До питання про концентрацію гіалуронової кислоти в препаратах для биоревитализации

Серед різних ін`єкційних методів з арсеналу сучасного лікаря-косметолога одне з провідних місць сьогодні займає биоревитализация. Ця процедура передбачає внутрішньошкірне введення гіалуронової кислоти, а її оптимальна концентрація в препаратах для биоревитализации продовжує викликати дискусії фахівців.

Володимир Миколайович Хабаров
кандидат хімічних наук,
директор АНО "Науково-дослідний центр гіалуронової кислоти", Москва

За стало вже класичним визначенням биоревитализацию розглядають як "... .метод Внутрішньошкірних ін`єкцій немодифікованої гіалуронової кислоти (гиалуронана), що дозволяє досягти відновлення фізіологічного середовища і нормалізації обмінних процесів в дермі".

Більш ніж 10-річний досвід застосування нативної гіалуронової кислоти для биоревитализации дозволяє визначити основні характеристики подібних препаратів. Це особливо важливо в сучасних умовах, коли на ринку ін`єкційних препаратів для естетичної медицини представлені десятки біоревіталізантов, що розрізняються по концентрації, молекулярної масі, джерела походження гіалуронової кислоти.

Причини застосування гіалуронової кислоти для биоревитализации

Естетична медицина пропонує anti-age програми не тільки для корекції наявних порушень, а й для стимуляції та оптимізації власних можливостей шкіри. Безумовно, одним з основних методів вирішують ці проблеми, є біоревіталізація. Основна мета застосування даної методики поповнення гідратаційна резерву тканин і відтворення в шкірі сприятливих природних умов для функціонування клітин, а значить, і для активізації синтезу ендогенної гіалуронової кислоти та інших компонентів міжклітинного матриксу дерми.

Міжклітинний матрикс - динамічна система. Його структури з різною швидкістю безперервно оновлюються - руйнуються і одночасно відновлюються. Сталість клітинних структур дерми, як, втім, і всього організму, засноване на узгодженості процесів катаболізму і анаболізму. Наявність досконалої системи взаємозв`язків, регуляції і координації цих процесів забезпечує підтримку внутрішніх параметрів матриксу в межах норми. Необхідною умовою збереження стаціонарного стану клітини служить матеріальний і енергетичний обмін. І що найважливіше - дефіцит субстратів або надлишок метаболітів, наприклад гіалуронової кислоти, є стрес-факторами і можуть викликати порушення регуляції метаболізму і регенерації клітинних структур дерми. Зокрема, надмірна кількість екзогенної гіалуронової кислоти може призводити до небажаних ефектів.

Як визначити оптимальну кількість гіалуронової кислоти?

З огляду на вищесказане, стає зрозуміло, що кількість введеної в шкіру гіалуронової кислоти є надзвичайно важливим параметром при проведенні омолоджуючих процедур. У зв`язку з цим в НДІ загальної патології патофізіології РАМН під керівництвом кандидата медичних наук А.А. Московцева була виконана робота по вивченню впливу концентрації гиалуронана на життєздатність фібробластів.

Мал. 1. Метаболічна активність ендотеліоцитів EA.hy926 (криві 1 і 2) і фібробластів край ній плоті (криві 3 і 4) при 24- і 48-годинному (відповідно) дії препаратів гіалуронової кислоти з різною початковою концентрацією

Результати, представлені на малюнку, показують, що підвищена концентрація гиалуронана в культуральної рідини (вище значення 0,5 мас%, або 5 мг / мл) призводить до дозозалежного зниження виживаності фібробластів. При концентрації гіалуронової кислоти 2 мас% відбувається загибель 20-25% клітин. Головна функція фібробластів дерми - участь в метаболізмі міжклітинної речовини. Стан і функція основних позаклітинних компонентів сполучної тканини - колагенових, еластичних і ретикулярних волокон і міжклітинної матриксу - залежать від функціональної активності фібробластів.

Як правильно розрахувати оптимальну кількість гіалуронової кислоти для процедури?

Цілком очевидно, що зниження метаболічної активності клітинних структур може призводити до неузгодженості процесів катаболізму і анаболізму. Тому необхідно уникати небажаної передозування препарату, а для цього потрібно точно знати, яка кількість біоревіталізанта буде безпечно для пацієнта при ін`єкційному введенні препарату. Оцінимо, скільки гиалуронана може бути введено пацієнту одноразово. Якщо зона ін`єкції має приблизні розміри 20х20 см (400 см2), то при середній товщині дерми 4 мм об`єм дермального шару складе 160 см3. Фізіологічна концентрація гіалуронової кислоти в дермі становить 0,05 мас% (0,5 мг / мл). Таким чином, фізіологічне кількість гиалуронана в зоні передбачуваної ін`єкції становить 160 см2 х 0,5 мг / см3 = 80 мг.

Численні дослідження показують, що вікове зменшення вмісту ендогенної гіалуронової кислоти в шкірі пацієнтів стає помітним тільки після 60-річного віку, а основні коливання її кількості пов`язані з сезонним фактором (зокрема, зменшення її змісту в шкірі в літній період відбувається головним чином під впливом УФ -опромінення). Як правило, ці коливання становлять 15-20% від її фізіологічного змісту. Звідси випливає, що максимальний біоревіталізірующій ефект може бути досягнутий при введенні 2-2,5 мл 0,5% -ного або 1-1,5 мл 1% -ного гіалуронанового гідрогелю.

Необхідно відзначити, що 1% -ний (10 мг / мл) розчин гіалуронової кислоти є граничним по концентрації для біоревіталізанта. Зупинимося на цьому докладніше.

Добре відомо властивість макромолекул гиалуронана навіть при порівняно невеликих концентраціях (порядку 0,05-0,1 мас%) утворювати у водних розчинах в`язкі гідрогелеві структури. Молекула гіалуронової кислоти з молекулярною масою 1-1,5 млн Так здатна сорбувати як мінімум в 100 разів більше води, ніж важить сама. Таким чином, в 1% -ому розчині гиалуронана вся вода знаходиться в зв`язаному стані. Його макромолекули в такому розчині виявляють значну варіабельність конформації, але, як правило, набувають структуру середньостатистичного напівжорсткого клубка. Формуючи більш-менш жорсткий клубок, молекули полісахариду захоплюють величезну кількість води і утворюють досить великі домени.

Чому занадто багато гіалуронової кислоти - це погано?

Як показали гідродинамічні дослідження, реальна щільність ланцюгів гиалуронана всередині молекулярного домену невисока (близько 0,1-0,5 мас%), але залежить від його молекулярної маси. При введенні такого гелю в шкіру двовалентні іони кальцію і магнію з міжклітинного матриксу дерми зв`язуються з молекулами привнесеної гіалуронової кислоти і формують поперечні іонні зшивання полімерних ланцюгів. Зі збільшенням щільності поперечних зшивок гель набуває важко розчинними об`ємну структуру. При цьому зменшується величина його пір, що ускладнює проникність такої структуру для ферментів розщеплення (гіалуронідази). В результаті сповільнюються і розподіл гелю в міжклітинному просторі дерми, і катаболізм гіалуронової кислоти.

З ростом концентрації в гелі гіалуронової кислоти, особливо при перевищенні значення 1 мас%, утворюється щільна межмолекулярная сітка, що призводить до значного зростання його в`язкості. У концентрованих гідрогелю гіалуронова кислота вже не може існувати як "незалежне тіло" і купувати різні просторові структури. Можливі лише такі конформації, в яких кожне дисахаридного ланка кожної макромолекули займає в просторі лише те місце, яке не зайняте сусідніми макромолекулами. Тому в концентрованих розчинах молекулярні клубки значно переплетені між собою і місцями утворюють області з пониженим вмістом води. У цих областях гіалуронова кислота як би недорастворена і являє собою деяку подобу стислій губки. При попаданні таких гидрогелей у водне середовище, а дерма на 70-80% складається з води, клубки гіалуронової кислоти розправляються, приймаючи найбільш енергетично вигідну конформацію, і починають "тягнути на себе" воду з міжклітинної (інтерстиціального) простору дерми. (Те ж саме відбувається, коли стиснута губка звільняється від деформуючих напруг.) Таким чином, висококонцентровані гелі гиалуронана при внутрішньошкірних ін`єкцій призводять, як не парадоксально це може здатися, немає зростанню, а навпаки, до зниження рівня гідратації дерми. Це підтверджується результатами клінічних випробувань, проведених в 2008 році в Інституті пластичної хірургії і косметології МЗ РФ під керівництвом В.Г. Змазовой.

Для випробувань був узятий біоревіталізант з концентрацією гіалуронової кислоти 1,4% і молекулярною масою 1,6 млн Так. Апаратні вимірювання якісних характеристик шкіри проводили в динаміці - до застосування досліджуваного препарату і через 2 і 4 тижні після його введення. У всіх пацієнтів вологість шкіри протягом перших 2 тижнів після ін`єкції зменшилася (на 8-14%). Через 2 тижні після ін`єкції також у всіх випробовуваних вологість шкіри стала поступово зростати, і до кінця 4-го тижня її зростання склало 12-15% від початкового рівня. Ці дані свідчать про те, що як тільки кількість екзогенної (введеної) гіалуронової кислоти в результаті біодеградації зменшувалася до звичайних фізіологічних значень, препарат починав робити свій ревіталізірующее дію. Подібна дозозалежність може призводити до ряду негативних наслідків.

Чим може нашкодити надлишок гіалуронової кислоти?

Загальновідома вислів Авіценни "Все є ліки і все є отрута" як раз і означає, що фізіологічна дія різних хімічних сполук і фізичних факторів має, як правило, дозозалежний характер. Перерозподіл інтерстиціальної води міжклітинної матриксу при введенні значних кількостей гіалуронової кислоти, безумовно, є стрес-фактором для дерми. Замість того щоб "... Досягати ефекту пожвавлення шкіри і підвищувати її адаптаційні можливості завдяки відтворенню якісного міжклітинної матриксу та підвищенню проліферативної активності фібробластів в генетично запрограмованих межах", Як це пишуть в статтях по биоревитализации, ін`єкції великих кількостей гіалуронових препаратів, навпаки, призводять до дестабілізації тканинного і клітинного гомеостазу.

Втрата вологи фибробластами і іншими структурними елементами дерми призводить до зміни рН, іонного складу і іонної сили міжклітинної середовища, що може перешкоджати нормальному функціонуванню та активність матриксних білків внаслідок зміни їх структури або часткової їх денатурації. На поверхню білкових агрегатів виходять гідрофобні амінокіслот- триптофан, тирозин, фенілаланін, які в тривимірну структуру білків зазвичай розташовані всередині макромолекули. Ці амінокислоти активно поглинають УФ-випромінювання з довжиною хвилі 280 нм, і білки стають більш чутливими до даної частини спектра. Як результат виникає нестабільна конформація білків, що призводить до їх агрегації і формування відкладень (амілоїд). Крім того, в результаті порушуваних УФ-випромінюванням процесів перенесення енергії гідрофобні амінокислоти можуть брати участь в утворенні синглетного кисню - активної форми кисню, що бере участь в процесах окисного стресу. Синглетний кисень, будучи попередником гідроксильного радикала, сприяє появі міжмолекулярних зшивок в білках міжклітинної матриксу дерми. Це вкрай небажаний процес, що приводить до погіршення фізико-хімічних властивостей колагену, зниження його еластичності і здатності до набухання, розвитку резистентності до колагенази та ймовірності формування колагенозу.

Дані, наведені в статті, переконливо вказують на важливість врахування при проведенні естетичних процедур такого параметра, як концентрація гиалуронана в препаратах для биоревитализации. На практиці визначити, чи відбулася передозування біоревіталізанта, можна по тривалості існування папул після виконання ін`єкцій. Папули в точках ін`екцірованія, що не розсмоктуються протягом доби, прямо вказують на надмірну кількість введеної гіалуронової кислоти.

Шкіра людини - орган, який першим приймає на себе дію безлічі зовнішніх негативних чинників. Вона має високий адаптивним і регенеративним потенціалом. Тому одноразове перевищення дози, що вводиться гиалуронана, звичайно, не зробить значного згубного впливу. Але не можна забувати, що курси биоревитализации включають, як правило, 3-5 ін`єкційних процедур і проводяться з періодичністю 2-3 рази на рік. Такі "омолоджуючі" ін`єкції біоревіталізанта з перевищенням допустимої водимо дози гіалуронової кислоти здатні протягом декількох років застосування значно погіршити стан шкіри пацієнта. Наше завдання - звернути увагу лікарів-косметологів, та й самих пацієнтів, на можливі наслідки таких процедур.

Необхідно пам`ятати, що наявність довго не розсмоктуються папул після введення біоревіталізанта - не просто косметичний недолік, а серйозна причина відмовитися від використання такого препарату. У світлі порушеної теми може виникнути цілком закономірне питання - чи можлива подібна ситуація з філерами на основі гіалуронової кислоти, оскільки концентрація полісахариду в них становить 2% і більше? При застосуванні філерів ці проблеми малоймовірні, тому що сорбуються здатність поперечно-зшитої гіалуронової кислоти в рази менше, ніж не модифікований.