Гиалуроны хүчил нь анагаах ухаан, гоо сайхны салбарт өргөн хэрэглэгддэг амьтны гаралтай бүтээгдэхүүн юм. Энэ бодисын шинж чанарыг хараахан бүрэн ойлгоогүй байгаа бөгөөд хүний биед үзүүлэх нөлөө нь шинэ үеийн эмийг бий болгох ирээдүйтэй юм. Энэ нэгдэл нь дархлааны хариу урвалын үед үр хөврөл үүсэх, эсийн хуваагдал, тэдгээрийн ялгарал, хөдөлгөөнд идэвхтэй оролцдог.
Нээлтийн түүх ба нэр томъёо
Томъёоны дагуу гиалуроны хүчил нь молекулууд нь сульфатын бүлэг агуулаагүй давтагдах нэгжүүдээс бүрдэх гликозаминогликануудыг хэлдэг. Энэхүү өндөр молекул жинтэй нэгдлийг анх удаа үхрийн шиллэг биеээс ялгаж авчээ. Эхлээд эрдэмтэд энэ бодис нь зөвхөн хөхтөн амьтдын шинж чанартай гэж таамаглаж байсан. Гэсэн хэдий ч 1937 онд үүнийг няцаасан - үүнийг цус задралын стрептококк тариалсан шингэн тэжээлээс гаргаж авсан. 1954 онд Их Британийн ерөнхий шинжлэх ухааны Nature сэтгүүлд анх хэвлэгджээгиалуроны хүчлийн бүтцийн томъёо.
Бодисын нийтлэг нэр нь түүнийг нээсэн түүхтэй холбоотой (англ. "гиалоид" - шиллэг, "уроны хүчил" - уроны хүчил). Олон улсын химийн нэр томъёонд хүчил ба түүний давсыг нэгтгэсэн "гиалуронан" гэсэн нэр бас байдаг. Гиалуроны хүчлийн химийн томъёо нь: C₂₈H₄₄N₂O₂₃.
Одоогийн байдлаар түүний хэрэглээний хүрээ маш өргөн: анагаах ухаан, гоо сайхан, эмийн сан. Гиалуроны хүчил нь үндсэн болон туслах бодис болгон ашиглагддаг. Сүүлийн жилүүдэд нээсэн нэгдлийн шинж чанарууд нь ирээдүйд ашиглах боломж өндөр байгаа тул энэ биополимерын эрэлт хэрэгцээ байнга нэмэгдэж байна.
Барилга
Гиалуроны хүчлийн томъёо нь ердийн анион полисахарид юм. Молекулууд нь урт шугаман гинжээр холбогддог. Холбогдох бодисууд - глюкозын аминогликанууд - олон тооны сульфатжуулсан бүлгүүд байдаг. Энэ нь янз бүрийн изомерууд үүсэхийг тайлбарладаг - атомуудын орон зайн зохион байгуулалтаар ялгаатай нэгдлүүд. Тэдний химийн шинж чанар нь бас өөр өөр байдаг. Гиалуроны хүчил нь гликозаминогликануудаас ялгаатай нь химийн хувьд үргэлж ижил байдаг. Түүний шинж чанар нь олж авах арга, эх материалын төрлөөс хамаардаггүй.
Гиалуроны хүчлийн найрлагад D-глюкуроны хүчил ба N-ацетил-D-гликозамин ордог бөгөөд тэдгээр нь бета-гликозидын холбоогоор холбогдож, дисахаридын нэгжийг бүрдүүлдэг (450 Да-ийн молекул жинтэй глюкопиранозын цагираг). Энэ нэгдлийн молекул дахь тэдний тоо 25,000 хүрч болно. Үүний улмаас хүчил нь өндөр молекул жинтэй (5,000-20,000,000 Да) байдаг.
Гиалуроны хүчлийн дисахаридын фрагментийн бүтцийн томъёог доорх зурагт үзүүлэв.
Хүчлийн найрлага нь гидрофобик болон гидрофил хэсгүүдийг агуулдаг тул сансарт байгаа энэхүү өндөр молекулт нэгдэл нь эрчилсэн тууз шиг харагддаг. Хэд хэдэн гинжний хослол нь сул бүтэцтэй бөмбөгийг үүсгэдэг. 1000 хүртэлх усны молекулыг холбож, барьж байх чадвар нь гиалуроны хүчлийн томъёоны бас нэг онцлог юм. Энэ бодисын биохими нь юуны түрүүнд эдийг усаар хангаж, дотоод эзэлхүүнийг хадгалах өндөр гигроскопитой холбоотой юм.
Химийн шинж чанар
Гиалуроны хүчил нь дараах химийн шинж чанартай:
- олон тооны устөрөгчийн холбоо үүсэх;
- депротонжуулсан карбоксил бүлэг байгаатай холбоотойгоор усан уусмал дахь орчны хүчиллэг урвал үүсэх;
- шүлт металлаар уусдаг давс үүсэх;
- их хэмжээний чийг агуулсан хүчтэй гель бүтэцтэй (псевдогель) усан уусмалд үүсэх (уургийн цогцолбор ихэвчлэн тунадасждаг);
- хүнд металл болон будагч бодисоор уусдаггүй нэгдэл үүсгэх.
Гадна талаас нь харахад бодисын усан уусмал нь өндөгний цагаантай төстэй. Гиалуроны хүчлийн бүтцийн томъёо нь таныг авах боломжийг олгодогЭнэ нь орчны ионы орчноос хамааран хэд хэдэн хэлбэртэй:
- зүүн дан мушгиа;
- олон давхаргат хавтгай бүтэц;
- давхар мушгиа;
- Нягт молекул сүлжээтэй супер ороомог бүтэц.
Сүүлийн хэлбэр нь гуравдагч хэлбэр бөгөөд их хэмжээний ус, электролит, өндөр молекул жинтэй уураг шингээх чадвартай.
Янз бүрийн гаралтай гиалуроны хүчлийн ялгаа
Дээр дурьдсанчлан энэ бодисын бүтэц нь үйлдвэрлэлийн эх үүсвэрээс үл хамааран маш төстэй юм. Бактерийн болон амьтны гаралтай хүчлүүдийн хоорондох ялгаа нь тэдгээрийн полимержих зэрэг юм. Амьтны гаралтай гиалуроны хүчлийн найрлага нь бактерийн хэлбэрээс урт байдаг (4000-6000 ба 10000-15000 мономер тус тус).
Эдгээр бодисын усанд уусах чадвар нь ижил бөгөөд дисахаридын үлдэгдэлд гидроксил ба давсны бүлгүүд байгаа эсэхээс ихээхэн хамаардаг. Хүчиллэгийн химийн бүтэц нь амьд бүх хүмүүст ижил төстэй байдаг тул хүн, амьтанд хэрэглэхэд дархлаа судлалын сөрөг урвал үүсэх, татгалзах эрсдэлийг бууруулдаг.
Байгалийн үүрэг
Гиалуроны хүчлийн гол байршил нь хөхтөн амьтдын эд эсийн эс хоорондын (эсвэл эсийн гаднах) матрицын найрлага юм. Шинжлэх ухааны судалгаагаар энэ нь зарим бактери - стрептококк, стафилококк болон бусад шимэгч бичил биетний капсулд байдаг. Нэгдлийн нийлэгжилт нь сээр нуруугүй амьтдын биед (протозоа,үе хөлт, эхинодерм, өт).
Эрдэмтэд нянгийн гиалуроны хүчил үүсгэх чадвар нь нянгийн организм дахь хоруу чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд хөгжсөн гэж үздэг. Түүний оршихуйн улмаас бичил биетүүд арьсанд амархан нэвтэрч, колоничлох боломжтой. Ийм шимэгч бактери нь эзэн хүний дархлааны хариу урвалыг саармагжуулж, бусад микробын омгуудаас илүү идэвхтэй үрэвслийн процессыг өдөөдөг.
Гиалуроны хүчил нь эсийн хана эсвэл эсийн доторх органеллуудын мембранд шингэсэн уургаар үүсгэгддэг. Хүний биед агуулагдах бодисын хамгийн их концентраци нь үе мөчний хөндийг дүүргэх шингэн, хүйн, нүдний шиллэг бие, арьсанд байдаг.
Бодисын солилцоо
Гиалуроны хүчлийн нийлэгжилт нь ферментийн урвалын хэлбэрээр 3 үе шаттайгаар явагддаг:
- Глюкоз-6-фосфат – глюкоз-1-фосфат (фосфоржуулсан глюкоз) – UDP-глюкоз – глюкуроны хүчил.
- Амин сахар – глюкозамин-6-фосфат – N-ацетилглюкозамин-1-фосфат – UDP-N-ацетилглюкозамин-1-фосфат.
- Гиалуронат синтетаза ферментийн оролцоотой гликозид трансферазын урвал.
Хүний биед өдөрт 5 гр орчим энэ бодис үүсэж задардаг. Хүчиллэгийн нийт хэмжээ нь жингийн долоон мянга орчим хувийг эзэлдэг. Сээр нуруутан амьтдад хүчил нийлэгжилт нь 3 төрлийн ферментийн уургийн (гиалуронат синтетаза) нөлөөн дор явагддаг. Эдгээр нь металлын катионууд ба глюкозидын фосфатуудаас бүрдсэн металлопротейн юм. Гиалуронат синтетаза нь цорын ганц фермент юмхүчил үүсэхийг хурдасгадаг.
C₂₈H₄₄N₂O₂₃ молекулуудыг устгах үйл явц нь гиалуронан-литик ферментийн нөлөөн дор явагддаг. Хүний биед дор хаяж долоо нь байдаг бөгөөд тэдгээрийн зарим нь хавдар үүсэх процессыг дарангуйлдаг. Гиалуроны хүчлийн задралын бүтээгдэхүүн нь олиго- ба полисахаридууд бөгөөд шинэ судас үүсэхийг өдөөдөг.
Хүний биеийн үйл ажиллагаа
Хүний арьсны найрлага дахь коллаген, гиалуроны хүчил нь арьсны уян хатан, толигор байдлаас хамаардаг хамгийн үнэ цэнэтэй бодис юм. C₂₈H₄₄N₂O₂₃ дараах функцуудыг гүйцэтгэдэг:
- усыг хадгалах нь арьсны уян хатан байдал, тургорыг хангадаг;
- завсрын шингэний шаардлагатай зуурамтгай чанарыг бий болгох;
- эпидермисийн үндсэн болон дархлааны эсүүдийн нөхөн үржихүйд оролцох;
- гэмтсэн арьсны өсөлтийг дэмжих, нөхөн сэргээх;
- коллагены ширхэгийг бэхжүүлэх;
- орон нутгийн дархлааг бэхжүүлэх;
- чөлөөт радикалууд, химийн болон биологийн бодисуудаас хамгаална.
Энэ бодисын хамгийн их концентраци нь үр хөврөлийн арьсанд ажиглагддаг. Хөгшрөлтийн үед ихэнх хүчил нь уурагтай холбогддог бөгөөд энэ нь арьсны чийгшлийн түвшинг бууруулдаг. Ялангуяа 50-аас дээш насны хүмүүсийн бодисын солилцоог өөрөө зохицуулах чадвар эрс буурдаг.
Синовиал шингэн дэх гиалуроны хүчлийн дараах шинж чанарыг мөн тодорхойлсон:
- бүрэлдэхүүнмөгөөрсний тодорхой бүрэлдэхүүн хэсэг болох хондроитин сульфатыг агуулсан нэгэн төрлийн бүтэцтэй;
- мөгөөрсний коллагены бүтцийг бэхжүүлэх;
- үе мөчний хөдөлгөөнт хэсгүүдийг тослох, элэгдлийг багасгах.
Хүчиллэг молекулуудын биологийн үүрэг нь молекулын жингээс хамаарч өөр өөр байдаг. Тиймээс 1500 хүртэлх мономер агуулсан нэгдлүүд нь үрэвслийн эсрэг үйлчилгээтэй бөгөөд коллагены сүлжээг бий болгоход идэвхтэй оролцдог. 2000 хүртэлх мономерын гинжин хэлхээтэй полимерууд нь усны тэнцвэрийг хадгалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд өндөр молекулт нэгдлүүд нь хамгийн тод антиоксидант шинж чанартай байдаг.
Гиалуроны хүчил нь үр хөврөл үүсэх, хөгжүүлэх, эсийн хөдөлгөөнийг хянах - эсийн нэг газраас нөгөөд шилжих, гадаргуугийн эсийн рецептортой зарим харилцан үйлчлэлд оролцдог.
Хүлээн авах
Бодис олж авах үндсэн 2 бүлэг арга байдаг:
- Физик-химийн (хөхтөн, сээр нуруутан, шувуудын эд эсээс гаргаж авах). Амьтны гаралтай түүхий эд нь ихэвчлэн уураг болон бусад полисахаридуудтай хослуулан хүчил агуулдаг тул үүссэн бүтээгдэхүүнийг сайтар цэвэршүүлэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь эцсийн эмийн өртөгт нөлөөлдөг. Үйлдвэрийн хэмжээнд хүчил авахын тулд шинэ төрсөн хүүхдийн хүйн болон гэрийн тахианы самнуудыг ашигладаг. Олборлох өөр аргууд байдаг - үхрийн нүднээс, үе мөчний хөндий, үе мөчний уутыг дүүргэх шингэн; цусны сийвэн,мөгөөрс, гахайн арьс.
- Өсгөж авсан нян дээр суурилсан бичил биетний аргууд. Гол үйлдвэрлэгчид нь Пастерелламултоцид ба Стрептококк бактери юм. Эдгээр аргуудыг анх 1953 онд туршсан. Эдгээр нь илүү хэмнэлттэй бөгөөд улирлын чанартай түүхий эдийн нийлүүлэлтээс хамаардаггүй.
Эхний тохиолдолд биологийн материалыг нунтаглах, нэгэн төрлийн болгох аргаар устгаж, дараа нь хүчилийг органик уусгагчтай хольж пептидтэй хольж гаргаж авдаг. Үүссэн массыг ферментээр эмчилнэ, эсвэл уураг нь хлороформ эсвэл этилийн спирт, амил спиртийн холимогоор денатурацаар арилгана. Үүний дараа бодис нь идэвхжүүлсэн нүүрс дээр төвлөрдөг. Эцсийн цэвэрлэгээг ионы солилцооны хроматограф эсвэл цетилпиридинийн хлоридоор тунадасжуулах замаар хийдэг.
Эмнэлгийн хэрэглээ
Гиалуроны хүчлийг дараах эмгэгүүдэд хэрэглэнэ:
- нүдний эмгэг – катаракт; хагалгааны үед мэс заслын орчин болгон ашиглах;
- ортопеди - остеоартрит, үе мөчний мөгөөрсийг устгахаас хамгаалах, мөн түүний нөхөн сэргэлтийг идэвхжүүлэх (сүвний шингэний эндопротез);
- мэс засал - зөөлөн эдийг томруулах, мөгөөрсийг их хэмжээгээр тайрах мэс засал;
- эмийн бүтээгдэхүүн - нэгдлийн полимер бүтцэд суурилсан эм үйлдвэрлэх (шахмал, капсул, тос, гель, тос);
- хүнсний үйлдвэр - спортын хоол тэжээл;
- эмэгтэйчүүдийн эмчилгээ - наалдацыг арилгахсан;
- арьсны эмчилгээ - түлэгдэлт, тромбозын дараах трофик арьсны эмгэгийн эмчилгээ.
Эрдэмтдийн таамагласнаар энэ бодис нь хорт хавдрыг эмчлэх шинэ бүлгийн эмийн үндэс болж чадна.
Хүчлийн бусад шинж чанарууд нь бас ирээдүйтэй:
- нянгийн эсрэг, вирусын эсрэг үйлчилгээтэй (энэ нэгдэл нь герпес вирус болон бусад өвчний эсрэг идэвхтэй байдаг);
- цусны бичил эргэлтийг сайжруулах;
- үрэвслийн эсрэг үйлчилгээтэй;
- удаан үйл ажиллагаа (хүний эдэд аажмаар уусах).
Витамин
Витамины найрлага дахь гиалуроны хүчил нь түүний аналог болох цэвэршүүлсэн натрийн гиалуронат хэлбэрээр ашиглагддаг. Бодисын гол зорилго нь арьсны залуу байдлыг хадгалах, чийгшүүлэх, шархыг эдгээх явдал юм. Шингээлтийг сайжруулахын тулд аскорбины хүчлийг витамины цогцолборын найрлагад оруулдаг.
Мөн хүний үйл ажиллагааны олон салбарт хэрэглэгдэх үрэвслийн эсрэг болон дархлааг сайжруулах үйлчилгээтэй эм, хүнсний нэмэлт бүтээгдэхүүн гаргахаар судалгаа хийгдэж байна.
Гоо сайхны
Гоо сайхны салбарт энэ нэгдлийг насжилттай холбоотой өөрчлөлтийг засахад ашигладаг. Хүчлийн бүтэц нь бүх амьд организмд ижил төстэй байдаг тул арьсны дүүргэгч (тарилга), ялангуяа нүдний эргэн тойронд хэрэглэхэд тохиромжтой. Уг бодисыг эпидермисийн давхаргад удаан байлгахын тулд түүнийг хөндлөн холбоосын молекулуудын тусламжтайгаар өөрчилдөг.(хөндлөн холбогч). Хөндлөн холбоос бүхий дүүргэгч нь гель зуурамтгай чанар, хүчлийн агууламж, арьсанд шингэх хугацаа зэргээрээ ялгаатай.
Тарилгыг 1-3%-ийн усан уусмал хэлбэрээр арьсан дор эсвэл судсаар тарина. Энэ нь эд эсийн уян хатан, бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, үрчлээг мэдэгдэхүйц толигор болгоно.
C₂₈H₄₄N₂O₂₃ нь гадна гоо сайхны бүтээгдэхүүн болох гель, хөөс, тос болон бусад үндсэн бүтээгдэхүүний найрлагад нэмдэг. Найрлага дахь гиалуроны хүчил нь гиалуроны хүчил (мөн натрийн гиалуронатыг натрийн гиалуронат) гэж нэрлэдэг. Энэ төрлийн гоо сайхны бүтээгдэхүүн нь дүүргэгчтэй ижил шинж чанартай - үрчлээс, батга үүсэхээс сэргийлж, арьсыг чийгээр хангахад тусалдаг.
