Z punktu widzenie chemicznego kwas hialuronowy jest zaliczany do glikozaminoglikanów (GAG). Zbudowany jest on z jednostek disacharydowych, N-acetylo-D-glukozaminy( heksozoamina) połączonej wiązaniami glikozydowymi β-1,3 oraz β-1,4 z kwasem D-glukuronowym( kwas heksozouronowy). Jednostki te powtarzają się i tworzą strukturę liniową. W warunkach fizjologicznych najczęściej występuje w postaci hialuronianu sodu.

Kwas hialuronowy (HA) jest obecny w organizmach wyższych w ilości 10⁵ -10⁷ Da, jak również w bakteriach. W organizmie człowieka znajduje się około 15 gramów tej substancji. Można go znaleźć w macierzy zewnątrzkomórkowej, skórze, ciele szklistym oka, mazi stawowej, tkance mózgowej oraz w pępowinie. U bakterii HA stanowi składnik ściany komórkowej. Co ciekawe, zarówno HA ludzki, jak i ten bakteryjny mają praktycznie jednakową budowę oraz nie wykazuje swoistości gatunkowej. Dzięki temu, stosowanie preparatów zawierających HA pozyskany z np. Streptococcus nie wywołuje reakcji systemu odpornościowego.

Pozyskiwanie

Pierwsze wzmianki o wyizolowani HA datowane są na 1934 r. Miało to miejsce za sprawą  Karla Meyera, który zdołał go wyodrębnić z ciała szklistego wołu. W miarę wzrostu zapotrzebowania na HA, bogatym jego źródłem okazały się grzebienie kogucie. Obecnie, ze względu na duży postęp nauki w dziedzinie biotechnologicznej, kwas hialuronowy otrzymywany jest z różnych szczepów bakterii, m.in. Streptococcus zooepidemicus, S. equi, Pasteurella multocida. Obiecującym źródłem HA są rekombinowane szczepy S.thermophilus, które do jego produkcji nie wymagają obecności tlenu, co w znacznym stopni ułatwia jego otrzymywanie i oczyszczanie. W odróżnieniu od HA pozyskiwanego z tkanek zwierzęcych, kwas hialuronowy otrzymywany metodami mikrobiologicznymi nie niesie ryzyka zakażenia międzygatunkowego.

Funkcje w skórze człowieka

Magazynem kwasu hialuronowego (około 50 %) u ludzi jest skóra, a dokładniej przestrzeń międzykomórkowa naskórka oraz skóra właściwa. Stanowi on drugi, zaraz po kolagenie, najważniejszy składnik skóry. Mimo, że jego nazwa sugeruje bycie kwasem, w skórze stanowi neutralny biopolimer.  Jego obecność sprawia, że skóra jest odpowiednio uwodniona ( HA ma zdolność wiązania wody, nawet w ilości do 4 tysięcy razy większej od swojej masy i jej zatrzymywania), sprężysta i elastyczna. Dobre nawodnienie naskórka, dzięki obecności HA, zapewnia jego młody wygląd. Można przyznać, że kwas hialuronowy wzmacnia właściwości ochronne skóry, oraz zabezpiecza przed przenikaniem do głębszych warstw skóry płynów międzytkankowych oraz bakterii. Co więcej, w pewnym stopniu odpowiada za procesy biochemiczne zachodzące w skórze właściwej i naskórku. Między innymi przyspiesza produkcję filagryny odpowiedzialnej za prawidłową barierową funkcję naskórka. HA przyspiesza również gojenie się ran. W przypadku szkodliwego promieniowania słonecznego, HA stymuluje katalazę, dzięki czemu opóźnia proces fotostarzenia skóry.
Z upływem czasu zawartość HA w skórze maleje. Jest to związane zarówno ze spowolnionym mechanizmem jego biosyntezy jak również działaniem enzymów oraz wolnych rodników. W wyniku tych niekorzystnych warunków skóra wysycha, wiotczeje i pojawiają się zmarszczki. W wieku 60 lat, skóra średnio zawiera tylko 20% początkowej ilości kwasu hialuronowego.

Wykorzystanie

Kobietom kwas hialuronowy kojarzony jest z kosmetyką estetyczną. W tej branży wykorzystywane są żele na bazie HA służące do wypełniania zmarszczek, fałdów nosowo-wargowych, poprawiania owalu twarzy czy też powiększania ust i biustu. Ogromną zaletą jest uzyskiwanie naturalnego efektu, jednak zabieg ten należy systematycznie powtarzać.

Zabiegi wykorzystujące  HA są zaliczane do zabiegów bezpiecznych. Pojawiające się niepożądane efekty uboczne mogą być wywołane użyciem polimeru niedostatecznie oczyszczonego.

Jako składnik kosmetyków kwas hialuronowy jest uznanym składnikiem ochronnym i przeciwstarzeniowym. Wśród wymienionych na etykietach składników produktów kosmetycznych HA  można odnaleźć pod nazwami : hyaluronic acid, sodium hyaluronate.

Na rynku produktów kosmetycznych można odnaleźć wiele rodzajów HA, między innymi : HMW ( High Molecular Weight), LMW( low Molecular Weight ) i SLMW (Super Low Molecular Weight), czyli wielko-, średnio- i małocząsteczkowe. Najczęściej w kosmetykach obecne są wielkocząsteczkowe kwasy, które nie przenikają w głębsze warstwy skóry sprawiając, że chroni on jedynie warstwę rogową oraz wspomaga tworzenie bariery biologicznej. Kosmetyki zawierające HA stosowane na powierzchni skóry sprawiają, że jest ona lepiej nawilżona sprężysta i bardziej elastyczna. W dotyku, dzięki stosowaniu kosmetyków zawierających kwas hialuronowy, sprawia wrażenie jedwabiście gładkiej. Dodatkowo, stosując maści i żele z dodatkiem HA,  można osiągnąć efekt poprawy wyglądu i naprawy zniszczonego naskórka poprzez neutralizację zmian skórnych takich jak odbarwienie, blizny potrądzikowe czy plamy. Cząsteczki o średniej wielkości w głównej mierze odpowiadają za nawilżenie, ochronę mechaniczną, podtrzymanie skóry oraz gojenie się ran. W przypadku gdy HA ma przenikać do głębszych warstw skóry, musi zostać wykorzystana jego niskocząsteczkowa forma. Można ją uzyskać w procesie fermentacji bakterii Bacillus subtilis. Innym sposobem jest pocięcie cząsteczki na mniejsze fragmenty i pozbawienie ich wody. Kolejną jest zamknięcie cząsteczek kwasu w substancjach aktywnych – liposomach. Skuteczność działania przeciwzmarszczkowego kwasu hialuronowego została potwierdzona w testach in vivo.