Kwas hialuronowy

Kwas hialuronowy (HA) to długi, nierozgałęziony polisacharyd zbudowany z powtarzających się jednostek kwasu glukuronowego i N-acetyloglukozaminy. Odkryto go w 1934 r. w ciele szklistym oka bydlęcego. HA jest wysoce hydrofilową, ujemnie naładowaną cząsteczką, która w wyższych masach cząsteczkowych tworzy lepką sieć. Jedna cząsteczka kwasu hialuronowego potrafi związać ponad tysiąckrotnie większą ilość wody niż wynosi jej masa cząsteczkowa. Metabolizm HA jest bardzo szybki – jego okres półtrwania w skórze wynosi 12–24 godziny, a we krwi – zaledwie kilka minut. 

Kwas hialuronowy jest jednym z głównych składników skóry – największego organu człowieka. Występuje także w tkance łącznej, ciele szklistym oka, chrząstce stawowej oraz macierzy zewnątrzkomórkowej (z ang. extracellular matrix, ECM), czyli strukturze otaczającej komórki. Dzięki temu odpowiada za elastyczność, sprężystość, miękkość skóry oraz jej zdolność do zatrzymywania wody. HA odgrywa również istotną rolę w procesie gojenia ran, choć mechanizm jego działania nie jest jeszcze w pełni poznany. Wiadomo jednak, że uczestniczy we wszystkich etapach regeneracji skóry – od stanu zapalnego, przez namnażanie komórek, aż po odbudowę tkanek. W zależności od masy cząsteczkowej wykazuje różne właściwości biologiczne – wysokocząsteczkowy HA działa przeciwzapalnie, natomiast niskocząsteczkowy może mieć działanie prozapalne.

Jako surowiec kosmetyczny kwas hialuronowy pozyskiwany jest głównie w procesach biotechnologicznych. Jego aktywność biologiczna zależy od masy cząsteczkowej – wysokocząsteczkowy HA tworzy na powierzchni skóry ochronną barierę ograniczającą parowanie wody, natomiast niskocząsteczkowy przenika w głąb warstwy rogowej naskórka, zapewniając głębokie nawilżenie. Naturalna zawartość kwasu hialuronowego w skórze, zwłaszcza macierzy zewnątrzkomórkowej, maleje wraz wiekiem. Skutkiem tego jest obniżenie poziomu nawilżenia i elastyczności skóry, co prowadzi do powstawania zmarszczek. Za degradację HA w organizmie odpowiada enzym – hialuronidaza – który rozszczepia wiązania glikozydowe między cząsteczkami HA. Efektem działania enzymu jest rozluźnienie tkanki łącznej, utrata sprężystości skóry i pogłębianie zmarszczek. Kwas hialuronowy obecny w kosmetykach zwiększa swoją objętość w kontakcie z wodą, tworząc lepką matrycę żelową, która wypełnia przestrzenie między komórkami skóry. Dzięki zdolności do wiązania wody HA poprawia nawilżenie górnych warstw naskórka, a tym samym – zwiększa elastyczność, jędrność i sprężystość skóry.

Kwas poliglutaminowy

Kwas poliglutaminowy (PGA) jest coraz częściej określany w branży kosmetycznej jako alternatywa dla kwasu hialuronowego. Porównanie to wynika z podobnych właściwości obu związków, takich jak: nieimmunogenność, nietoksyczność, biokompatybilność oraz silna zdolność wiązania cząsteczek wody. PGA jest naturalnym polipeptydem złożonym z cząsteczek kwasu L-glutaminowego, D-glutaminowego lub ich kombinacji. Połączone wiązaniami amidowymi cząsteczki PGA występują w dwóch formach – kwasu α-glutaminowego i γ-glutaminowego, które różnią się metodą wytwarzania. Kwas γ-glutaminowy powstaje w wyniku fermentacji produktów sojowych przez bakterie Bacillus subtilis, natomiast kwas α-glutaminowy otrzymuje się drogą syntezy chemicznej. Cząsteczka kwasu poliglutaminowego została odkryta mniej więcej w tym samym czasie co kwas hialuronowy, a jej właściwości hydrofilowe są porównywalne do HA. Efekt nawilżający PGA oraz mechanizm jego działania są bardzo zbliżone do tych, które wykazuje kwas hialuronowy, przy czym niektóre źródła sugerują, że PGA może wiązać wielokrotnie więcej cząsteczek wody niż HA.

PGA oddziałuje przede wszystkim na górne warstwy naskórka, tworząc na nich ochronny film, który zapobiega utracie wody. Dzięki temu wspomaga przywracanie elastyczności i jędrności skóry oraz redukuje uczucie suchości. Dodatkowo kwas poliglutaminowy wspiera naturalne procesy metaboliczne w naskórku, m.in. produkcję kwasu mlekowego i urokainowego. Jedną z przewag PGA nad kwasem hialuronowym jest jego zdolność do hamowania działania hialuronidazy, co zmniejsza rozkład naturalnie występującego HA w skórze i pomaga utrzymać jej odpowiednie nawilżenie oraz sprężystość.

Badania nad PGA wykazały, że jego połączenie z czynnikami wzrostu w zastosowaniu jako opatrunek skutecznie przyspieszało czas gojenia się ran oraz wspierało tworzenie się naczyń krwionośnych. W kosmetologii właściwość ta jest szczególnie cenna, ponieważ poprawa mikrokrążenia w skórze sprzyja lepszemu odżywieniu i dotlenieniu tkanek. Dzięki skróceniu czasu regeneracji PGA świetnie sprawdza się w produktach przeznaczonych do pielęgnacji skóry trądzikowej, gdzie często dochodzi do przerwania ciągłości naskórka. Jako surowiec kosmetyczny PGA znajduje również zastosowanie w produktach przeznaczonych do pielęgnacji skóry skłonnej do atopii. Badania na modelach mysich wykazały, że podawanie kwasu poliglutaminowego – zarówno przezskórnie, jak i doustnie – zmniejszało naciek komórek tucznych poprzez obniżenie poziomu przeciwciał IgE i IgG, co wspomaga łagodzenie reakcji alergicznych i stanów zapalnych skóry. Produkty zawierające kwas poliglutaminowy sprawdzają się także w pielęgnacji włosów i skóry głowy. PGA wspiera utrzymanie prawidłowego poziomu nawilżenia, a dodatkowo – tworzy na powierzchni włosów ochronną warstwę. W przypadku problemów skórnych, takich jak zapalenie mieszków włosowych czy wypryski, wspomaga skórę w procesie gojenia i regeneracji. Badania wskazują również na antyoksydacyjne właściwości PGA wobec rodników hydroksylowych oraz anionorodników ponadtlenkowych. Nadmiar tych wolnych rodników może prowadzić do stanów zapalnych oraz przyspieszać procesy starzenia się skóry. Dlatego stosowanie kwasu poliglutaminowego jest szczególnie korzystne w pielęgnacji skóry dojrzałej, gdzie efektywne działanie antyoksydacyjne odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu jej zdrowego wyglądu.

Czy PGA zdetronizuje na rynku kosmetycznym kwas hialuronowy?

Kwas hialuronowy znajduje się w niemal każdym produkcie kosmetycznym przeznaczonym do pielęgnacji skóry i jest dobrze przebadany pod względem bezpieczeństwa oraz skuteczności. Mimo że kwas poliglutaminowy został odkryty w podobnym czasie, jego obecność na rynku surowcowym rozwija się znacznie wolniej. PGA nie występuje naturalnie w organizmie, w przeciwieństwie do HA.

Tworzenie receptur kosmetycznych z użyciem obu substancji jest nie tylko możliwe, ale wręcz wskazane, ponieważ ich działanie się uzupełnia. Niskocząsteczkowy kwas hialuronowy nawilża skórę w głębszych warstwach, podczas gdy PGA tworzy na powierzchni naskórka okluzyjną warstwę ograniczającą utratę wody. Produkty zawierające PGA mają zwykle bardziej żelową konsystencję i dają uczucie lepkości. PGA wykazuje przewagę nad HA pod względem stabilności w masach kosmetycznych, lecz HA jest bardziej wszechstronny pod względem zastosowań, szczególnie w medycynie estetycznej, gdzie często stosowany jest w formie iniekcji skórnych. Mimo że obie substancje skutecznie nawilżają skórę, istnieją między nimi istotne różnice, które sprawiają, że kwas hialuronowy nadal utrzymuje silną pozycję na rynku kosmetycznym.