Kiedy następnym razem zobaczysz meduzę unoszącą się majestatycznie w wodzie, zwróć uwagę na jej niezwykłą elastyczność i przejrzystość. Te fascynujące morskie stworzenia, choć często niedoceniane, kryją w sobie tajemnicę, która zrewolucjonizowała współczesną medycynę i kosmetologię. Mowa o kwasie hialuronowym, związku chemicznym obecnym w tkankach meduz w dużych ilościach, który nadaje im charakterystyczną galaretowatą konsystencję i niezwykłą elastyczność. Zacznijmy od podstaw – czym właściwie jest hialuronian sodu? To sól sodowa kwasu hialuronowego, należąca do grupy glikozaminoglikanów, będących naturalnymi polisacharydami. Pod względem chemicznym jest to długołańcuchowy polimer zbudowany z powtarzających się jednostek disacharydowych, składających się z kwasu D-glukuronowego i N-acetylo-D-glukozaminy, połączonych wiązaniami glikozydowymi. Co czyni tę substancję wyjątkową, to jej zdolność do wiązania wody – jedna cząsteczka kwasu hialuronowego może związać nawet tysiąc razy więcej wody niż sama waży. Ta właściwość nadaje mu charakter doskonałego środka nawilżającego i wypełniającego. W preparatach kosmetycznych i medycznych stosuje się najczęściej formę soli sodowej kwasu hialuronowego, czyli właśnie hialuronian sodu, ze względu na jego lepszą rozpuszczalność w wodzie i stabilność [1][2].
Naturalna obecność hialuronianu w organizmie człowieka
Ludzki organizm sam wytwarza kwas hialuronowy, który pełni wiele istotnych funkcji fizjologicznych. Około 50% całkowitej ilości tej substancji znajduje się w skórze, gdzie uczestniczy w utrzymaniu jej nawilżenia, elastyczności i integralności strukturalnej [3]. Hialuronian obecny jest również w płynie stawowym, gdzie pełni rolę naturalnego smaru i amortyzatora, w ciałku szklistym oka – wspomagając jego przejrzystość – oraz w tkankach łącznych, gdzie wpływa na regenerację i gojenie ran [1][4].
Meduzy jako naturalne źródło inspiracji
Meduzy, choć często postrzegane jako proste organizmy morskie, są źródłem unikalnych inspiracji biotechnologicznych. Ich ciało składa się w ponad 95% z wody, a spójność tej struktury zapewnia właśnie kwas hialuronowy. Dzięki temu ich tkanki są jednocześnie elastyczne i odporne na uszkodzenia, mimo braku sztywnego szkieletu [1]. To właśnie obserwacja właściwości mechanicznych meduz przyczyniła się do pogłębienia badań nad zastosowaniem hialuronianu w bardzo wielu dziedzinach.
Historia i rozwój pozyskiwania hialuronianu
Historia odkrycia kwasu hialuronowego sięga 1934 roku, kiedy to Karl Meyer i John Palmer wyizolowali tę substancję z ciałka szklistego oka bydlęcego. Nazwa związku pochodzi od greckich słów „hyalos" (szklisty) oraz „uronic acid" (kwas uronowy), co odnosi się do jego przezroczystego wyglądu oraz zawartości kwasu uronowego w strukturze chemicznej. Początkowo badania nad kwasem hialuronowym koncentrowały się głównie na jego właściwościach fizykochemicznych. Jednak prawdziwy przełom nastąpił w latach 70. XX wieku, kiedy zaczęto odkrywać jego liczne funkcje biologiczne i potencjalne zastosowania w medycynie. Obserwacje meduz i ich niezwykłych właściwości mechanicznych, przypisywanych obecności kwasu hialuronowego, przyczyniły się do pogłębienia zainteresowania tą substancją i otworzyły drogę do nowych zastosowań. Obecnie produkcja hialuronianu sodu odbywa się głównie metodą fermentacji bakteryjnej, co pozwala uzyskać substancję o wysokiej czystości i określonej masie cząsteczkowej, minimalizując ryzyko przeniesienia patogenów [5]. Stosowanie bakterii takich jak Streptococcus zooepidemicus umożliwia produkcję hialuronianu na skalę przemysłową, m.in. do zastosowań medycznych i kosmetycznych. W procesie produkcji bakterie hoduje się w specjalnych bioreaktorach, a następnie wyizolowany kwas hialuronowy poddaje się oczyszczaniu i przekształceniu w sól sodową. Co ciekawe, naukowcy zainspirowani meduzami opracowali również innowacyjne metody produkcji biomateriałów na bazie kwasu hialuronowego, naśladujących unikalne właściwości tkanek tych morskich stworzeń. Dzięki zastosowaniu zaawansowanych technik inżynierii tkankowej możliwe jest obecnie uzyskanie biomateriałów o kontrolowanych właściwościach mechanicznych i biologicznych.
Rola hialuronianu w nawilżeniu skóry
Hialuronian sodu działa jak mikroskopijna gąbka – zatrzymuje wodę w głębszych warstwach skóry, zapobiegając jej parowaniu. W kosmetologii wykorzystuje się zarówno frakcje o niskiej, jak i wysokiej masie cząsteczkowej: niskocząsteczkowy hialuronian penetruje głębsze warstwy naskórka, natomiast wysokocząsteczkowy tworzy na powierzchni skóry ochronny film [6]. Dzięki temu można uzyskać kompleksowe działanie nawilżające, co potwierdzają liczne badania dermatologiczne [2][6].
Wspomaganie procesu gojenia ran
Kwas hialuronowy odgrywa istotną rolę w każdym etapie gojenia ran – od stymulowania migracji komórek i angiogenezy po modulację stanu zapalnego i przebudowę tkanek [1][4][7]. Zastosowanie preparatów z hialuronianem w postaci żeli, opatrunków lub pianek przyspiesza regenerację tkanek i zmniejsza ryzyko powstawania blizn [4][8]. Co więcej, nowoczesne formuły łączące hialuronian o wysokiej i niskiej masie cząsteczkowej mogą wykazywać dodatkowe działanie przeciwzapalne i przeciwbakteryjne [7].
Znaczenie hialuronianu dla zdrowia stawów
W stawach hialuronian jest głównym składnikiem płynu maziowego, gdzie pełni funkcję smarującą i amortyzującą. W chorobach zwyrodnieniowych jego ilość i jakość spada, co prowadzi do bólu i ograniczenia ruchomości. Wówczas możliwe jest zastosowanie preparatów dostawowych z hialuronianem sodu, które poprawiają lepkoelastyczność płynu stawowego i zmniejszają dolegliwości bólowe [1][5].
Zastosowanie w medycynie estetycznej
Medycyna estetyczna to dziedzina, w której hialuronian sodu znalazł szczególnie szerokie zastosowanie. Preparaty z kwasem hialuronowym są najczęściej wykorzystywanymi wypełniaczami do korekcji zmarszczek, bruzd i przywracania objętości tkanek. Działanie takich preparatów opiera się na zdolności kwasu hialuronowego do wiązania wody i tworzenia trójwymiarowego rusztowania w skórze. Co istotne, kwas hialuronowy używany w medycynie estetycznej ma formę usieciowaną, dzięki czemu dłużej utrzymuje się w tkankach i zapewnia trwalszy efekt. Zabiegi z użyciem kwasu hialuronowego są stosunkowo bezpieczne ze względu na jego biokompatybilność i biodegradowalność – z czasem jest on naturalnie rozkładany przez organizm [6].
Rola w okulistyce
Mało kto zdaje sobie sprawę, jak ważną rolę odgrywa kwas hialuronowy dla zdrowia oczu. Jest on naturalnym składnikiem płynu łzowego oraz ciałka szklistego oka, gdzie odpowiada za utrzymanie odpowiedniego nawilżenia powierzchni gałki ocznej oraz stabilność filmu łzowego. Właściwości wiskoelastyczne kwasu hialuronowego sprawiają, że jest on idealnym składnikiem kropli do oczu dla osób cierpiących na zespół suchego oka – zatrzymuje wodę na powierzchni rogówki, tworzy ochronny film i zmniejsza tarcie podczas mrugania. Co więcej, roztwory kwasu hialuronowego są szeroko stosowane w okulistyce podczas operacji zaćmy czy zabiegów wszczepienia soczewek wewnątrzgałkowych, gdzie pełnią funkcję ochronną dla delikatnych tkanek oka [9]. Hialuronian sodu znalazł również zastosowanie w produkcji nowoczesnych soczewek kontaktowych, gdzie poprawia ich zwilżalność, komfort noszenia i biokompatybilność.
Starzenie się a poziom kwasu hialuronowego
Z wiekiem naturalna zawartość kwasu hialuronowego w organizmie człowieka ulega stopniowemu zmniejszeniu. Proces ten zaczyna się już około 20. roku życia, ale staje się wyraźnie zauważalny po 40. roku życia. Szacuje się, że u osób w wieku 50 lat poziom kwasu hialuronowego w skórze może być nawet o połowę niższy niż u osób dwudziestoletnich. To zmniejszenie produkcji kwasu hialuronowego ma istotne konsekwencje dla organizmu: skóra traci elastyczność i jędrność, staje się bardziej podatna na zmarszczki i przesuszenie; stawy są mniej amortyzowane i bardziej narażone na uszkodzenia; proces gojenia ran przebiega wolniej. Co ciekawe, zmniejsza się nie tylko ilość, ale również jakość kwasu hialuronowego – cząsteczki stają się krótsze i mniej efektywne w pełnieniu swoich biologicznych funkcji [3]. W związku z tym rośnie zainteresowanie suplementacją i stymulacją naturalnej produkcji tej substancji.
Źródła pokarmowe i dieta wspierająca produkcję hialuronianu
Niestety, kwas hialuronowy jako taki nie występuje w produktach roślinnych, a jego zawartość w produktach pochodzenia zwierzęcego, które mogą być spożywane przez ludzi, jest stosunkowo niewielka. Największe ilości kwasu hialuronowego można znaleźć w produktach zawierających tkankę łączną, takich jak rosół ugotowany na kościach, skórze kurczaka czy wołowych ozorach. Alternatywą jest spożywanie produktów, które mogą stymulować naturalną produkcję kwasu hialuronowego w organizmie. Należą do nich pokarmy bogate w witaminę C (niezbędną do syntezy kolagenu i kwasu hialuronowego), takie jak cytrusy, papryka, brokuły czy truskawki, a także pokarmy zawierające antyoksydanty, które chronią istniejący już kwas hialuronowy przed degradacją – ciemne jagody, borówki, zielona herbata. Warto również pamiętać o odpowiednim nawodnieniu organizmu, które jest kluczowe dla utrzymania prawidłowego poziomu kwasu hialuronowego w tkankach [1].
Uwaga: Materiał ten ma wyłącznie charakter informacyjny i nie powinien być traktowany jako substytut profesjonalnej porady medycznej, diagnozy ani leczenia. W przypadku wątpliwości zdrowotnych skonsultuj się z lekarzem lub specjalistą.
Literatura
- Olczyk, P., Komosińska-Vassev, K., Winsz-Szczotka, K., Kuźnik-Trocha, K., & Olczyk, K. (2008). Hyaluronan: structure, metabolism, functions, and role in wound healing. Postepy Hig Med Dosw (Online), 62, 651–659.
- Waggett, S., Lyles, E., & Schlesinger, T. (2024). Update on Low-Molecular Weight Hyaluronic Acid in Dermatology: A Scoping Review. EMJ Dermatology.
- Hejran, A. B., Ashrafi, H., Baseer, A. Q., et al. (2024). The Importance of Hyaluronic Acid in Biological Systems. European Journal of Theoretical and Applied Sciences, 2(2), 65.
- Weindl, G., Schaller, M., Schäfer-Korting, M., & Korting, H. (2004). Hyaluronic Acid in the Treatment and Prevention of Skin Diseases: Molecular Biological, Pharmaceutical and Clinical Aspects. Skin Pharmacology and Physiology, 17(4), 207–213.
- Cortés, H., Caballero-Florán, I., Mendoza-Muñoz, N., et al. (2020). Hyaluronic acid in wound dressings. Cellular and Molecular Biology, 66(4), 191–198.
- Al-Halaseh, L., Tarawneh, S. K., Al-Jawabri, N. A., et al. (2022). A review of the cosmetic use and potentially therapeutic importance of hyaluronic acid. Journal of Applied Pharmaceutical Science.
- D’Agostino, A., Maritato, R., La Gatta, A., et al. (2019). In Vitro Evaluation of Novel Hybrid Cooperative Complexes in a Wound Healing Model. International Journal of Molecular Sciences, 20(19), 4727.
- Bouriga, N., Mili, S., Bahri, W., et al. (2022). Skin Wound Healing Potential and Antioxidant Effect of Hyaluronic Acid Extracted from Mytilus galloprovincialis and Crassostrea gigas. Pharmaceutical Chemistry Journal, 56(4), 381–386.
- Tsepilov, R. N., & Beloded, A. V. (2015). Hyaluronic Acid--an "Old" Molecule with "New" Functions: Biosynthesis and Depolymerization of Hyaluronic Acid in Bacteria and Vertebrate Tissues Including during Carcinogenesis. Biochemistry. Biokhimiia, 80(9), 1093–1108.