Гиалуроновая кислота - Биоревитализация - Ial
advertisement
Материалы и методы Гиалуроновая кислота: биологический контроль над воспалением и ранозаживлением Е.А. Чайковская кандидат фармацевтических наук, главный редактор журнала «Инъекционные методы в косметологии» Е.З. Парсагашвили дерматокосметолог, физиотерапевт (Санкт-Петербург) Проблема контроля над воспалением весьма актуальна при проведении инвазивных косметологических процедур. Причем важен именно контроль (регуляция, модуляция), а не подавление этого процесса, поскольку воспаление является важнейшей приспособительной реакцией, которая лежит в основе заживления, восстановления, обновления тканей после любой травмы [1]. Однако, по словам Г. Селье, «вопреки распространенному мнению, природа не всегда поступает наилучшим образом». Последствием чрезмерно активного и затянувшегося воспалительного процесса может стать патологическое рубцевание, формирование поствоспалительной пигментации, что в эстетической медицине недопустимо. Полное подавление воспаления, в свою очередь, чревато отключением механизмов санации области повреждения и других процессов, обеспечивающих восстановление поврежденных тканей через полноценную реституцию. Сегодня в арсенале врачей есть достаточно препаратов, позволяющих подавлять или ограничивать воспалительный процесс. Сравнительно недавно начали активно изучать противовоспалительные свойства гиалуроновой кислоты (ГК), в том числе ее фракций с различной молекулярной массой [2]. Установлено, что высокомолекулярная ГК (ВМ ГК) обладает противовоспалительным действием, в то время как низкомолекулярная ГК (НМ ГК) обусловливает провоспалительные эффекты [3–5]. И в то же время НМ ГК, стимулируя генерацию целого комплекса факторов воспаления, одновременно способствует экспрессии гиалуронатсинтазы, что ведет к накоплению в очаге повреждения ВМ ГК [6–7]. Таким образом, ГК выступает модулятором воспаления, как острого, так и хронического [8]. Боль и отек — основные признаки воспаления Воспаление — это защитная реакция организма в ответ на повреждающий стимул. Воспалительная реакция направлена на локализацию, инактивацию и элиминацию из организма фактора повреждения, а также на ограничение последствий его воздействия на органы и ткани. По мнению некоторых специалистов воспаление относится к адаптивным реакциям, однако при определенных условиях может трансформироваться в патологический процесс. Классическая тетрада признаков воспаления включает покраснение, повышение температуры, боль и отек. Напомним, не претендуя на академичность изложения, основные механизмы развития эритемы, боли и отека при воспалении (рис. 1) [1]. В первые секунды после повреждения сенсорные волокна, участвующие в ноцицепции (восприятии боли), выделяют особые нейропептиды: субстанцию Р, пептид гена, родственного кальцитонину, и пептид протеинового гена. Кроме ощущения боли, указанные нейромедиаторы вызывают выраженную вазодилатацию. Клинически это проявляется покраснением: гиперемия кожи демонстрирует ее повреждение. Развитие воспаления включает процесс, который носит название «каскад адгезии лейкоцитов» [2]. В ответ на травму продуцируются провоспалительные цитокины (интерлейкины 1 и 6, фактор некроза опухолей (ФНО) и γ-интерферон). Эти цитокины активируют эндотелий кровеносных сосудов, экспрессируют в эндотелитоцитах молекулы клеточной адгезии, которые способствуют привлечению дополнительных порций лейкоцитов в область повреждения. Наблюдается так называемый феномен «краевого стоя- 20 Инъекционные методы в косметологии № 4-2011 Материалы и методы ния лейкоцитов» или маргинации, при котором клетки выходят из осевого кровотока и как бы катятся по эндотелию, словно «мостят» его, как галька дно ручья [9]. Сами же эндотелиоциты набухают и округляются, что способствует повышению проницаемости стенки сосудов и экссудации. Далее лейкоциты прикрепляются к эндотелию посредством мембранных рецепторов и секретируют некоторое количество протеаз, которые, воздействуя на стенку кровеносных сосудов, также повышают ее проницаемость. Через «разрыхленную» стенку лейкоциты мигрируют в ткани, инфильтрируют их, формируя лейкоцитарный вал, отграничивающий очаг воспаления. В некоторых случаях более половины от общего числа фагоцитирующих клеток оказывается в зоне воспаления! Напомним, что к активному диапедезу (миграции форменных элементов крови через стенку кровеносного сосуда в ткани) способны все виды лейкоцитов. За счет фагоцитоза поврежденных клеток и их фрагментов осуществляется санация области травмы, что является необходимым условием эффективного ранозаживления. Однако для живого организма в критических условиях (в том числе при травме) характерны гиперреакции: слишком большое количество лейкоцитов мигрирует в область повреждения, что сопровождается чрезмерным разрушением кровеносных сосудов с выходом крови в ткани. Это одна из причин отека [9]. Еще одним фактором формирования отека является повышение проницаемости стенки сосудов под действием факторов воспаления, например, гистамина [10, 11]. Развившийся отек обусловливает компрессию ноцицепторов, что также является причиной болевых ощущений наравне с непосредственным раздражением нервов субстанциями воспаления [2]. Наконец, гистамин, воздействуя уже в малых дозах на Н1-рецепторы, сам по себе способствует формированию ощущений боли, жжения, зуда, напряжения. Вслед за мгновенным воздействием сенсорных нейропептидов в течение следующих минут важная роль в развитии альтерации и сосудистых изменений отводится медиаторам липидного происхождения — простагландинам (ПГ), тромбоксану, лейкотриенам и родственным им соединениям, которые относятся к группе эйкозаноидов. Эйкозаноиды никогда не накапливаются в клетках, они всегда синтезируются заново и представляют собой медиаторную систему быстрого реагирования на повреждение. В системном кровотоке они инактивируются, поэтому их действие ограничивается аутокринным (воздействие на клетку, синтезировавшую сигнальную молекулу) и паракринным (воздействие на соседние клетки) уровнем. Медиаторами (посредниками) воспаления являются биологически активные соединения, образующиеся при повреждении тканей. Они обеспечивают развитие и исход воспаления, отвечают за формирование его местных и общих признаков. Практически все медиаторы являются модуляторами воспаления, т.е. способны как усилить, так и ослабить выраженность воспалительных реакций. Арахидоновая кислота, образующаяся из фосфолипидов клеточной мембраны (а именно — из фосфатидилхолина), дает начало простагландиновому каскаду, который, повторим, является неотъемлемой частью воспалительного процесса (рис. 2 и 3) [2]. Ключевую роль в каскаде арахидоновой кислоты играют две известные на сегодня изоформы фермента циклооксигеназы — ЦОГ 1 и ЦОГ 2. Циклооксигеназа 1 экспрессируется тромбоцитами, клетками эпителия желудка, нейронами, эндотелиоцитами ПАТОГЕННЫЙ ФАКТОР Повреждение клеток Высвобождение факторов воспаления и гистамина Сосудистая реакция, включающая вазодилатацию и повышение проницаемости сосудистой стенки ПОКРАСНЕНИЕ ГИПЕРТЕРМИЯ Рис. 1. Патогенез и симптомы воспаления [1] Клеточная пролиферация Миграция лейкоцитов в очаг повреждения сосудистого русла Экссудация и диапедез Возбуждение ноцицепторов ОТЕК БОЛЬ НАРУШЕНИЕ ФУНКЦИЙ 2211 Материалы и методы Альтерация клеточных мембран — это тот великий пианист, который включает через клавиши липидных медиаторов тканевой ответ на повреждение (воспаление) (А.Ш. Зайчик, Л.П. Чурилов, 2001). и клетками эпителия почечных канальцев, участвует в синтезе нормальных метаболитов, в частности, обладающих цитопротекторным действием, т.е. поддерживает гомеостаз. Фермент ЦОГ 2 обнаруживается в клетках почек, головного и спинного мозга, поджелудочной железы, кишечника, тимуса, репродуктивных органов, кровеносных сосудов, суставов, кожи и экспрессируется при воспалении [12]. Повышение уровня арахидоновой кислоты в ответ на повреждение тканей способствует активации ЦОГ 2 и синтезу провоспалительных простагландинов, которые, раздражая нервные окончания, также вызывают боль [13–15]. Подчеркнем, что образующиеся в процессе трансформации арахидоновой кислоты простагландины ПГ Е2, ПГ I2, ПГ D2, тромбоксан и другие эйкозаноиды принимают участие в различных биологических процессах, причем эффекты этих родственных соединений могут быть разнонаправленными, а одно и то же соединение в разных тканях может действовать прямо противоположным путем. Но именно таким образом и осуществляется поддержание гомеостаза (точнее, гомеокинеза) [2]. Биогенные амины (такие, как гистамин), секретируемые иммунокомпетентными клетками, через активацию Н2-рецепторов также повышают продукцию арахидоновой кислоты [16]. Кроме того, многие из перечисленных выше медиаторов воспаления способствуют превращению кининогена в брадикинин, который, в свою очередь, не только стимулирует образование арахидоновой кислоты, но сам по себе воздействует на ноцицепторы, реализуя еще один независимый механизм развития боли [2]. Механизмы действия современных противовоспалительных препаратов Поскольку именно провоспалительные эйкозаноиды во многом обусловливают развитие болевого синдрома и отека, поиски эффективных противовоспалительных препаратов закономерно велись среди ингибиторов их синтеза [17, 18]. На рис. 4 проиллюстрированы механизмы противовоспалительного и обезболивающего действия нескольких групп препаратов, связанные с каскадом арахидоновой кислоты [2]. Кортикостероиды активно применяются начиная с 1950-х годов и являются высокоэффективными средствами купирования воспаления. Препараты этой группы блокируют провоспалительные цитокины ИЛ 1 и 6, ФНО, которые участвуют в запуске каскада арахидоновой кислоты (позиция 5 на рис. 4) [2]. Таким образом обеспечивается Лейкотриены Бронхоспазм, отек слизистой оболочки бронхов, анафилаксия, аллергия, астма, острые коронарные события, ишемическая атака, воспаление 5-лип Фосфолипиды клеточной мембраны оксиг еназа Фосфолипаза А2 Арахидоновая кислота ЦОГ 1 — обеспечивает поддержание гомеостаза ЦОГ 2 — экспрессируется при воспалении ЦОГ 1 или ЦОГ 2 Простагландин H2 Тромбоксан Образование тромба, сокращение гладкой мускулатуры, вазоконстрикция, бронхоспазм, пролиферация лимфоцитов ПГ D2 Нормальный сон, аллергическое воспаление, сокращение гладкой мускулатуры, подавление свертывания крови, вазодилатация, бронхоспазм, понижение температуры тела ПГ I2 Критическое значение для сосудистого гомеостаза и образования тромба. Вазодилатация/вазоконстрикция, воспалительная гипералгезия, стимуляция процессов ранозаживления ПГ Е2 Повышение проницаемости сосудистой стенки, повышение секреции слизи и подавление секреции соляной кислоты клетками слизистой оболочки желудка, бронходилатация, вазодилатация, иммуносупрессия, повышение температуры тела (лихорадка), сонливость Рис. 2. Синтез и биологические функции эйкозаноидов Эйкозаноиды относятся к сигнальным молекулам, участвующим в поддержании гомеостаза. Синтезируются по мере необходимости из арахидоновой кислоты. Действие разных простагландинов может быть разнонаправленным, а эффекты одного и того же соединения могут различаться в разных тканях. 22 Инъекционные методы в косметологии № 4-2011 Материалы и методы Провоспалительные факторы: ИЛ 1 и 6, ФНО и Кал кре Фосфолипиды клеточной мембраны ин Брадикинин Фосфолипаза А2 Отек и боль Гистамин Кининоген Отек и боль 5-л и кс по ен иг аз а Арахидоновая кислота ЦОГ 1 или ЦОГ 2 ПГ H2 Лейкотриены ПГ Е2 Тромбоксан Отек и боль Рис. 3. Простагландиновый каскад при воспалении Следствием травмы является синтез и секреция провоспалительных факторов, которые стимулируют процесс деацетилирования фосфолипидов клеточных мембран с участием фосфолипазы А2, в результате чего образуется повышенное количество арахидоновой кислоты. Брадикинин участвует в механизмах формирования отека и боли, кроме того, он активизирует фосфолипазу А2. Гистамин также стимулирует синтез арахидоновой кислоты. В результате дальнейших превращений в области повреждения накапливаются провоспалительные ПГ. ПГ I2 ПГ D2 предупреждение развития воспалительной реакции. Кроме того, кортикостероиды блокируют фосфолипазу А2 и предотвращают образование избыточного количества арахидоновой кислоты (позиция 1 на рис. 4). Важно отметить, что такие препараты не подавляют упомянутые реакции полностью, а лишь ограничивают их [2]. Хорошо известны и побочные эффекты кортикостероидов, поэтому во многих случаях они не являются препаратами выбора для купирования боли при воспалении [19, 20]. Антигистаминные препараты ингибируют секрецию гистамина и блокируют процессы, с ним связанные (позиция 2 на рис. 4). Активность таких препаратов избирательна и у них много побочных эффектов, к которым относится сонливость в дневное время и др. [21]. В настоящее время чаще всего используются нестероидные противовоспалительные средства (НПВС). Эти препараты блокируют конверсию арахидоновой кислоты в простаноиды путем ингибирования ЦОГ 1 и ЦОГ 2 — неспецифического, избирательного или селективного в отношении определенной изоформы фермента (позиция 3 на рис. 4) [2]. К этой группе лекарственных препаратов относятся аспирин, диклофенак натрия, ибупрофен, кетопрофен, пироксикам, нимесулид, рофекоксиб (виокс), целекоксиб (целебрекс) и др. Наиболее распространенные НПВС не только обеспечивают блокаду развития простагландинового каскада, связанного с воспалением, ингибируя ЦОГ 2, но и за счет подавления активности ЦОГ 1 ограничивают синтез простагландинов, обеспечивающих протекцию слизистой оболочки желудка, поддерживающих оптимальный уровень свертываемости крови. Распространенные побочные эффекты таких препаратов — формирование язв на слизистой оболочке желудка, желудочные кровотечения, кровотечения из геморроидальных узлов. Селективные ингибиторы ЦОГ 2 из группы коксибов — виокс и целебрекс — кроме всего прочего блокируют синтез простаноидов, обеспечивающих вазодилатацию и ограничивающих свертываемость крови. На фоне использования некоторых из этих препаратов повышается риск развития инфарктов и инсультов [22–24]. Ингибиторы 5-липоксигеназы блокируют образование лейкотриенов. Такие препараты (монтелукаст, зафирлукаст, зилейтон) используются в комплексе лечения бронхиальной астмы и аллергии. Изучается влияние ингибиторов 5-ЛОГ на развитие репаративных процессов [25]. Однако, по последним данным FDA, и у них обнаружены серьезные побочные эффекты в отношении ЦНС и психических функций. Итак, можно констатировать, что идеального противовоспалительного препарата на сегодняшний день не существует. Фармакотерапия воспаления практически всегда сопряжена с риском развития более или менее серьезных осложнений. Вот почему так актуален дальнейший поиск препаратов с механизмом действия, не затрагивающим синтез протекторных простагландинов и не связанным с подавлением пролиферативных процессов (как у кортикостероидов). Наиболее распространенные НПВС подавляют синтез простагландинов с цитопротекторным действием, а также регулирующих свертываемость крови и тонус сосудов. 2233 Материалы и методы Провоспалительные факторы: ИЛ 1 и 6, ФНО 5 Фосфолипиды клеточной мембраны 5 Брадикинин 1 Фосфолипаза А2 2 Гистамин Кининоген 5-л и кс по ен иг аз а Арахидоновая кислота 3 ЦОГ 1 или ЦОГ 2 ПГ H2 4 Рис. 4. Возможности противовоспалительной фармакотерапии [2] Кортикостероиды блокируют фосфолипазу А2 (позиция 1) и ингибируют действие провоспалительных цитокинов (позиция 5). Антигистаминные препараты блокируют секрецию гистамина (позиция 2). НПВС блокируют превращение арахидоновой кислоты в ПГ, ингибируя ЦОГ (позиция 3). Препараты из группы блокаторов лейкотриенов ингибируют ферменты 5-липоксигеназу и ЦОГ (позиции 3 и 4). Лейкотриены ПГ Е2 Тромбоксан ПГ I2 ПГ D2 Механизмы противовоспалительного действия ГК ГК относится к гликозаминогликанам (ГАГ), однако в отличие от других представителей этого класса соединений — хондроитин, дерматин, кератин и гепарин сульфатов, — ее молекулы не сульфатированы. Молекулярная масса полисахарида, синтезируемого в живых организмах, варьируется в пределах 5–20 000 кДа [2]. Гиалуроновая кислота была открыта и изучена более 70 лет назад, и в фокусе пристального внимания всегда были ее физические свойства, а именно — уникальная гигроскопичность, способность поддерживать высокую вязкость растворов, необходимую для обеспечения функций стекловидного тела, синовиальной жидкости, поддержания вязкоупругих свойств кожи. Однако в последнее время сложились и укрепились представления о том, что компоненты внеклеточного матрикса, в том числе и ГК, выполняют не только пассивную структурообразующую роль, но и принимают активное участие в регуляции биологических процессов. Многочисленными исследованиями подтверждено, что ГК модулирует процесс ранозаживления, пролиферацию и миграцию клеток, проявляет антиоксидантную активность [7]. Сотрудниками компании Dermal Research Labоratories (США) было замечено, что после накожного нанесения состава, включающего ГК, болезненность и отек в области выраженного воспаления значительно уменьшались. Эти наблюдения послужили стимулом для проведения специальных исследований [2]. Долгое время исследователей интересовали лишь физико-химические свойства гиалуроновой кислоты. Сегодня все большее внимание уделяется изучению ее биологического действия. 24 Известно, что ГК замедляет движение лейкоцитов и ограничивает адгезию нейтрофилов к стенке сосуда [26–29]. Можно предположить, что избыток ГК в кровотоке будет вмешиваться в процесс взаимодействия лейкоцитов с рецепторами СD44 на стенке сосуда. Эти рецепторы представляют собой гликопротеиды, встроенные в клеточную мембрану как лейкоцитов, так и эндотелиоцитов сосудов. Рецепторы CD44 отвечают за межклеточные взаимодействия, а также за связывание ГК (т.е. являются гиалатгеринами). Если молекулы ГК «садятся» на рецепторы СD44, взаимодействие лейкоцитов с эндотелием не происходит, проницаемость сосудов существенно не повышается, развитие отека ограничивается, несмотря на активную миграцию лейкоцитов в очаг повреждения [2]. Но это гипотеза. Тем не менее эффект снижения проницаемости сосудистой стенки под действием ВМ ГК доказан в исследованиях in vitro и in vivo [30]. Одним из механизмов является подавление экспрессии белка, связывающего гиалуроновую кислоту (HABP2), который является индуктором протеаз, «разрыхляющих» стенку сосудов [31]. На фоне повреждения ВМ ГК блокирует синтез и секрецию некоторых медиаторов воспаления — ИЛ 1 и 6, ФНО, а также избыточную продукцию фосфолипазы А2 (позиции 1 и 5 на рис. 5) [32–38]. При этом физиологический процесс синтеза простагландинов не нарушается. В этом плане ГК схожа с кортикостероидами, однако не обладает побочными эффектами последних. При лечении остеоартрозов внутрисуставные инъекции препа- Инъекционные методы в косметологии № 4-2011 Материалы и методы Таблица Воспаление и ГК (данные экспериментальных и клинических исследований) [2] Что происходит при воспалении Участие ГК Острое и хроническое воспаление Модулирование процессов острого и хронического воспаления в условиях in vivo Возрастание уровня конечных продуктов гликации (AGE), которые присутствуют в амилоидных бляшках ГК подавляет воспаление, связанное с накоплением AGE Повышение уровня ядерного фактора транскрипции NF-кВ ГК ингибирует NF-кВ Повышение активности ноцицепторов ГК снижает ноцицептивную активность (Pozj M.A., Balazs E.A., Belmonte C., 1997) Повышение уровня ФНО ГК ингибирует ФНО Повышение активности фосфолипазы, инициирующей каскад арахидоновой кислоты ГК ограничивает активность фосфолипазы, модулируя каскад арахидоновой кислоты Повышение уровня провоспалительных цитокинов — ИЛ-1, 4 и 6 ГК ингибирует активность ИЛ 1, 4 и 6 Отек и инфильтрация очага нейтрофилами ГК ограничивает отек и развитие нейтрофильной инфильтрации Повышение в макрофагах уровня воспалительного протеина MIP-2 ГК подавляет активность MIP-2 Синтез и секреция брадикинина ГК ингибирует образование брадикинина Повышение продукции гистамина в результате активации системы врожденного иммунитета ГК подавляет продукцию гистамина ратов ГК позволяют купировать боль столь же эффективно, как и применение синтетических кортикостероидов (метилпреднизолона и триамцинолона). Инъекции ГК обеспечивают более длительный эффект обезболивания и гораздо лучше переносятся [39]. Показано, что при лечении воспаления височнонижнечелюстного сустава препараты ГК более эффективны, чем кортикостероиды [40]. Высокомолекулярная ГК является селективным ингибитором ЦОГ 2 и подавляет образование ПГ Е2 (позиция 2 на рис. 5). Этот эффект опосредован взаимодействием ГК с рецепторами CD44 на мембране макрофагов и подавлением синтеза ядерного фактора транскрипции NF-кВ [41]. ГК ингибирует конверсию кининогена в брадикинин (позиция 3 на рис. 5) [2]. Таким образом подавляется провоспалительное действие брадикинина, связанное с развитием отека и боли за счет прямого воздействия на ноцицепторы. Кроме того, ГК уменьшает секрецию гистамина (позиция 4 на рис. 5) [42]. Итак, ВМ ГК ограничивает синтез арахидоновой кислоты и провоспалительных простаноидов, ингибирует продукцию некоторых медиаторов воспаления, возможно, регулирует развитие каскада адгезии лейкоцитов, таким образом купируя воспаление, развитие отечности и боли. Однако при этом синтез жизненно важных простагландинов происходит в полном объеме, никоим образом не нарушаются процессы ранозаживления. Можно говорить об универсальной модулирующей роли ГК в отношении воспаления (таблица) [2]. Вот почему лекарственные препараты на основе гиалуроновой кислоты высокоэффективны и в то же время свободны от побочных эффектов, характерных для кортикостероидов, НПВС и антигистаминных препаратов. Участие ГК в пролиферативных процессах Пролиферация происходит в очаге воспаления постоянно. Главным условием успешного протекания репарации служит постепенное затухание острых альтеративных процессов за счет достаточной активности эндогенных противовоспалительных факторов, к которым относится ВМ ГК (наряду с гепарином, ингибиторами протеаз, противовоспалительными интерлейкинами ИЛ-10, TGFβ, антиоксидантами) [9]. Парадокс: стимуляторами миграции и пролиферации клеток обычно выступают провоспалительные факторы, однако ВМ ГК с противовоспалительными свойствами также оказывает влияние на процессы восстановления клеточного пула, причем как сама по себе, так и через модуляцию активности клеточных факторов роста. 2255 Материалы и методы Провоспалительные факторы: ИЛ 1 и 6, ФНО 5 Фосфолипиды клеточной мембраны 5 Брадикинин Кининоген 1 3 5-л и кс по ен иг аз а Фосфолипаза А2 4 Гистамин Арахидоновая кислота 2 ЦОГ 1 или ЦОГ 2 ПГ H2 Рис. 5. Механизмы противовоспалительного действия ГК [2] ГК участвует в подавлении процесса воспаления в позиции 1, 2 и 5, а также снижает активность гистамина (позиция 4) и подавляет синтез брадикинина (позиция 3). В отличие от кортикостероидов ГК ограничивает, но не блокирует полностью образование арахидоновой кислоты, т.е. не препятствует синтезу ПГ с протекторным действием Лейкотриены ПГ Е2 Тромбоксан ПГ I2 ПГ D2 В исследованиях на культуре клеток было установлено, что ВМ ГК не влияет на миграцию и пролиферацию кератиноцитов, миграцию фибробластов, однако оказывает выраженный дозозависимый эффект на пролиферацию фибробластов кожи. Однако при переходе от двухмерной модели изучения клеточного роста (на плоской поверхности) к трехмерной (модель клеточного эквивалента кожи) уже выявляется выраженный стимулирующий эффект ГК в отношении миграции, пролиферации и дифференциации кератиноцитов, а также эффект организации слоя фибробластов под сформированным «эпидермисом». Механизмы действия ГК опосредованы рецепторами-гиалатгеринами — CD44 и RHAMM [43]. Еще один важный момент: ГК способствует созреванию грануляционной ткани, ее постепенной трансформации. С одной стороны, синтез достаточного количества ГК обеспечивает формирование полноценного внеклеточного матрикса. С другой стороны, ВМ ГК защищает клетки от повреждения активными формами кислорода, неизбежно образующимися при воспалении [44]. Показания к применению препаратов ВМ ГК При размышлении о необходимости использования экзогенной ГК неизбежно встает вопрос: разве собственно ресурса ГК недостаточно для обеспечения эффективного контроля над воспалением? Ответ неоднозначный — и да, и нет. В подавляющем числе случаев ограниченного повреждения тканей у молодых и здоровых людей собственных регенераторных ресурсов, включающих гиалуроновую кислоту в составе внеклеточного матрикса, вполне достаточно. С возрастом ситуация несколько меняется. Известно, что, скажем, у собак нарушение синтеза ГК и, следовательно, ее дефицит в тканях, лежат в основе развития возрастных заболеваний суставов [45]. Вязкоэластичные свойства синовиальной жидкости по мере старения существенно изменяются, и связано это со снижением уровня ГК. В составе человеческого хряща количество ГК на протяжении жизни (от 2,5 до 86 лет) неуклонно возрастает, однако ее молекулярная масса падает: от 2,0х103 до 0,3х103 кДа. И это при том, что хондроцитами вне зависимости от возраста синтезируется высокомолекулярная ГК, которая у людей старшего возраста под действием гиалуронидазы очень быстро фрагментируется [46]. Поскольку образующиеся средне- и низкомолекулярные фрагменты ГК обладают провоспалительным действием, в тканях суставов пожилых людей поддерживается хроническое воспаление. Препараты на основе высокомолекулярной ГК с успехом используются в терапии артрозов, особенно у пожилых пациентов [47, 48]. Препараты синокром, вискорнеал орто, остенил, синвиск, суплазин и др. содержат исключительно высокомолекулярную ГК и вводятся внутрисуставно в синовиальную жидкость. Все они обладают выраженным симптоматическим (уменьшение боли и отека, восстановлении подвижности сустава) и хондропротекторным действием, поскольку нейтрализуют медиаторы воспаления и ограничивают фрагментацию 26 Инъекционные методы в косметологии № 4-2011 Материалы и методы ВМ ГК в ткани хряща. Присутствие в некоторых препаратах средне- и низкомолекулярной ГК драматически повышает риск развития острого асептического артрита [49]! Снижение уровня ГК в тканях глаза, начиная с 50-летнего возраста, вносит свой вклад в развитие различных заболеваний дистрофического характера [50]. У людей 76–89 лет, больных глаукомой, в области выхода зрительного нерва ГК в тканях практически отсутствует, тогда как у людей этого же возраста, но без патологии органа зрения или же у молодых людей этот феномен не наблюдается [51]. Уменьшение уровня ГК в тканях глаза и накопление хондроитин сульфата создают препятствие для оттока внутриглазной жидкости и поступления ее в системную циркуляцию, что сопровождается повышением внутриглазного давления и развитием глаукомы [52]. Возрастное снижение количества ГК в тканях глаза уменьшает устойчивость зрительного нерва к повышению офтальмотонуса, что обусловливает его атрофию при глаукоме. Результаты и экспериментальных, и клинических исследований показывают, что введение экзогенной ГК стимулирует выработку собственной ГК. Поэтому препараты на основе гиалуроновой кислоты используются в офтальмологии по самому широкому кругу показаний: для лечения атрофии зрительного нерва, злокачественной близорукости, ретинита различной природы, ирита, увеита, язв и ожогов роговицы, для профилактики и лечения цилиохориоидальной отслойки [53]. С возрастом в коже накапливается ГК, связанная с белками. Ее максимальное количество приходится на глубокие слои дермы. В экспериментальных исследованиях подтверждена эффективность препаратов ВМ ГК при лечении патологического процесса в легких, индуцированного сепсисом и длительной искусственной вентиляцией [54]. Что касается кожи, то общее количество ГК, включая ее низкомолекулярные фрагменты, в течение жизни остается на постоянном уровне, при том, что в эпидермисе ее содержание уменьшается, а в дерме не изменяется или даже повышается на участках, подверженных хроническому воздействию УФ-излучения [55]. Однако с возрастом увеличивается количество ГК, связанной с гиалатгеринами, т.е. со сниженной биодоступностью. Для примера, у плода лишь 7% ГК в коже находится в связанном состоянии, тогда как у пожилых людей этот показатель равен 23%. Кроме того, происходит перераспределение ГК: она накапливается преимущественно в глубоких слоях кожи. Все это приводит к формированию выраженной сухости кожи, которая является одним из признаков старения, к проблемам с ранозаживлением и развитию различных воспалительных заболеваний [56, 57]. Описанное выше является наглядным обоснованием целесообразности использования препаратов высокомолекулярной ГК при лечении инволюционных изменений кожи, причем как в виде монотерапии (у лиц среднего возраста с признаками фотоповреждения кожи на фоне хронического воспаления), так и в составе комплексной терапии, которая назначается при выраженных признаках старения кожи и мягких тканей лица. Гиалуроновая кислота, введенная непосредственно в дерму, выступает не только как препарат для биоревитализации, но как средство модуляции воспалительного процесса, индуцированного УФ-облучением (при фотоповреждении кожи) или каким-либо целенаправленным воздействием. Инъекции препаратов ВМ ГК на стадии подготовки к травматичным процедурам (химическим пилингам, лазерной и фототерапии, в том числе фракционному фототермолизу, радиоволновому и УЗ-лифтингу и т.д.) позволяют создать внутрикожное депо этого соединения и контролировать такие проявления воспалительного ответа, как боль, отек и эритему, обеспечивая более эффективную регенерацию. Клинически это выражается быстрым разрешением картины воспаления, ускоренным заживлением с более выраженным косметическим результатом. Важно отметить, что проведение инвазивных процедур на фоне подготовки кожи инъекциями препаратов ВМ ГК является отличной профилактикой развития осложнений, которые большей частью являются следствием неконтролируемого воспаления. Необходимость обеспечения пролонгированного действия в виде модуляции воспаления за счет присутствия в тканях именно высокомолекулярной ГК свидетельствует в пользу применения препаратов пролонгированного действия на основе внутренних эфиров ГК с замедленными темпами биодеградации. Стабилизация структуры гиалуроновой кислоты путем создания поперечных связей обеспечивает ее длительное присутствие в тканях после введения. Этот технологический прием широко используется при производстве филлеров: в зависимости от используемого стабилизирующего агента, степени стабилизации и модификации молекул ГК мы наблюдает большую или меньшую устойчивость введенных внутридермально и субдермально материалов к биодеградации. Однако именно стабилизация путем создания внутренних сложноэфирных связей гарантирует на первых стадиях биодеградации материала высвобождение нативной ВМ ГК, обладающей свойствами модулятора воспаления. 2277 Материалы и методы Заключение Гиалуроновая кислота модулирует процессы как острого, так и хронического воспаления. ГК способствует уменьшению боли и отека, снижая проницаемость сосудистой стенки. На самых начальных стадиях воспалительного процесса ГК блокирует каскад арахидоновой кислоты, однако при этом не нарушается синтез жизненно важных простагландинов с протекторным действием. С помощью ГК удается уменьшить боль и воспаление без каких-либо побочных эффектов. Снижение уровня ГК в тканях может способствовать развитию воспалительных заболеваний и состояний, связанных со старением, в том числе замедлению процессов регенерации. Использование препаратов ГК хорошо зарекомендовало себя в артрологии, офтальмологии, комбустиологии, хирургии. Интрадермальные инъекции препаратов на основе ВМ ГК и ее внутреннего эфира позволяют обеспечить эффективный контроль процессов воспаления и репарации после проведении травматичных омолаживающих процедур. Литература Риккен К.-Х. Воспаление: ключевая функция излечения. М., Арнебия, 2005. 2. Cooper C.A., Brown K.K., Meletis C.D., Zabriskie N. Inflammation and Hyaluronic acid. Alternat Complement Ther. 2008; 14б 2: 78–84. 3. Campo G.M., Avenoso A., Nastasi G. et al. Hyaluronan reduces inflammation in experimental arthritis by modulating TLR-2 and TLR-4 cartilage expression. Biochim Biophys Acta (BBA) — Molecular Basis of Disease. 2011; 1812, 9: 1170–1181. 18. Basbaum A.I., Julius D. Toward better pain control. Sci Am. 2006; 294: 60–67. 4. Collins S.L., Black K.E., Chan-Li Y. et al. Hyaluronan Fragments Promote Inflammation by Down-Regulating the Anti-Inflammatory A2a Receptor. Am J Respirat Cell Molecular Biol. 2011 [Epub ahead of print] (PubMed). 20. Becker B. Side effects of corticosteroids. Invest Ophthalmol. 1964; 3: 492–497. 5. Jiang D., Liang J., Noble P.W. Hyaluronan in tissue injury and repair. Annu Rev Cell Dev Biol. 2007; 23: 435–461. 6. Sayo T., Sugiyama Y., Takahashi Y. et al. Hyaluronan synthase 3 regulates hyaluronan synthesis in cultured human keratinocytes. J Invest Dermatol. 2002; 118: 43–48. 7. Ferguson E.L., Roberts J.L., Moseley R., Griffiths P.C., Thomas D.W. Evaluation of the physical and biological properties of hyaluronan and hyaluronan fragments. Int J Pharm. 2011. Doi: 10.1016/ j.ijpharm.2011.08.031 (PubMed). 8. Ialenti A., Di Rosa M. Hyaluronic acid modulates acute and chronic inflammation. Agents Actions. 1994; 43: 44–47. 9. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Общая патофизиология. ЭЛБИ-СПб., Санкт-Петербург, 2001. 10. Martin S., Maruta K., Burkart V. et al. IL-1 and IFN-gamma increase vascular permeability. Immunology. 1988; 64: 301–305. 11. Miyoshi S., Sugiyama K., Suzuki Y. et al. Enhancement of vascular permeability due to histamine-releasing effect of Vibrio vulnificus protease in rat skin. FEMS Microbiology Letters. 1987; 40, 1: 95–98. 12. Warner T.D., Mitchell J.A. Cyclooxygenases: New forms, new inhibitors, and lessons from the clinic. FASEB J. 2004; 18: 790–804. 13. Brock T.G., McNish R.W., Peters-Golden M. Arachidonic acid is preferentially metabolized by cyclooxygenase-2 to prostacyclin and prostaglandin E2. J Biol Chem. 1999; 274: 11660–11666. 14. Barry O.P., Kazanietz M.G., Praticò D. et al. Arachidonic acid in platelet microparticles up-regulates cyclooxygenase-2-dependent prostaglandin formation via a protein kinase C/mitogen-activated protein kinase-dependent pathway. J Biol Chem. 1999; 274: 7545–7556. 15. Simmons D.L., Botting R.M., Hla T. Cyclooxygenase isozymes: The biology of prostaglandin synthesis and inhibition. Pharmacol Rev. 2004; 56: 387–437. 28 16. Сологуб Т.В., Романцов М.Г., Кремень Н.В. и др. Свободнорадикальные процессы и воспаление (патогенетические, клинические и терапевтические аспекты). М., 2008. 1. Инъекционные методы в косметологии № 4-2011 17. Stix G. Better ways to target pain. Sci Am. 2007; 296: 84–88. 19. Rosen J., Miner J.N. Improving the utility of steroidal anti-inflammatories: Identification of selective glucocorticoid receptor modulators. Curr Med Chem Immun Endoc Metab Agents. 2002; 2: 11–22. 21. Lee E.E., Maibach H.I. Treatment of urticaria: An evidence-based evaluation of antihistamines. Am J Clin Dermatol. 2001; 2: 27–32. 22. Couzin J. Drug safety: Withdrawal of Vioxx casts a shadow over COX-2 inhibitors. Science 2004; 306: 384–385. 23. Mukherjee D., Nissen S.E., Topol E.J. Risk of cardiovascular events associated with selective COX-2 inhibitors. JAMA. 2001; 286: 954–959. 24. Мареев В.Ю. Кардиологический пациент и сопутствующая патология. Еще раз о кардиологической безопасности НПВП (http://celebrex.paininfo.ru/safety/76.html). 25. Green J.A., Stockton R.A., Johnson C., Jacobson B.S. 5-lipoxygenase and cyclooxygenase regulate wound closure in NIH/3T3 fibroblast monolayers. Am J Physiol Cell Physiol. 2004; 287, 2: 373-383. 26. Forrester J.V., Wilkinson P.C. Inhibition of leukocyte locomotion by hyaluronic acid. J Cell Sci. 1981; 48: 315–331. 27. Forrester J.V., Lackie J.M. Effect of hyaluronic acid on neutrophil adhesion. J Cell Sci. 1981; 50: 329–344. 28. Nandi A., Estess P., Siegelman M.H. Hyaluronan anchoring and regulation on the surface of vascular endothelial cells is mediated through the functionally active form of CD44. J Biol Chem. 2000; 275: 14939–14948. 29. Johnson P., Ruffell B. CD44 and its role in inflammation and inflammatory diseases. Inflam Allerg Drug Targets. 2009; 8, 3: 208–210. 30. Singleton P.A., Dudek S.M., Ma S.F. et al. Transactivation of sphingosine 1-phosphate receptors is essential for vascular barrier regulation: Novel role for hyaluronan and CD44 receptor family. J Biol Chem. 2006; 381: 34381–34393. 31. Mambetsariev N., Mirzapoiazova T., Mambetsariev B. et al. Hyaluronic Acid binding protein 2 is a novel regulator of vascular integrity. Arterioscl Thromb Vasc Biol. 2010; 30, 3: 483–90. 32. Sezgin M., Demirel A.C., Karaca C. et al. Does hyaluronan affect inflammatory cytokines in knee osteoarthritis? Rheumatol Int. 2005; 25: 264–269. Материалы и методы 33. Nakamura K., Yokohama S., Yoneda M. et al. High, but not low, molecular weight hyaluronan prevents T-cell-mediated liver injury by reducing proinflammatory cytokines in mice. J Gastroenterol. 2004; 39: 346–354. 34. Yasuda T., Shimizu M., Julovi S.M. et al. High molecular weight hyaluronan inhibits proinflammatory cytokineinduced production of matrix metalloproteinases by synovial cells and articular cartilage. Clin Rheumatol Related Res. 2004; 16: 246–250. 35. Campo G.M., Avenoso A., Campo S. et al. High Molecular size hyaluronan differently modulates toll-like receptor-4 in LPS-induced inflammation in mouse chondrocytes. Biochimie. 2010; 92, 2: 204–15. 36. Nitzan D.W.., Nitzan U, Dan P. et al. The role of hyaluronic acid in protecting surface-active phospholipids from lysis by exogenous phospholipase A(2). Rheumatology (Oxford). 2001; 40: 336–340. 37. Schulz A., Vestweber A.M., Dressler D. [Anti-inflammatory action of a hyaluronic acid-chondroitin sulfate preparation in an in vitro bladder model]. Aktuelle Urol. 2009; 40, 2: 109–112 (PubMed). 38. Yasuda T. Hyaluronan inhibits prostaglandin E2 production via CD44 in U937 human macrophages. Tohoku J Exper Med. 2010; 220, 3: 229–235. 39. Goa K.L., Benfield P. Hyaluronic acid: A review of its pharmacology and use as a surgical aid in ophthalmology, and its therapeutic potential in joint disease and wound healing. Drugs. 1994; 47: 536–566. 40. Kopp S., Carlsson G.E., Haraldson T. et al. Long-term effect of intra-articular injections of sodium hyaluronate and corticosteroid on temporomandibular joint arthritis. J Oral Maxillofac Surg. 1987; 45: 929–935. 41. Yasuda T. Hyaluronan inhibits cytokine production by lipopolysaccharide-stimulated U937 macrophages through down-regulation of NF-kappaB via ICAM-1. Inflamm Res. 2007; 56, 6: 246–253. 42. Азнабаев М. Т. , Имаева А. Р. , Башкатов С. А. , Габдрахманова А. Ф. Противовоспалительная активность гиалуроновой кислоты. Эксп. Клин. Фармакол. 2003; 5: 28–29. 43. Xie Y., Upton Z., Richards S., Rizzi S.C., Leavesley D.I. Hyaluronic acid: evaluation as a potential delivery vehicle for vitronectin:growth factor complexes in wound healing applications. J Control Release. 2011; 153, 3: 225–232. 44. Foschi D., Castoldi L., Radaelli E. et al. Hyaluronic acid prevents oxygen free-radical damage to granulation tissue: a study in rats. Int J Tissue React. 1990; 12, 6: 333–339. 45. Ly D.H., Lockhart D.J., Lerner R.A. et al. Mitotic misregulation and human aging. Science. 2000; 287: 2486–2492. 46. Holmes M.W., Bayliss M.T., Muir H. Hyaluronic acid in human articular cartilage: Age-related changes in content and size. Biochem J. 1988; 250: 435– 441. 47. Ghosh P., Guidolin D. Potential mechanism of action of intra-articular hyaluronan therapy in osteoarthritis: are the effects molecular weight dependent? Semin Arthritis Rheum. 2002; 32: 10–37. 48. Лопатина Д. В., Лобанов С. В. Клинический опыт применения производных гиалуроновой кислоты в комплексном лечении больных с деформирующим артрозом крупных суставов. РМЖ. 2010; 11: 756. 49. Лила А.М. Препараты гиалуроновой кислоты в лечении гонартроза Terra Medica. 2007; 47, 3 (http:// www.terramedica.spb.ru/3_2007/lila.htm). 50. Tate D.J., Oliver P.D., Miceli M.V. et al. Age-dependent change in the hyaluronic acid content of the human chorioretinal complex. Arch Ophthalmol. 1993; 111: 963–967. 51. Gong H., Ye W., Freddo T.F. et al. Hyaluronic acid in the normal and glaucomatous optic nerve. Exp Eye Res. 1997; 64: 587–595. 52. Knepper P.A., Goossens W., Hvizd M. et al. Glycosaminoglycans of the human trabecular meshwork in primary open-angle glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1996; 37: 1360–1367. 53. Самойленко А.В. Гиалуроновая кислота в лечении и профилактике цилиохориоидальной отслойки. Глаукома. 2004; 4: 22–26. 54. Liu Y.Y., Lee C.H., Dedaj R. et al. High-molecular-weight hyaluronan--a possible new treatment for sepsisinduced lung injury: a preclinical study in mechanically ventilated rats. Crit Care. 2008; 12, 4: 102. 55. Oh J.H., Kim Y.K., Jung J.Y. et al. Intrinsic aging- and photoaging-dependent level changes of glycosaminoglycans and their correlation with water content in human skin. J Dermatol Sci. 2011; 62, 3: 192–201. 56. Meyer L.J., Stern R. Age-dependent changes of hyaluronan in human skin. J Invest Dermatol. 1994; 102: 385–389. 57. Juhlin L. Hyaluronan in skin. J Intern Med 1997; 242: 61–66. 229 9
