملة القائمة على HA ، فإن هذه التقنية الأنزيمية الكيميائية تبشر بسعينا لتحقيق صحة جيدة.

الكلمات الدالة

حمض الهيالورونيك (HA) ، شوندروتن ، غليكوزيل ترانسفيراز ، سينثيز ، تحفيز ، آلية ، عديد السكاريد الخيمري ، سكريات قليلة الانتشار أحادية الانتشار

مقدمة

Hyaluronan [HA] هو غني جدا بالجليكوزامينوجليكان في الفقاريات ، مع كل من الأدوار الهيكلية والإشارات. بعض البكتيريا المسببة للأمراض ، مثل المجموعتين A و C من أنواع Streptococcus والنوع A من Pasteurella multocida ، تنتج غطاء خارج الخلية من HA يسمى كبسولة. في كلا النوعين من HA ، تكون الكبسولة هي عامل الضراوة ، والذي يزود البكتيريا بمقاومة البالعات والتكامل. كائن حي آخر منتِج لـ HA هو الأعشاب البحرية Chlorella ، المصابة بفيروس DNA مزدوج الشريطة كبير ، PBCV-1. دور HA في دورة حياة هذا الفيروس غير واضح في الوقت الحالي.

الشكل 1. الشكل 1. HA تفاعل حيوي.

تسمى إنزيمات فئة ناقلات الجليكوزيل التي تبلمر HA ، وفقًا للمصطلحات القديمة ، والتي تتضمن أيضًا تركيبات HA. جميع تركيبات HA المعروفة هي متغيرات من بولي ببتيد واحد مسؤول عن بلمرة سلسلة HA. تُستخدم سلائف سكر UDP ، UDP GlcNAc و UDP GlcUA ، بواسطة HA synthase في وجود كاتيون ثنائي التكافؤ (Mn و / أو Mg) عند درجة حموضة محايدة (الشكل 1). جميع التركيبات عبارة عن بروتينات مرتبطة بالغشاء في الخلية الحية وتوجد في جزء الغشاء بعد تحلل الخلية.

بين عامي 1993 و 1998 ، مجموعة العقدية A و C HA synthases [spGCS و sEGCS ، على التوالي] ، والفقاريات HA synthase [GCS 1،2،3] ، وفيروس الطحالب HA synthase [svGCS] ، وكذلك HA synthase من النوع Pasteurella multocida [pmGCS]. يبدو أن الأنواع الثلاثة الأولى من تركيبات HA متشابهة جدًا في الحجم ، وتسلسل الأحماض الأمينية ، وطوبولوجيا الغشاء المتوقع. على العكس من ذلك ، فإن Pasteurella HA synthase أكبر ولها تسلسل مختلف بشكل كبير وطوبولوجيا متوقعة من التركيبات الأخرى. لذلك ، افترضنا وجود فئتين من تركيبات HA (الجدول 1). تشمل إنزيمات الفئة الأولى المكورات العقدية والفقاريات والبروتينات الفيروسية ، بينما تعد الباستوريلا حاليًا العضو الوحيد في الفئة الثانية. لدينا أيضًا بعض الأدلة على اختلاف العمليات التحفيزية للأنزيمات من الصنف الأول والثاني.

الجدول 1. فئتان من سينسيز HA:

على الرغم من أن Pasteurella HA synthase كان آخر إنزيم تم اكتشافه ، إلا أن العديد من ميزات PMGCs جعلت منه تقدمًا كبيرًا في دراسته مقارنة ببعض أعضاء إنزيمات الفئة الأولى التي تمت دراستها لمدة أربعة عقود. السمة الرئيسية لـ pmGCs ، والتي جعلت من الممكن توضيح الاتجاه الجزيئي للبلمرة وتحديد موقعيها النشطين ، هي قدرة pmGCs على إطالة السكاريد المتقبل الموجود خارجيًا. يضيف PMGC المؤتلف السكريات الأحادية المفردة بطريقة متكررة إلى قليل السكاريد المرتبط بـ HA في المختبر. السمة الجوهرية لكل عملية نقل للسكريات الأحادية مسؤولة عن تكوين تكرار بديل للسكريات في ذلك الجليكوزامينوجليكان ؛ التكوين المتزامن لوحدة السكاريد غير مطلوب. من ناحية أخرى ، لم يتم إثبات مثل هذا الامتداد للمستقبلات الخارجية لأي إنزيم من الفئة 1. من خلال البحث العلمي الأساسي ، قمنا الآن بتطوير بعض تطبيقات التكنولوجيا الحيوية لبروتين فئة Pasteurella HA synthase الرائع.

المواد والطرق

الكواشف

كانت جميع كواشف البيولوجيا الجزيئية غير المسماة من Promega. كانت الأوليغنوكليوتيدات القياسية من شركة Great American Gene. جميع الكواشف الأخرى عالية النقاء ، ما لم يذكر خلاف ذلك ، كانت من سيجما أو فيشر.

اقتطاع pmGCs ونقطة المسوخ

تم إنتاج عدد من polypeptides المقطوعة عن طريق تضخيم إدراج pPm7A عن طريق تفاعل البلمرة المتسلسل مع Taq polymerase (Fisher) وأشعال oligonucleotide الاصطناعية المقابلة لأجزاء مختلفة من pmGCs ، مع إطار قراءة مفتوح. ثم تم استنساخ الأمبليكون في بلازميد التعبير pKK223-3 (محفز تاك ، فارماسيا). تم تحويل التركيبات المؤتلفة الناتجة إلى خلايا من سلالة Escherichia coli TOP 10F "(Invitrogen) ونمت على وسط LB (Luria-Bertani) مع اختيار الأمبيسلين. تم إجراء الطفرات باستخدام طريقة QuickChange للطفرات الموجهة للموقع (ستراتاجين) مع البلازميد pKK / pmGCs كعينة DNA.

تحضير الانزيم

لتحضير غشاء يحتوي على PMGCS مؤتلف كامل الطول ، تم عزل pmGK1-972 من E. coli كما هو موصوف. بالنسبة لبروتينات pmGCs المقتطعة القابلة للذوبان ، pmGCs1-703 ، pmGCs1-650 و pmGCs1-703 التي تحتوي على طفرات ، تم استخراج الخلايا باستخدام B-PerTM II Bacterial Protein Reagent (Pieree) وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة ، باستثناء أنه تم تنفيذ الإجراء في 7 درجة مئوية في وجود مثبطات الأنزيم البروتيني.

المسارات الأنزيمية لبلمرة HA. تعديل GlcNAc أو تعديل GlcUA

تم تصميم ثلاثة متغيرات لاكتشاف ما إذا كانت (أ) بلمرة سلاسل HA الطويلة أو (ب) إضافة GlcNAc واحد إلى أوليغوساكاريد متقبل HA GlcUA-terminal ، أو (ج) إضافة GlcUA واحد إلى أوليغوساكاريد GlcNAc- طرف HA متقبل . تم تقييم إجمالي نشاط GCS لمحلول يحتوي على 50 ملي مولار تريس ، ودرجة الحموضة 7.2 ، 20 ملي MnCl ، 0.1 م (NH4) 2SO4 ، 1 مولار جلايكول الإيثيلين ، 0.12 ملي UDP- (14C) GlcUA (0.01 μCi ؛ NEN) ، 0.3 ملي مولار UDP- GlcNAc ومجموعة مختلفة من السكريات قليلة HA التي تم الحصول عليها من الخصيتين عن طريق العلاج بالهيالورونيداز [(GlcNAc-GlcUA) n ، n = 4-10] عند 30 درجة مئوية لمدة 25 دقيقة في حجم خليط التفاعل 50 ميكرولتر. تم تقييم نشاط ترانسفيراز GlcNAc لمدة 4 دقائق في نفس نظام المخزن المؤقت مع مجموعة مختلفة من السكريات السكرية GA ، ولكن مع سكر واحد فقط كسلعة ، 0.3 ملي UDP- (3H) GlcUA (0.2 μCi ؛ NEN). تم تقييم نشاط GlcUA-transferase لمدة 4 دقائق في نفس نظام المخزن المؤقت ، ولكن باستخدام 0.12 ملي مولار فقط من UDP- (14C) GlcUA (0.02 µCi) ومجموعة فردية من oligosaccharide HA (3.5 ميكروغرام من حمض اليورونيك) المحضر بالتعرض لأسيتات الزئبق في Streptomyces HA-lyase. تم إنهاء التفاعلات بإضافة SDS إلى 2٪ (وزن / حجم). تم فصل منتجات التفاعل عن الركائز بواسطة كروماتوجرافيا الورق (Whatman 3M) ​​باستخدام الإيثانول / 1 مولار كبريتات الأمونيوم ، ودرجة الحموضة 5: 5 كمذيب رئيسي (65:35 لمقايسة GCS و GlcUA-Tase ؛ 75:25 لـ GlcNAc -مقايسة حالة). لتقييم GCS ، تم غسل عينة شريط ورقي بالماء ، وتم اكتشاف ارتباط السكريات المشعة في بوليمر HA عن طريق التلألؤ السائل المحسوب باستخدام كوكتيل BioSafe II (RPI). بالنسبة لتفاعلات الاختبار النصفية ، تم حساب العينة ونطاقات المصب 6 سم بزيادات 2 سم ، وتم حساب جميع تجارب التقييم على أنها خطية مع زمن الحضانة وتركيز البروتين.

كروماتوغرافيا الترشيح الهلامي

تم تحليل حجم بوليمرات HA كروماتوجرافياً على أعمدة Phenomenex PolySep-GFC-P 3000 ، وتمت التصفية التتابعية باستخدام نترات الصوديوم 0.2 M. تم توحيد العمود باستخدام ديكسترانس الفلورسنت بأحجام مختلفة. تم الكشف عن المكونات المشعة باستخدام مستشعر LB508 Radioflow (EG & G Berthold) وكوكتيل Zinsser. مقارنةً بالتقييم الكامل لـ GCS باستخدام كروماتوجرافيا الورق الموصوف أعلاه ، احتوت هذه التفاعلات التي مدتها 3 دقائق على ضعف تركيزات سكر UDP ، 0.06 µCi UDP- (14C) GlcUA و 0.25 نانوغرام من نطاق HA من السكريات القليلة. بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام إضافة حمض إيثيلين ديامين رباعي الراجع (دقيقتان) (التركيز النهائي 22 ملي مول) لإكمال التفاعلات بدلاً من إضافة SDS.

النتائج والمناقشة

استخدام وخصوصية متقبل GCS

تم اختبار العديد من السكريات القليلة القلة كمقبلات لـ pmGCS1-972 المؤتلف (الجدول 2). تم الحصول على السكريات القليلة HA من الخصيتين عن طريق انقسام الهيالورونيداز وإطالة PMGCs باستخدام سكريات UDP المقدمة بشكل مناسب. لا يؤدي الاختزال باستخدام بوروهيدرات الصوديوم إلى تعكير صفو نشاط المستقبل. من ناحية أخرى ، فإن السكريات القليلة المشتقة من HA عن طريق انقسام اللياز لا تدعم الاستطالة ؛ تتطلب البقايا الطرفية المجففة وغير المشبعة وغير المخففة لـ GlcUA مجموعات هيدروكسيل لتوصيل السكر الوارد من سلائف UDP. لذلك ، يحدث الاستطالة المحفزة بـ pmGC في حالة المجموعات الطرفية غير المخفضة. في عدد من التجارب المتوازية ، تم العثور على أشكال مؤتلفة من الصنف الأول التركيبات ، spGCS و x1GCS ، والتي لا تطيل المستقبلات المشتقة من HA. بالنظر إلى اتجاه نشاط إنزيمات الفئة الأولى ، تم إجراء تقارير متضاربة وهناك حاجة إلى مزيد من البحث.

الجدول 2. خصوصية متقبلات قليل السكاريد pmGCs:

ومن المثير للاهتمام ، أن pentamer كبريتات شوندروتن هو متقبل جيد لـ pmGCS. ومع ذلك ، فإن السكريات قليلة الشحوم الأخرى ذات الصلة من الناحية الهيكلية ، مثل الكيتوتيتروز أو الخماسي الهيباروزان ، لا تعمل كمتقبلات PMGC. بشكل عام ، يبدو أن pmGCs تتطلب مركبات قليلة السكريات متقبل تحتوي على GlcUA. نحن نفترض أن موقع ربط قليل السكاريد هو وسيط في سلسلة الاحتفاظ HA أثناء البلمرة.

التحليل الجزيئي لنشاط ترانسفيراز PMGCs: موقعان نشطان في عديد ببتيد واحد

القدرة على قياس المكونين لنشاط الجليكوزيل ترانسفيراز في HA synthase و GlcNAc-transferase و GlcUA-transferase ، سمحت بالتحليل الجزيئي لـ PMGCs. لاحظنا أن هناك نموذج تسلسل مكرر قصير: Asp-Gly-Ser (حمض الأسبارتيك-تا-جليسين-سيرين) كان موجودًا في pmGCS. من تحليل مقارنة للمجموعات الكارهة للماء للعديد من ترانسفيرازات الجليكوزيل الأخرى التي تنتج السكريات أو السكريات القليلة المرتبطة بـ β ، فقد تم اقتراح أنه بشكل عام ، هناك نوعان من المجالات: مناطق "أ" و "ب". PMGC ، سينثاس من الدرجة الثانية ، فريد من نوعه لأنه يحتوي على مجالين "A" (الاتصال الشخصي ، B. Henrissat). لقد تم اقتراح أن بعض أعضاء الفئة I HA synthase (spGCS) تحتوي على مناطق "A" و "B" مفردة. تم تقييم الحذف أو الطفرات النقطية المختلفة لـ pmGCs لقدرتها على بلمرة سلاسل HA أو قدرتها على إضافة سكر واحد إلى قليل السكاريد المتقبل HA (الجدول 3). تلخيصًا لما سبق ، يحتوي pmGCS على موقعين نشطين متميزين. نتج عن الطفرات في أسبارتات DGS (البقايا 196 أو 477) في كلا الموقعين فقدان بلمرة HA ، لكن نشاط الموقع الآخر ظل غير متأثر نسبيًا. وبالتالي ، تم تحويل النشاط المزدوج لـ HA synthase إلى إجراءين منفصلين مختلفين من glycosyltransferase.

الجدول 3. نشاط pmGCS مع الموقع المحذوف أو الطفرة النقطية.

أدت إزالة آخر 269 من البقايا من مجموعة الكربوكسيل الطرفية إلى تحويل بروتين الغشاء المعبر عنه ضعيفًا إلى بروتين قابل للذوبان معبرًا جيدًا. ومع ذلك ، لا يُظهر النظر في تسلسل الأحماض الأمينية لبروتين PMGCs في هذه المنطقة السمات النموذجية للبنية الثانوية التي من شأنها توفير تفاعل مباشر للإنزيم مع طبقة ثنائية الدهون. طرحنا فرضية مفادها أن مجموعة الكربوكسيل الطرفية من الإنزيم الحفزي pmGCs ترسو بجهاز نقل عديد السكاريد المرتبط بالغشاء للخلية البكتيرية الحية.

المنطقة "A" الأولى من pmGCs ، A1 ، هي GlcNAc-tase ، بينما المنطقة "A" الثانية ، A2 ، هي GlcUA-tase (الشكل 2). هذا هو أول تحديد لموقعين نشطين للإنزيم الذي ينتج عديد السكاريد غير المتجانسة ، بالإضافة إلى دليل واضح على أن إنزيمًا واحدًا يمكنه بالفعل تمرير نوعين مختلفين من السكريات. تم العثور على إنزيم من النوع غير F من النوع P. multocida ، يسمى pmCS ، ووجد أنه يحفز تكوين بوليمر شوندروتن غير الكبريت. HA و chondroitin متطابقان في الهيكل ، باستثناء البوليمر المذكور أعلاه ، والذي يحتوي على N-acetylglucosamine بدلاً من GlcNAc. كل من pmGCs و pmCS هي 87 ٪ متطابقة على مستوى الأحماض الأمينية. تقع معظم التغييرات المتبقية في منطقة A1 ، وهو ما يتوافق تمامًا مع الفرضية القائلة بأن هذه المنطقة مسؤولة عن نقل الهيكسوزامين.

الشكل 2. تمثيل تخطيطي لمناطق pmGCS.
هناك مجالان مستقلان من مجالات النقل ، A1 و A2 ، مسؤولان عن تحفيز بلمرة سلسلة HA. الإضافات المتتالية المتكررة من السكريات المفردة تبني بسرعة سلسلة HA. يبدو أن نهاية الكربوكسيل لـ pmGCs تتفاعل بطريقة ما مع جهاز النقل المرتبط بالغشاء للخلية البكتيرية.

الشكل 3. نموذج التخليق الحيوي HA باستخدام pmGCs.
يتم إضافة السكريات المفردة إلى كل مجال "أ" بطريقة متكررة إلى النهاية غير المختزلة لسلسلة HA. تحافظ الدقة الداخلية لكل خطوة من خطوات نشاط الترانسفيراز على تكرار بنية ثنائي السكاريد HA. من المحتمل أن يتم الاحتفاظ بسلسلة HA الوليدة بواسطة PMGCs أثناء التحفيز عبر موقع ربط قليل السكاريد.

لقد أظهرنا نقلًا فعالًا للسكر الأحادي مع pmGCs في المختبر في عدة أنواع من التجارب ، لذلك افترضنا أن سلاسل HA تتشكل من خلال الإضافة السريعة والمتكررة لسكر واحد بواسطة سينسيز من الصنف الثاني (الشكل 3). حتى الآن ، يشير أحد الأدلة إلى أن إنزيم الصنف الأول يمتلك أيضًا موقعين ترانسفيراز. تم الإبلاغ عن تحور بقايا الليوسين 314 إلى فالين في mmGCS1 ، في جزء من الموقع المسبق لـ GlcUA tase ، لتحويل GCS الفقارية إلى سينسيز شيتو قليل السكاريد. لم يتم تحديد أي موقع به نشاط نقل GlcNAc المقابل.

تطعيم البوليمر بتركيبات عديد السكاريد: إضافة حمض الهيدروكلوريك إلى الجزيئات أو الجسيمات الصلبة

لقد حولت دراسة PMGCs في مختبر أبحاث مفهوم تركيبات HA من عالم من الوحوش الصعبة والعنيدة الشبيهة بالحيوان إلى عمال التكنولوجيا الحيوية المحتملين. يمكن تكوين جزيئات جديدة باستخدام قدرة pmGCs على تطعيم سلاسل HA الطويلة على سلاسل مشتقة HA ​​قصيرة أو مستقبلات مشتقة من شوندروتن. على سبيل المثال ، قد تتكون المستقبِلات المفيدة من جزيئات صغيرة أو عقاقير ذات سلاسل HA مرتبطة تساهميًا أو سلاسل شوندروتن-قليل السكاريد (4 سكريات طويلة ، على سبيل المثال). بدلاً من ذلك ، يمكن إضافة سلاسل HA إلى تمهيدي قليل السكاريد مثبت على سطح صلب (الجدول 4). وبالتالي ، يمكن إضافة سلاسل HA الطويلة بلطف إلى المواد الحساسة أو الأجهزة الحساسة.

في تطبيق آخر ، يمكن تشكيل عديد السكاريد الخيمري الجديد لأن استخدام pmGCs من قبل متقبل قليل السكاريد ليس صارمًا مثل خصوصية نقل السكاريد. يتم التعرف على شوندروتن وكبريتات شوندروتن كمستقبلات لـ PMGCs ويتم إطالتها بواسطة GCs بسلسلة من أطوال مختلفة (الشكل 4). على العكس من ذلك ، يتعرف pmCS ، وهو متماثل جدًا لـ chondroitin synthase ، على مستقبلات HA مع سلاسل chondroitin ويطيلها. تتشكل جزيئات الجليكوزامينوجليكان الكيميرية التي تحتوي على مركبات رابطة محددة تحدث بشكل طبيعي. يمكن أن تعمل هذه السكريات المطعمة على ربط نفسها بخلية أو نسيج يربط HA بخلية أو نسيج آخر يربط شوندروتن أو كبريتات شوندروتن. في جوانب معينة ، يشبه glycosaminoglycans المطعمة البروتيوغليكان ، وهي مكونات مصفوفة أساسية في أنسجة الفقاريات. ولكن نظرًا لعدم وجود روابط بروتينية في البوليمرات الكيميرية ، يتم التخلص من مشاكل الاستضداد وتحلل البروتينات المحيطة بالاستخدام الطبي للبروتيوغليكان. يتم أيضًا تقليل خطر انتقال العوامل المعدية من الأنسجة المستخرجة من الحيوانات إلى المريض البشري باستخدام البوليمرات الكيميرية.

الجدول 4. التطعيم الذي بدأه PMGC لـ HA على حبات بولي أكريلاميد. يحتوي خليط التفاعل على pmGCs تحمل التسمية المشعة UDP- (14C) GlcUA و UDP- (3H) GlcNAc ، بالإضافة إلى العديد من بادئات السكر الثابتة (المستقبلات المقترنة بالأمين الاختزالي في حبيبات أمينية). تم غسل الحبيبات ودمجها إشعاعيًا في حبيبات أخرى تم قياسها بواسطة طريقة حساب التلألؤ السائل. تم تطعيم سلاسل HA على خرز بلاستيكي باستخدام برايمر مناسب و PMGCs.

الشكل 4. تمثيل تخطيطي لهياكل عديد السكاريد المطعمة. سوف يقوم Pasteurella HA synthase أو chondroitin synthase بإطالة بعض البوليمرات الأخرى في النهاية غير المختزلة في المختبر لتشكيل جليكوزامينوجليكان خيمري جديد. يتم عرض بعض الأمثلة.

تخليق السكريات قليلة الانتشار HA و HA المرتبطة بـ HA

بالإضافة إلى إضافة سلسلة HA بوليمرية كبيرة إلى الجزيئات المستقبلة ، تقوم PMGCs بتجميع بعض السكريات الصغيرة HA الأصغر التي تتراوح من 5 إلى 24 سكريات. باستخدام إنزيم من النوع البري وظروف تفاعل مختلفة ، كان من السهل نسبيًا الحصول على قليل السكاريد HA المحتوي على 4 أو 5 أحادي السكريات ممتدة بواسطة عدد قليل من السكريات إلى إصدارات أطول ، والتي يصعب الحصول عليها بكميات كبيرة في كثير من الأحيان. لقد وجدنا أنه من خلال الجمع بين متحولة GlcUA-Tase قابلة للذوبان ومتحول GlcNAc-Tase قابل للذوبان في نفس الخليط ، فإن التفاعل يسمح بتكوين بوليمر HA إذا تم تزويد النظام بمستقبل. في غضون 3 دقائق ، تم عمل سلسلة من حوالي 150 سكريات (-30 كيلو دالتون). لن ينتج عن أي متحور سينسيز منفرد سلسلة HA. لذلك ، إذا تم إجراء مزيد من التحكم في التفاعل عن طريق الجمع الانتقائي بين إنزيمات مختلفة ، وسكريات UDP ، والمتقبلات ، فيمكن عندئذٍ الحصول على سكريات قليلة التعدد أحادية الانتشار (الشكل 5).

الشكل 5. تحضير بعض السكريات القليلة.
في هذا المثال ، يتم تمديد رباعي السكاريد المتقبل HA عن طريق وحدة أحادية السكاريد شوندروتن باستخدام خطوتين مع متحولة من نوع Pasteurella غير متحرك (كما هو موضح بواسطة الأسهم البيضاء). المنتج الموضح هو سداسي السكاريد الجديد. يؤدي تكرار الدورة مرة أخرى إلى إنتاج قليل السكاريد ، وتشكل دورتان من عشاري السكاريد ، وهكذا. إذا كان المستقبِل قد تم ربطه سابقًا بجزيء آخر (مثل عقار أو دواء) ، فسيتم تمديد الاتحاد الجديد بسلسلة GA أو شوندرويتين أو هجينة قصيرة حسب الرغبة.

على سبيل المثال ، في أحد النماذج ، يتم باستمرار تدوير خليط من UDP-GlcNAc و UDP-GlcUA ومقبل من خلال مفاعلات حيوية منفصلة مع توليفات متحولة ثابتة تنقل سكرًا واحدًا فقط. مع كل دورة حضانة للمفاعل الحيوي ، تتم إضافة مجموعة سكر أخرى إلى المستقبل لتشكيل قليل السكريات الصغيرة الخاصة بـ HA. سمح استخدام متحولة pmCA مماثلة (على سبيل المثال ، GalNAc-Tase) في إحدى الخطوات بتكوين oligosaccharides مختلطة باستخدام UDP-GlcNAc. يعد النشاط البيولوجي والإمكانات العلاجية للسكريات الصغيرة HA الصغيرة مجالًا معقدًا من البحث الذي سيتطلب سكريات محددة أحادية التشتت لتفسير لا لبس فيه.

استنتاج

من الواضح أن هناك فئتين مختلفتين من تركيبات HA. يمتد إنزيم الصنف الثاني الأكثر تميزًا من Pasteurella spp. يمتد سلسلة HA عن طريق الإضافة المتكررة لسكر واحد إلى النهاية غير المختزلة لسلسلة HA. لا يزال اتجاه وطريقة تشغيل التركيبات من الدرجة الأولى (الإنزيمات العقدية والفيروسية والفقارية) غير واضحين. في العلوم التطبيقية ، تعد قدرة PMGCs على إطالة جزيئات المستقبل الخارجية مفيدة لتصميم جزيئات و / أو أجهزة جديدة ذات تطبيقات طبية محتملة.

بنية

مركب حمض الهيالورونيكيشبه الشريط الطويل المصنوع من السكريات المتناوبة - حمض الجلوكورونيك D و N-acetylglucosamine. تشكيل وحدة السكاريد الأساسية ( أرز. واحد).

رسم بياني 1. يتكون حمض الهيالورونيك من وحدات ثنائية السكاريد بالتناوب

يمكن أن يصل عدد وحدات السكاريد في سلسلة واحدة إلى 250 ألف وحدة. يصل الوزن الجزيئي لعديد السكاريد الطبيعي هذا إلى 10 آلاف كيلو دالتون. HA هو جزء من السائل الزليلي ، الجسم الزجاجي ، يوجد في الحبل السري ، القرنية ، العظام ، صمامات القلب ، أغشية البيض.

من الأهمية بمكان الملكية حمض الهيالورونيك(HA) يربط ويحتفظ (بسبب روابط الهيدروجين) بكمية كبيرة من الماء: جزيء 1 HA يربط 200-500 جزيء ماء. في الوقت نفسه ، لها تأثير "الحفاضات" - فهي لا تتخلى عن الماء حتى عندما ينخفض ​​محتواها في البيئة. تجذب الكثافة العالية للشحنات السالبة المتكونة أثناء تفكك مجموعات الكربوكسيل (الحمضية) الكثير من الكاتيونات ، مثل أيونات الصوديوم ، والتي تكون نشطة تناضحيًا وتتسبب في دخول المزيد من الماء إلى المصفوفة. ضغط التورم العالي الناتج هو ما نسميه تورغور. يوفر تورغور الأدمة ، الذي يحدده محتوى وخصائص حمض الهيالورونيك ، تورم .

نظرًا لأن الجزيء يحتوي على مناطق محبة للماء وكارهة للماء ، في المحاليل عالية الوزن الجزيئي HA (M.m> 1000 كيلو دالتون) يكتسب بنية مكانية في شكل شريط ملتوي عشوائيًا ، والذي يشكل ملفًا سائبًا في مساحة ثلاثية الأبعاد. تشغل هذه الملفات حجمًا ضخمًا (أكبر بآلاف المرات من حجم الجزيئات الكبيرة نفسها!) ، وتشكل هلامًا لزجًا حتى عند التركيز المنخفض جدًا.

توفر الشبكات المكانية الناشئة مع خلايا ذات حجم معين "اختيارًا طبيعيًا" للجزيئات المنتشرة. مثل هذا "المنخل الجزيئي" الطبيعي يمرر بحرية الأيونات والسكريات والأحماض الأمينية وجزيئات الإشارة ، ولكنه يحتفظ (ويراكم) الجزيئات الكبيرة ، بما في ذلك السموم المختلفة.

التمثيل الغذائي

يحدث تخليق HA على السطح الداخلي لغشاء البلازما للأرومات الليفية. تتكون جزيئات السكاريد الأحادي ، التي تُبنى منها سلسلة البوليمر ، من الجلوكوز ، والمتبرع بالمجموعة الأمينية هو الجلوتامين. عندما يتم تكوين الجزيء الكبير ، يتم إخراجه ( أرز. 2).

الصورة 2. تخليق الجليكوزامينوجلايكات بواسطة الخلايا الليفية (وفقًا لـ H. Heine ، 1997)

يتم تحفيز تخليق HA بواسطة إنزيم Hyaluronate synthetase (HAS) ، الذي يمثله ثلاثة أنواع (Itano N.):

  • HASi - ينفذ توليفًا بطيئًا للسلاسل باستخدام M.m حوالي 200-2000 كيلو دالتون ،
  • HAS2 - مسؤول عن التوليف السريع للوزن الجزيئي العالي HA مع M.m. أكثر من 2000 كيلو دالتون) ،
  • HAS3 هو أكثر الإنزيمات نشاطًا في تركيب HA مع M.m. حوالي 200-2000 كيلو دالتون.

يتم تصنيع حمض الهيالورونيك في الأدمة أكثر بكثير مما يتم تقويضه. اتضح أن جزءًا كبيرًا منه مخصص للتصريف من خلال الجهاز اللمفاوي ، وهو آلية مهمة لإزالة السموم من الأنسجة ، لأنه تتم إزالة السموم الخارجية والداخلية "المتشابكة" في 8 "شبكات" جزيئية معها. حتى السلاسل الكبيرة من HA مع MM قادرة على اختراق الأوعية اللمفاوية. حوالي 1000 كيلو دالتون.

هدم HA ذو طبيعة متدرجة ، وتعلق أهمية كبيرة عليه في تنظيم حالة المصفوفة. حاليًا ، يعتبر التحول الأحيائي لـ HA العامل الأكثر أهمية في الحفاظ على التوازن وأحد الآليات العالمية لتطوير العمليات المرضية (الالتهاب وغزو الورم والورم الخبيث) ، لأنه مع انخفاض طول السلسلة الأولية ، فإن الأجزاء ذات العناصر البيولوجية الخاصة بها يتم تشكيل النشاط ( الجدول 2).

يتم تقويض HA بمشاركة الهيالورونيداز (النوعان الأول والثاني) ، والتي تحفز تفاعلات التحلل المائي وإزالة البلمرة (التدهور خارج الخلية). يتم بلعمة الأجزاء الصغيرة جزئيًا بواسطة البلاعم وتخضع لمزيد من الهدم بمشاركة الإنزيمات الليزوزومية (3-glucuronidase و (3-acetylglucosaminidase (تدهور داخل الخلايا). يتم تدمير 90 ٪ من HA الذي دخل التدفق الليمفاوي المحيطي في العقد الليمفاوية ، 9٪ في خلايا الكبد البطانية و 1٪ في الطحال.

في جسم شخص بالغ يزن 70 كجم ، تحتوي جميع الأعضاء والأنسجة على ما مجموعه حوالي 15 جم من حمض الهيالورونيك ، مع سقوط 50٪ على الجلد.
كل يوم ، يتم تدمير حوالي 5 جرام من HA وإعادة تصنيعها ، أي أن "حياة" هذا الجزيء تقتصر على عدة أيام. HA هو المكون الأسرع تجديدًا للمصفوفة خارج الخلية. للمقارنة: "عمر" ألياف الكولاجين الناضجة هو عدة أشهر ، تنتمي ألياف الإيلاستين عمومًا إلى هياكل غير متجددة عمليًا.

الجدول 2.الوظائف البيولوجية لجزيئات حمض الهيالورونيك ذات الأوزان الجزيئية المختلفة (Stern R et al ، 2006)

سلاسل طويلة مع M.m.
حوالي 500 كيلو دالتون

إنها تثبط تكوين الأوعية ، وتمنع هجرة الخلايا وانقسامها ، ربما بسبب التغيرات في التفاعل بين الخلايا ، وتثبط إنتاج السيتوكين IL-1b ، والبروستاغلاندين E2 ، ولها تأثير مثبط للمناعة.

الجزيئات ذات الكتلة
20-100 كيلو دالتون

إنها تحفز هجرة الخلايا وانقسامها ، وتعزز التئام الجروح ، وتضمن سلامة الظهارة ، وتشارك في الإباضة والتكوين الجنيني.

سلاسل قصيرة من HA مع M.m.
أقل من 0.4-10 كيلو دالتون

تحفيز تكوين الأوعية الدموية ، ولها تأثير مناعي ومضاد للالتهابات.

تتراساكاريدس

لديهم خصائص مضادة للاستماتة ، تحفز تخليق بروتينات الصدمة الحرارية.

HA في حياة المجتمع الخلوي

يتم تضمين GC ليس فقط ولكن أيضًا العديد من الأعضاء والأنسجة الأخرى. وعلى مستوى الكائن الحي بأكمله ، يتم تنظيم تكوينه الحيوي بواسطة الخلايا الليفية بواسطة نظام الغدد الصم العصبية. دور مهم ينتمي إلى هرمون الغدة النخامية الأمامية - سوماتوتروبين ، الذي يحفز الانقسام والنشاط التخليقي لخلايا النسيج الضام. يمنع الكورتيكوتروبين والقشرانيات السكرية (الكورتيزون ، الهيدروكورتيزون) انقسام الخلايا الليفية ، ويساهم في "الشيخوخة المتسارعة" ، والتي يصاحبها انخفاض في تخليق الكولاجين وحمض الهيالورونيك. القشرانيات المعدنية (الألدوستيرون ، ديوكسي كورتيكوستيرون) ، على العكس من ذلك ، تحفز تكوين حمض الهيالورونيك. الاستروجين لها تأثير مماثل (انظر الملحق "HA في جسم الإنسان: حقائق مثيرة للاهتمام").

في الأدمة ، يتم توفير الحفاظ على مستوى HA من خلال آليات التنظيم الذاتي بناءً على مبدأ التغذية الراجعة ( مخطط 2).

يحدث تفاعل HA مع الخلايا بمشاركة بروتينات محددة - هيالادهيرينات ، والتي يمكن أن تكون عناصر من جهاز مستقبلات الخلايا (RHAMM ، IHABP) والهياكل خارج الخلية ، والتي تشمل الكولاجين من نوع Versican ، aggrecan ، الفيبرينوجين ، النوع السادس من الكولاجين (انظر الملحق "تفاعل HA مع المستقبلات - آلية تنفيذ نشاطها البيولوجي").

في هذه المرحلة ، الأمر يستحق التوقف والتفكير. ما سبب هذا التوزيع الواسع لـ HA في جسم الإنسان؟ وفي مملكة الحيوان بشكل عام؟ ما الذي يحدد مجموعة متنوعة من آليات تنظيم التمثيل الغذائي الخاص به؟ لماذا لا يختفي النشاط البيولوجي لأنه يتحلل بل يتغير؟ بتلخيص كل ما سبق والتطلع إلى الأمام ، يمكننا أن نفترض أن الإجابة تكمن في تنوع الوظائف البيولوجية لهذا البوليمر الحيوي الفريد ( الجدول 3).

الجدول 3. الدور البيولوجي لحمض الهيالورونيك

إنه أساس المصفوفة بين الخلايا المائية - بيئة فسيولوجية لهجرة الخلايا وانقسامها وتمايزها.

ينظم النشاط التركيبي للأرومات الليفية ، بما في ذلك المرحلة خارج الخلية من تخليق الكولاجين.

له تأثير غير مباشر على المناعة (يحفز ويثبط جهاز المناعة).

يوفر نقل العناصر الغذائية وإشارات الجزيئات من الأوعية الدموية إلى الخلايا ، وكذلك إفراز منتجات النفايات.

يعزز تصريف وإزالة السموم من النسيج الضام ، هو "مصيدة" للجذور الحرة.

يوفر تجديد الأنسجة وإصلاح التلف (وظيفة بلاستيكية).

يشارك في تنظيم تكوين الأوعية الدموية.

ينظم تكوين الأنسجة أثناء التطور الجنيني.

HA والشيخوخة

مسألة ما إذا كان محتوى HA في الجلد يتغير مع تقدم العمر لا يزال محل نقاش. ومع ذلك ، فمن المعروف على وجه اليقين أنه مع تقدم الجسم في العمر ، تنتقل كمية متزايدة من HA من حالة حرة إلى حالة مرتبطة (بالبروتينات). في الوقت نفسه ، يفقد جزئيًا قدراته الفريدة ، وهي: تثبيط تفاعلات أكسدة الجذور الحرة ، والمشاركة في المسار الأيضي وتحفيز الأرومات الليفية ، لجذب الماء والاحتفاظ به. عن طريق تقليل محتوى الماء ، يفقد الجلد مرونته ، ويتشوه مظهره الناعم بالتجاعيد والطيات.

في التجميل ، تحظى إجراءات الحقن بأكبر قدر من النجاح - تحديد الخطوط ، التنشيط الحيوي ، والفصل الحيوي. المكون النشط من المستحضرات المستخدمة لتنفيذها هو حمض الهيالورونيك (HA). على الرغم من التصريحات المثيرة للجدل في وسائل الإعلام ، لم يفقد حمض الهيالورونيك في التجميل شعبيته منذ حوالي عقدين.

دور HA في جسم الإنسان

تتكون جميع الأجهزة والأعضاء من خلايا: الدم - من العناصر المكونة ، والكبد - من خلايا الكبد ، والجهاز العصبي - من الخلايا العصبية. يشغل النسيج الضام الفراغ بين جميع الخلايا ، والذي يشكل حوالي 85٪ من الجسم كله. كونه هيكلًا واحدًا ، فإنه يتفاعل مع جميع الأنسجة الأخرى (الظهارية ، والعصبية ، والعضلية ، وما إلى ذلك) وينفذ ترابطها مع بعضها البعض.

يمكن أن يكون النسيج الضام ، حسب تكوينه ، في حالات فيزيائية مختلفة - في السائل (الدم ، اللمف ، السائل الزليلي داخل المفصل والدماغ) ، صلب (عظم) ، في شكل هلام (سائل بين الخلايا وغضاريف ، جسم زجاجي من العين). يتواجد بشكل كامل في تراكيب الجلد - الأدمة ، تحت الجلد والطبقات القاعدية.

يتميز النسيج الضام عن أنسجة الجسم الأخرى بالتطور العالي لقاعدته مع عدد صغير نسبيًا من هياكل الخلايا. تتكون القاعدة من ألياف الإيلاستين والكولاجين ، بالإضافة إلى البروتين الجزيئي المركب ومركبات الأحماض الأمينية مع السكريات الأمينية. أهمها حمض الهيالورونيك.

جزيء HA واحد قادر على ربط حوالي 500 جزيء ماء. في جسم الإنسان في منتصف العمر ، يتم تصنيعه بواسطة الخلايا الليفية بكمية 15-17 جم. نصفه موجود في خلايا الطبقة القرنية من الجلد ، وكذلك بين ألياف الإيلاستين والكولاجين. إنه يحفز إنتاج هذه البروتينات ، ويخلق ظروفًا لمواقعها الثابتة ، مما يمنح الجلد مرونة ومرونة.

فيديو

عمليات شيخوخة الأنسجة

تحت تأثير إنزيم الهيالورونيداز ، يتم تدمير حمض الهيالورونيك. تحدث عمليات الاسترداد والانقسام بشكل مستمر. تم تدمير حوالي 70٪ واستعادتها خلال يوم واحد. تعتمد غلبة عملية أو أخرى على:

  • إيقاعات بيولوجية يومية وموسمية.
  • سن؛
  • حالة نفسية؛
  • سوء التغذية
  • تسمم النيكوتين والتعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية ؛
  • تناول بعض الأدوية ، إلخ.

لا تؤثر هذه العوامل فقط على تخليق HA (الهيالورونات) ، بل تؤثر أيضًا على هيكلها. يؤدي انخفاض كميته إلى انخفاض في الماء المرتبط بالأنسجة وظهور علامات الشيخوخة. تحتفظ الجزيئات المعيبة بالقدرة على ربط الماء ، لكنها تفقد القدرة على التخلي عنها. بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي عمليات الشيخوخة الطبيعية إلى تركيز حمض الهيالورونيك في طبقات الجلد العميقة ، مما يسبب وذمة الأنسجة بين الخلايا عند حدود الأدمة وتحت الجلد والجفاف في الطبقات السطحية.

كل هذه العمليات مع تقدم العمر وتحت تأثير العوامل السلبية تزيد وتؤدي إلى جفاف الجلد مع انتفاخ متزامن في الوجه وتورم تحت العينين ، وانخفاض في مرونتها وثباتها ، وظهور التجاعيد والتصبغ.

أنواع حمض الهيالورونيك في الجسم

يكمن تفرده في وجود جزيئات ذات أطوال سلسلة مختلفة من السكريات. تعتمد خصائص حمض الهيالورونيك وتأثيره على الخلايا إلى حد كبير على طول السلسلة:

  1. الجزيئات ذات السلسلة القصيرة ، أو حمض الهيالورونيك منخفض الوزن الجزيئي - لها تأثير مضاد للالتهابات. يستخدم هذا النوع من الأحماض لعلاج الحروق والقرح الغذائية وحب الشباب والصدفية والطفح الجلدي. يتم استخدامه في مستحضرات التجميل كأحد مكونات المقويات والكريمات للاستخدام الخارجي ، لأنه دون أن يفقد خصائصه ، فإنه يتغلغل بعمق في الجلد لفترة طويلة.
  2. الوزن الجزيئي المتوسط ​​HA ، والذي له خاصية قمع الهجرة وتكاثر الخلايا ، إلخ. ويستخدم في علاج العيون وأنواع معينة من التهاب المفاصل.
  3. جزيئات عالية - تحفز العمليات الخلوية في الجلد ولديها القدرة على الاحتفاظ بعدد كبير من جزيئات الماء. يعطي مرونة الجلد ومقاومة عالية للعوامل السلبية الخارجية. يستخدم هذا النوع في طب العيون والجراحة والتجميل - في الاستعدادات لتقنيات الحقن.

وجهات النظر الصناعية

اعتمادًا على تقنية الإنتاج ، يتم تقسيم هيالورونات الصوديوم إلى نوعين:

  1. لفترة طويلة ، تم استخدام مستحضرات حمض الهيالورونيك من أصل حيواني. تم الحصول عليها عن طريق الانقسام الأنزيمي لأجزاء الحيوانات المكسرة (عيون وغضاريف الماشية ، وأقراص الديوك ، والسائل الزليلي داخل المفصل ، والحبال السرية) نتيجة لتنقية وهطول خاص على مرحلتين. تضمنت التكنولوجيا استخدام الماء المقطر ودرجة حرارة عالية (85-100 درجة). تم تدمير جزء كبير من الكسر ذو الوزن الجزيئي المرتفع ، وتحويله إلى جزء منخفض الوزن الجزيئي. بالإضافة إلى ذلك ، كانت هناك بروتينات من أصل حيواني.

    التأثير بعد حقن هذه الأدوية لغرض التصحيح التجميلي للوجه لم يدم طويلا ، وأحيانا ساهم في تكوين العقد الجلدية. لكن الدواء كان خطيرًا بشكل خاص لأنه غالبًا ما يتسبب في تفاعلات التهابية وحساسية واضحة بسبب وجود البروتين الحيواني. لذلك ، لا يتم استخدام هذه التقنية تقريبًا.

  2. في الآونة الأخيرة ، تم إنتاج HA في صناعة الأدوية عن طريق التوليف التكنولوجي الحيوي. لهذه الأغراض ، يتم استخدام الكائنات الحية الدقيقة (العقديات) المزروعة في مرق القمح. ينتجون حمض الهيالورونيك ، الذي يتم تنقيته وتجفيفه في مراحل لاحقة وإخضاعهم لدراسات بكتريولوجية وكيميائية متكررة. مثل هذا الدواء يتوافق تمامًا تقريبًا مع الحمض المنتج في جسم الإنسان. يكاد لا يسبب الحساسية والتهابات.

التطبيق في التجميل

يستخدم حمض الهيالورونيك للحقن في الجلد والطبقات تحت الجلد بطرق مختلفة:

  1. عن طريق الحقن.
  2. عدم الحقن.

تُستخدم إجراءات الحقن بحمض الهيالورونيك في طرق مثل:

  • ، و - إدخال الدواء في الطبقات الوسطى من الجلد ؛ يتم استخدامه للتغيرات المرتبطة بالعمر ، وجفاف الجلد وزيادة مرونته ولونه ولونه ، والقضاء على حب الشباب ، وعلامات التمدد ، وما إلى ذلك ؛ مدة الحفاظ على حمض الهيالورونيك في الأدمة - تصل إلى 14 يومًا ؛
  • - ملء الهياكل تحت الجلد بمادة من أجل تنعيم التجاعيد وتصحيح ملامح الوجه ؛ يتم تخزين الدواء تحت الجلد لمدة 1-2 أسابيع.
  • - إعطاء حمض الهيالورونيك المعدل والذي يبقى في الجلد لمدة تصل إلى 3 أسابيع.

أسئلة

أيهما أفضل: البوتوكس أم حمض الهيالورونيك؟

نظرًا للآليات متعددة الاتجاهات لعمل البوتوكس وحمض الهيالورونيك ، يتم استخدامها لتحقيق تأثيرات مختلفة. ربما مزيجهم. ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أنه بعد المقدمة ، يجب أن يمر أسبوعان على الأقل.

هل من الممكن الجمع بين إدخال الكولاجين و HA؟

يتم دمج مواد الحشو التي تعتمد على الكولاجين و HA بشكل جيد. الأول يمد البشرة بالكثافة والبنية ويستمر لمدة 4 أشهر في المتوسط ​​، والثاني يوفر ترطيبًا وقوة طبيعية لمدة 6-9 أشهر.

يجب أن يتم تنفيذ أي تطبيق لحقن حمض الهيالورونيك فقط من قبل أخصائي التجميل.

حمض الهيالورونيك تم اكتشافه في عام 1934 ، وبدأت دراساته التفصيلية الأولى في عام 1949-1950. تم عزل هذه المادة من أنسجة حيوانية مختلفة - سوائل المفاصل والحبل السري وأنسجة الديوك. بالإضافة إلى ذلك ، في عام 1937 ، تم الحصول على حمض الهيالورونيك من كبسولات العقديات. أجريت الدراسات الأولى للخصائص الفيزيائية والكيميائية لحمض الهيالورونيك بواسطة التصوير البلوري بالأشعة السينية.

مشاكل الحصول على GC

كانت المشكلة الرئيسية في دراسة حمض الهيالورونيك ، والتي واجهها العلماء ، صعوبة عزله في شكله النقي ، المنقى من البروتينات والمكونات الأخرى. نشأت الصعوبة لأنه كان هناك دائمًا خطر تدمير البنية البوليمرية لحمض الهيالورونيك أثناء عملية التنقية. في الوقت نفسه ، جرب العلماء مجموعة متنوعة من طرق التنقية الفيزيائية والكيميائية والإنزيمية.

بعد ذلك بقليل ، بدأ البحث حول إمكانية التخليق الحيوي لحمض الهيالورونيك. في عام 1955 ، تم العثور على مثل هذه الطريقة لأول مرة. قامت مجموعة من العلماء بعزل جزيئات حمض الهيالورونيك من مستخلص العقديات. بفضل هذا الاكتشاف ، أصبح من الممكن تصنيع حمض الهيالورونيك - باستخدام جزء إنزيمي مأخوذ من العقديات.

حمض الهيالورونيك - الاستعمال

حدث الاختراق الرئيسي في استخدام حمض الهيالورونيك في الخمسينيات من القرن الماضي. بفضل اكتشاف هذه المادة لاستخدامها في الطب ، بدأ إنتاجها الصناعي وتعميمها كدواء.

في عام 1970 ، تمت الموافقة على حمض الهيالورونيك كعلاج مؤكد فعال لالتهاب المفاصل بعد تلقي نتائج اختبار إيجابية على الحيوانات. نتيجة للتجربة ، لوحظ تأثير سريري واضح مع انخفاض في الأعراض.

بعد بضع سنوات ، بدأ استخدام حمض الهيالورونيك كجزء من العدسات المزروعة داخل العين ، مما جعله سريعًا أحد أكثر المكونات شيوعًا في جراحة العيون. منذ تلك اللحظة ، تم اقتراح واختبار طرق وتطبيقات مختلفة لحمض الهيالورونيك.

GC اليوم

في التسعينيات حمض الهيالورونيك وجد تطبيقًا واسعًا في الطب التجميلي ومستحضرات التجميل ، نظرًا لاحتفاظه بالرطوبة الفريدة ، فضلاً عن خصائصه المطهرة والمضادة للأكسدة. حتى الآن ، يتم استخدامه لأغراض تجميلية مختلفة ، ويستمر البحث عن خصائصه والتطبيقات الممكنة.

اليوم ، تمتلئ إشارات حمض الهيالورونيك بكل من المنشورات اللامعة وصفحات الوسائط العادية. على مدى السنوات القليلة الماضية ، قيل لنا باستمرار أن "سر النضارة الأبدي للبشرة قد تم الكشف عنه" وهم يعرضون استخدام هذا "الإكسير". دعنا نحاول معرفة ما هو أكثر من هذا الضجيج غير الصحي - معلومات صادقة ، حسابات تجارية دقيقة أو أوهام مبتذلة مبتذلة.

اكتشافات الماضي التي لم ترق إلى مستوى التوقعات

إذا نظرت إلى الماضي القريب جدًا ، يمكنك أن تتذكر أنه كانت هناك بالفعل مواقف مماثلة في تاريخ الطب:

  • تم تقديم اكتشاف البنسلين على أنه انتصار كامل على الكائنات الحية الدقيقة (والذي ، للأسف ، لم يحدث ، على الرغم من الطيف الحالي).
  • تم التنبؤ بانتصار الأنسولين المنتج (دواء لمرضى السكر أمر حيوي وضروري ، لكن الانتصار الكامل على مرض السكري لا يزال بعيدًا جدًا).
  • تم الترويج لاستخدام مضادات الذهان الأولى كفرصة لعلاج بعض الاضطرابات العقلية ، ولكن حتى هنا كل شيء بعيد عن التوقعات المثالية.

بشكل عام ، لا تزال الصورة الحقيقية بعد مرور بعض الوقت تختلف عن التوقعات والتقديرات الأولية. لذلك ، من المهم جدًا التعامل مع كل شيء بشكل نقدي وموضوعي قدر الإمكان.

دحض الخرافات حول حمض الهيالورونيك

لن يجادل أي من الأطباء في أن حمض الهيالورونيك مهم لجسم الإنسان ، لكن كمية المعلومات التي يمكن العثور عليها في وسائل الإعلام اليوم والتي يتم تمريرها على أنها الحقيقة ، للأسف ، لا تأتي إلينا من المتخصصين. في أغلب الأحيان ، يتم تقديم الأفكار المبتكرة للناس من خلال أنواع مختلفة من خبراء التجميل والمدونين العصاميين وغيرهم من الأشخاص الذين ليس لديهم تعليم طبي أو صيدلاني أو بيولوجي متخصص. يتحدثون عن عقار بناءً على انطباعاتهم التقييمية ، أو معلومات من مصادر مشكوك فيها ، أو معلومات مأخوذة من سياقها.

هكذا تولد الأوهام. دعنا نحاول فصل القمح عن القشر ونفهم هذه المسألة بمزيد من التفصيل.

حقيقي

الاعتقاد الخاطئ الرئيسي هو أن الدواء يسمى بصيغة المفرد ، ومن الصحيح تسميته بصيغة الجمع - الأحماض ، لأنه أحد مركبات مجموعة عديدات السكاريد المخاطية الحمضية ، والتي تتضمن مركبات أخرى لها نفس التركيب والخصائص ، ويمكن أن تختلف كتلتها على نطاق واسع. نظرًا لأن الغالبية العظمى من الأدوية التي تظهر تحت اسم "حمض الهيالورونيك" يتم إنتاجها من مواد خام بيولوجية بدون فصل خاص للكسور ، فمن الخطأ تمامًا اعتبار الدواء مركبًا واحدًا نقيًا.

حمض الهيالورونيك هو نتيجة اكتشافات مختبرات التجميل على مدى العقدين أو الثلاثة عقود الماضية.

تم اكتشاف المادة نفسها في عام 1930 ، وتم دراسة خصائصها ووظائفها وإمكانيات تطبيقها على الفور تقريبًا بعد الاكتشاف. لم تتوقف الأبحاث نفسها ، وبدءًا من السبعينيات من القرن الماضي ، بدأت كثافتها في الازدياد.

تستخدم هذه المادة في مستحضرات التجميل ومستحضرات التجميل.

بالإضافة إلى هذا الاتجاه المتطور ، يستخدم حمض الهيالورونيك كدواء في أمراض مختلفة للأعضاء والأنظمة الأخرى.

في مستحضرات التجميل ، يحسن تغلغل العناصر الغذائية في الجلد

لا يؤثر على مستوى النفاذية الخلوية والخلوية للمواد المختلفة

تترافق شيخوخة الجلد مع فقدان السوائل بسبب انخفاض مستوى مواد هذه المجموعة في جميع طبقات الجلد.

إذا حدث انخفاض في محتوى الهيالورونات مع تقدم العمر ، فهذا ليس بالأمر المهم ، والشيخوخة ، بما في ذلك الجلد ، هي أكثر العمليات البيولوجية العامة متعددة الأوجه تعقيدًا ، ومن الغباء ببساطة تقليل مظاهرها إلى مثل هذه الأسباب المبتذلة.

الحقيقة حول حمض الهيالورونيك

تم وصف جميع الخصائص والخصائص والسمات المميزة لحمض الهيالورونيك بالتفصيل في الأدبيات العلمية والطبية. ومع ذلك ، فهي مشبعة بالكثير من المصطلحات ، مما يجعل المعلومات المتاحة غير واضحة دائمًا للشخص العادي العادي.

إذا حاولنا تبسيط كل شيء قليلاً ، فقد اتضح أن:


كل فصيل له مجموعة خصائصه وخصائصه. لذا أصناف منخفضة الوزن الجزيئيالمواد لها تأثير ممتاز مضاد للالتهابات ، مما يضمن استخدامها في الحروق ، القرحة الغذائية ، الانفجارات العقبولية ، الصدفية . حمض الهيالورونيك متوسط ​​الوزن الجزيئيقادرة على منع تكاثر الخلايا والهجرة. بسبب هذه الخصائص ، يتم استخدامه في علاج بعض أمراض التهاب المفاصل وأمراض العيون. الكسور ذات الوزن الجزيئي العاليتحتوي على عدد كبير من جزيئات الماء حولها وتحفز العمليات الخلوية في الجلد نفسه. وجد هذا النوع من حمض الهيالورونيك تطبيقه في الجراحة وطب العيون والتجميل.

من المهم أن تعرف! من المستحيل بشكل قاطع استخدام دواء بحجم غير محدد من جزيئات المادة الفعالة ، حيث لا يمكنك تحقيق النتيجة المرجوة فحسب ، بل تؤدي أيضًا إلى تفاقم الحالة.

المؤشرات الرئيسية لاستخدام حمض الهيالورونيك

يجب أن نتذكر دائمًا أنه يتم إدخال الأدوية في الجسم حقن حمض الهيالورونيكهو في الأساس تلاعب طبي. هناك معايير طبية صارمة للغاية لاستخدام التقنيات والإجراءات المختلفة.

لذلك ، فإن المؤشرات الرئيسية لاستخدام حمض الهيالورونيك هي:

  • ظهور التجاعيد (انخفاض في تورم الجلد) بسبب فقدان الرطوبة ؛
  • زيادة في شدة التجاعيد الموجودة ؛
  • وضوحا تقليد التجاعيد.
  • الحاجة إلى تطبيع راحة الجلد.
  • الحاجة إلى تحسين تورم ومحيط الحدود الحمراء للشفاه.

مستحضرات حمض الهيالورونيك في الطب التجميلي

في مستحضرات التجميل الحديثة ، يفسر الطلب على حمض الهيالورونيك في شكل حقن أو أشكال أخرى من الدواء من خلال:


يقدم السوق الدوائي الحديث حمض الهيالورونيك في شكل حقن. في هذه الحالة ، يمكن أن يكون بالشكل:

  • ميسوكوكتيل، والتي تشمل المادة الرئيسية ، المكملة بالبانثينول ، والفيتامينات ، والإنزيمات المساعدة ، وعوامل نمو الخلايا ، والببتيدات ، إلخ.
  • فيليروف- حشو جلدي مصنوع من HA المتصالب ، والذي يتحلل مع مرور الوقت - يمتص في الجسم. متوفر على شكل هلام بدرجات متفاوتة من اللزوجة. كلما زادت لزوجة المادة ، زادت المشاكل المصممة للتعامل معها.
  • المعيدات والمنشطات الحيوية. حاليًا ، يمكن العثور على 3 أجيال من هذه الأدوية على رفوف الصيدليات. يعتمد الأخير على الأحماض النووية التي تخلق معقدات تحتوي على HA يمكنها استعادة الحمض النووي للخلية وتسريع إنتاج حمض الهيالورونيك الخاص بها ، بالإضافة إلى الإيلاستين والكولاجين.
  • بيوريبرانتس- المستحضرات المحتوية على حمض الهيالورونيك المعدّل ، التي ترتبط بسلسلة من الببتيدات والفيتامينات والأحماض الأمينية. لديهم تأثير مطول ومعزز.

ملحوظة: يمكن استخدام المراهم والكريمات والمواد الهلامية والمستحضرات للاستخدام الخارجي في صناعة التجميل ، لكن فعاليتها أقل بكثير من فعالية حمض الهيالورونيك للحقن.

أهم أنواع الإجراءات لتحسين حالة بشرة الوجه

أكثر إجراءات الحقن شيوعًا بحمض الهيالورونيك هي:


الموانع الرئيسية لاستخدام حمض الهيالورونيك

إذا حاول المسوقون إقناعك بأن حقن حمض الهيالورونيك ، أينما تم إجراؤها ، آمنة قدر الإمكان ، يجب أن تعرف: هذه كذبة! على خلفية بعض الإجراءات ، فهي أكثر أمانًا حقًا ، ومع ذلك ، فإن هذا الدواء له أيضًا موانع خاصة به.

أهمها ما يلي:

  1. أي ردود فعل تحسسية تجاه المادة الفعالة أو مكوناتها.
  2. أي أمراض معدية في الفترة الحادة.
  3. الحمل والولادة والرضاعة اللاحقة.
  4. علم أمراض النسيج الضام.
  5. الأمراض العامة والجهازية ، مثل آفات المناعة الذاتية ، وعلم أمراض الأورام لأي أعضاء وأنظمة ، والسكر ، وأمراض نظام تخثر الدم.

بالإضافة إلى ذلك ، لا ينبغي وضع الوحمات والشامات والندوب والعمليات الالتهابية في موقع الحقن. إذا لم يتم ملاحظة موانع الاستعمال هذه ، فقد تكون النتائج كارثية.

فعالية الكريمات بحمض الهيالورونيك

مجموعة منفصلة من الأدوية ، وشائعة جدًا ، هي الكريمات التي تحتوي على حمض الهيالورونيك. يتم تطبيقها عن طريق وضعها على سطح الجلد ، حيث تنتج تأثيرًا فوريًا.

للتغيرات السطحية ، حماية الجلد ، يتم استخدام المنتجات التي تحتوي على كسور جزيئية عالية ، والتي تخلق طبقة واقية ولا تخترق الجلد.

لتصحيح التغييرات العميقة المرتبطة بالعمر ، تكون العوامل ذات الكسور ذات الوزن الجزيئي المنخفض من المادة الفعالة مناسبة بشكل أفضل ، حيث يمكنها أن تخترق جزئيًا إلى عمق معين في الطبقات الداخلية ، حيث يتم تنفيذ تأثيرها البيولوجي.

في الآونة الأخيرة ، أصبحت طرق عدم الحقن شائعة بشكل متزايد ، بما في ذلك وضع مادة هلامية على الجلد ، يليها التعرض للتيارات الدقيقة والليزر والموجات فوق الصوتية.

أود أن أختم بنصيحة: كل شيء له وقته وأسبابه ، والقاعدة الأساسية للحياة الصحية والمزاج الجيد والمظهر الجميل هو الاعتدال. سعياً وراء الجمال ، حاولي استخدام منتج مثل حمض الهيالورونيك ، بدون زخرفة ، وستبدو بشرتك جيدة حتى في سن الشيخوخة.

لمزيد من المعلومات حول استخدام مستحضرات حمض الهيالورونيك للوجه ، ستتلقى من خلال مشاهدة مراجعة الفيديو:

سوفينسكايا إيلينا نيكولاييفنا ، معالج.