हयालूरोनिक एसिड: सूत्र, संरचना, गुण, शरीर और अनुप्रयोग पर प्रभाव

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 05:27

हयालूरोनिक एसिड पशु मूल का उत्पाद है, जिसका व्यापक रूप से चिकित्सा और कॉस्मेटोलॉजी में उपयोग किया जाता है। इस पदार्थ के गुणों को अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं गया है, और मानव शरीर पर इसका प्रभाव नई पीढ़ी की दवाओं के निर्माण के लिए आशाजनक है। यह यौगिक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के दौरान भ्रूणजनन, कोशिका विभाजन, उनके विभेदन और गति की प्रक्रियाओं में सक्रिय रूप से शामिल होता है।

खोज इतिहास और शब्दावली

सूत्र के अनुसार हयालूरोनिक एसिड ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स को संदर्भित करता है, जिसके अणुओं में दोहराई जाने वाली इकाइयाँ होती हैं जिनमें सल्फेट समूह नहीं होते हैं। पहली बार इस उच्च आणविक भार यौगिक को मवेशियों के कांच के शरीर से अलग किया गया था। सबसे पहले, वैज्ञानिकों ने माना कि पदार्थ केवल स्तनधारियों की विशेषता है। हालांकि, 1937 में इसका खंडन किया गया था - यह एक तरल माध्यम से प्राप्त किया गया था जिसमें हेमोलिटिक स्ट्रेप्टोकोकस की खेती की गई थी। 1954 में, ब्रिटिश जनरल साइंटिफिक जर्नल नेचर में, यह पहली बार प्रकाशित हुआ थाहयालूरोनिक एसिड का संरचनात्मक सूत्र।

पदार्थ का सामान्य नाम इसकी खोज के इतिहास से जुड़ा हुआ है (इंग्लैंड। "हाइलाइड" - विटेरस, "यूरोनिक एसिड" - यूरोनिक एसिड)। अंतरराष्ट्रीय रासायनिक शब्दावली में, "हयालूरोनन" नाम भी है, जो एसिड और उसके लवण को जोड़ता है। हयालूरोनिक एसिड का रासायनिक सूत्र है: C₂₈H₄₄N₂O₂₃।

वर्तमान में, इसके आवेदन की सीमा बहुत विस्तृत है: दवा, कॉस्मेटोलॉजी, फार्मेसी। Hyaluronic एसिड मुख्य और सहायक पदार्थ के रूप में प्रयोग किया जाता है। हाल के वर्षों में खोजे गए यौगिक के गुणों में भविष्य में उपयोग की बहुत संभावनाएं हैं, इसलिए इस बायोपॉलिमर की मांग लगातार बढ़ रही है।

भवन

हयालूरोनिक एसिड फॉर्मूला एक विशिष्ट आयनिक पॉलीसेकेराइड है। अणु लंबी रैखिक श्रृंखलाओं में जुड़े होते हैं। संबंधित पदार्थ - ग्लूकोज एमिनोग्लाइकेन्स - में बड़ी संख्या में सल्फेट समूह होते हैं। यह विभिन्न आइसोमर्स - यौगिकों के गठन की व्याख्या करता है जो परमाणुओं की स्थानिक व्यवस्था में भिन्न होते हैं। उनके रासायनिक गुण भी भिन्न होते हैं। हयालूरोनिक एसिड, ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स के विपरीत, हमेशा रासायनिक रूप से समान होता है। इसके गुण प्राप्त करने की विधियों और स्रोत सामग्री के प्रकार पर निर्भर नहीं करते हैं।

हयालूरोनिक एसिड की संरचना में डी-ग्लुकुरोनिक एसिड और एन-एसिटाइल-डी-ग्लाइकोसामाइन शामिल हैं, जो एक बीटा-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं और इसकी डिसैकराइड इकाइयाँ बनाते हैं (ग्लूकोपाइरेनोज़ रिंग्स का आणविक भार लगभग 450 Da है). इस यौगिक के अणुओं में इनकी संख्या 25,000 तक पहुँच सकती है।इसके कारण, एसिड का उच्च आणविक भार (5,000-20,000,000 Da) होता है।

हयालूरोनिक एसिड के डिसैकराइड टुकड़े का संरचनात्मक सूत्र नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

एसिड की संरचना में हाइड्रोफोबिक और हाइड्रोफिलिक क्षेत्र होते हैं, जिसके कारण अंतरिक्ष में यह उच्च-आणविक यौगिक मुड़े हुए रिबन जैसा दिखता है। कई जंजीरों का संयोजन ढीली संरचना की एक गेंद बनाता है। 1000 पानी के अणुओं को बांधने और धारण करने की क्षमता हयालूरोनिक एसिड सूत्र की एक और विशेषता है। इस पदार्थ की जैव रसायन मुख्य रूप से इसकी उच्च हीड्रोस्कोपिसिटी के कारण है, जो पानी के साथ ऊतकों की संतृप्ति और आंतरिक मात्रा के रखरखाव को सुनिश्चित करता है।

रासायनिक गुण

हयालूरोनिक एसिड में निम्नलिखित विशिष्ट रासायनिक गुण होते हैं:

• बड़ी संख्या में हाइड्रोजन बंधों का निर्माण;
• एक अवक्षेपित कार्बोक्सिल समूह की उपस्थिति के कारण जलीय घोल में माध्यम की अम्ल प्रतिक्रिया का निर्माण;
• क्षार धातुओं के साथ घुलनशील लवणों का निर्माण;
• एक मजबूत जेल संरचना (स्यूडोगेल) के जलीय घोल में गठन जिसमें नमी की एक महत्वपूर्ण मात्रा होती है (प्रोटीन कॉम्प्लेक्स अक्सर अवक्षेपित होते हैं);
• भारी धातुओं और रंगों के साथ अघुलनशील परिसरों का निर्माण।

बाहर से किसी पदार्थ के जलीय विलयन एकरूपता में अंडे के सफेद भाग के समान होते हैं। हयालूरोनिक एसिड का संरचनात्मक सूत्र आपको लेने की अनुमति देता हैमाध्यम के आयनिक वातावरण के आधार पर इसके कई रूप हैं:

• बाएं सिंगल हेलिक्स;
• मल्टीफिलामेंट फ्लैट संरचनाएं;
• डबल हेलिक्स;
• घने आणविक नेटवर्क के साथ सुपरकोल्ड संरचनाएं।

अंतिम रूप तृतीयक है और बड़ी मात्रा में पानी, इलेक्ट्रोलाइट्स, उच्च आणविक भार प्रोटीन को अवशोषित करने में सक्षम है।

विभिन्न मूल के हयालूरोनिक एसिड में अंतर

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, इस पदार्थ की संरचना बहुत समान है, इसके उत्पादन के स्रोत की परवाह किए बिना। बैक्टीरिया और पशु मूल के एसिड के बीच का अंतर उनके पोलीमराइजेशन की डिग्री है। जानवरों से प्राप्त हयालूरोनिक एसिड फॉर्मूला बैक्टीरिया के रूप (क्रमशः 4,000-6,000 और 10,000-15,000 मोनोमर) से अधिक लंबा होता है।

इन पदार्थों के लिए पानी में घुलनशीलता समान है और मुख्य रूप से डिसैकराइड अवशेषों में हाइड्रॉक्सिल और नमक समूहों की उपस्थिति पर निर्भर करती है। चूंकि एसिड की रासायनिक संरचना सभी जीवित व्यक्तियों में स्वाभाविक रूप से समान होती है, यह मनुष्यों और जानवरों को प्रशासित होने पर प्रतिकूल प्रतिरक्षाविज्ञानी प्रतिक्रियाओं और अस्वीकृति के जोखिम को कम करता है।

प्रकृति में भूमिका

हयालूरोनिक एसिड का मुख्य स्थान स्तनधारी ऊतकों के इंटरसेलुलर (या बाह्य कोशिकीय) मैट्रिक्स की संरचना है। जैसा कि वैज्ञानिक अध्ययनों से पता चलता है, यह कुछ बैक्टीरिया - स्ट्रेप्टोकोकी, स्टेफिलोकोसी और अन्य परजीवी सूक्ष्मजीवों के कैप्सूल में भी मौजूद होता है। यौगिक का संश्लेषण अकशेरुकी जंतुओं के शरीर में भी होता है (प्रोटोजोआ,आर्थ्रोपोड, इचिनोडर्म, कीड़े)।

वैज्ञानिकों का सुझाव है कि जीवाणुओं में हयालूरोनिक एसिड उत्पन्न करने की क्षमता मेजबान जीव में उनके विषाणुजनित गुणों को बढ़ाने के लिए विकसित हुई है। इसकी उपस्थिति के कारण, सूक्ष्मजीव आसानी से त्वचा में प्रवेश कर सकते हैं और इसे उपनिवेशित कर सकते हैं। इस तरह के परजीवी बैक्टीरिया मेजबान की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बेअसर करने में सक्षम होते हैं और रोगाणुओं के अन्य उपभेदों की तुलना में अधिक सक्रिय भड़काऊ प्रक्रिया के विकास को उत्तेजित करते हैं।

हयालूरोनिक एसिड प्रोटीन द्वारा निर्मित होता है जो कोशिका भित्ति या इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल की झिल्लियों में एम्बेडेड होते हैं। मानव शरीर में किसी पदार्थ की उच्चतम सांद्रता उस द्रव में नोट की जाती है जो जोड़ों की गुहा को, गर्भनाल में, आंख के कांच के शरीर और त्वचा को भरती है।

चयापचय

हयालूरोनिक एसिड का संश्लेषण 3 चरणों में एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं के रूप में होता है:

1. ग्लूकोज-6-फॉस्फेट - ग्लूकोज-1-फॉस्फेट (फॉस्फोराइलेटेड ग्लूकोज) - यूडीपी-ग्लूकोज - ग्लुकुरोनिक एसिड।
2. अमीनो शुगर - ग्लूकोसामाइन-6-फॉस्फेट - एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन-1-फॉस्फेट - यूडीपी-एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन-1-फॉस्फेट।
3. ग्लाइकोसाइड ट्रांसफ़ेज़ प्रतिक्रिया जिसमें एंजाइम हाइलूरोनेट सिंथेटेज़ शामिल है।

इस पदार्थ का लगभग 5 ग्राम प्रति दिन मानव शरीर में बनता और टूटता है। एसिड की कुल मात्रा वजन के प्रतिशत का लगभग सात हजारवां हिस्सा है। कशेरुकियों में, अम्ल संश्लेषण 3 प्रकार के एंजाइम प्रोटीन (हयालूरोनेट सिंथेटेस) के प्रभाव में होता है। वे मेटलोप्रोटीन हैं जो धातु के पिंजरों और ग्लूकोसाइड फॉस्फेट से बने होते हैं। Hyaluronate सिंथेटेस एकमात्र एंजाइम हैंअम्ल के उत्पादन को उत्प्रेरित करना।

C₂₈H₄₄N₂O₂₃ अणुओं के विनाश की प्रक्रिया hyaluronan-lytic एंजाइम की कार्रवाई के तहत होती है। मानव शरीर में उनमें से कम से कम सात होते हैं, और उनमें से कुछ ट्यूमर के गठन की प्रक्रियाओं को दबा देते हैं। हयालूरोनिक एसिड के टूटने वाले उत्पाद ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड हैं, जो नई रक्त वाहिकाओं के निर्माण को उत्तेजित करते हैं।

मानव शरीर में कार्य

मानव त्वचा की संरचना में कोलेजन और हाइलूरोनिक एसिड सबसे मूल्यवान पदार्थ हैं जिन पर त्वचा की लोच और चिकनाई निर्भर करती है। C₂₈H₄₄N₂O₂₃ निम्नलिखित कार्य करता है:

• पानी का संरक्षण, जो त्वचा की लोच और उसकी कसावट सुनिश्चित करता है;
• अंतरालीय द्रव की चिपचिपाहट की आवश्यक डिग्री बनाना;
• एपिडर्मिस की मुख्य और प्रतिरक्षी सक्षम कोशिकाओं के प्रजनन में भागीदारी;
• क्षतिग्रस्त त्वचा की वृद्धि और मरम्मत का समर्थन;
• कोलेजन फाइबर को मजबूत बनाना;
• स्थानीय प्रतिरक्षा को मजबूत करना;
• मुक्त कणों, रासायनिक और जैविक एजेंटों से सुरक्षा।

इस पदार्थ की उच्चतम सांद्रता भ्रूण की त्वचा में देखी जाती है। उम्र बढ़ने के साथ, अधिकांश एसिड प्रोटीन से बंध जाता है, जिससे त्वचा के जलयोजन का स्तर कम हो जाता है। 50 से अधिक उम्र के लोगों में चयापचय को स्व-विनियमित करने की क्षमता विशेष रूप से बहुत कम हो जाती है।

श्लेष द्रव में हयालूरोनिक एसिड के निम्नलिखित गुण भी निर्धारित किए गए हैं:

• गठनउपास्थि के एक विशिष्ट घटक को धारण करने के लिए सजातीय संरचना - चोंड्रोइटिन सल्फेट;
• उपास्थि के कोलेजन ढांचे को मजबूत करना;
• जोड़ों के चलने वाले हिस्सों को चिकनाई प्रदान करना, उनका घिसाव कम करना।

एसिड अणुओं की जैविक भूमिका उनके आणविक भार के आधार पर भिन्न होती है। इस प्रकार, 1500 मोनोमर्स वाले यौगिकों में एक विरोधी भड़काऊ प्रभाव होता है और कोलेजन नेटवर्क के निर्माण में सक्रिय भाग लेते हैं। 2000 मोनोमर्स तक की श्रृंखला वाले पॉलिमर हाइड्रोबैलेंस को बनाए रखने में भूमिका निभाते हैं, और उच्च-आणविक यौगिकों में सबसे स्पष्ट एंटीऑक्सीडेंट गुण होते हैं।

हयालूरोनिक एसिड भी भ्रूण के निर्माण और विकास में शामिल है, सेल गतिशीलता के नियंत्रण में - सतह सेल रिसेप्टर्स के साथ कुछ बातचीत में, एक स्थान से दूसरे स्थान पर सेल प्रवास।

प्राप्त

पदार्थ प्राप्त करने के तरीकों के 2 मुख्य समूह हैं:

• भौतिक-रासायनिक (स्तनधारियों, कशेरुकियों और पक्षियों के ऊतकों से निष्कर्षण)। चूंकि पशु कच्चे माल में अक्सर प्रोटीन और अन्य पॉलीसेकेराइड के संयोजन में एसिड होता है, परिणामी उत्पाद की पूरी तरह से शुद्धिकरण की आवश्यकता होती है, जो अंतिम दवा की लागत को प्रभावित करती है। औद्योगिक पैमाने पर अम्ल प्राप्त करने के लिए नवजात शिशुओं की गर्भनाल और घरेलू मुर्गियों की कंघी का उपयोग किया जाता है। निष्कर्षण के अन्य तरीके हैं - मवेशियों की आंखों से, तरल पदार्थ जो जोड़ों और आर्टिकुलर बैग की गुहाओं को भरता है; रक्त प्लाज़्मा,उपास्थि, पिगस्किन।
• सुसंस्कृत बैक्टीरिया पर आधारित माइक्रोबियल तरीके। मुख्य उत्पादक बैक्टीरिया पाश्चरेलामुल्टोसिडा और स्ट्रेप्टोकोकस हैं। इन विधियों का पहली बार परीक्षण 1953 में किया गया था। वे अधिक किफायती हैं और कच्चे माल की मौसमी आपूर्ति पर भी निर्भर नहीं हैं।

पहले मामले में, जैविक सामग्री को पीसकर और होमोजेनाइजेशन विधियों द्वारा नष्ट कर दिया जाता है, और फिर कार्बनिक सॉल्वैंट्स के संपर्क में आने से पेप्टाइड्स के मिश्रण में एसिड निकाला जाता है। परिणामी द्रव्यमान को एंजाइमों के साथ व्यवहार किया जाता है या प्रोटीन को क्लोरोफॉर्म या इथेनॉल और एमाइल अल्कोहल के मिश्रण के साथ विकृतीकरण द्वारा हटा दिया जाता है। उसके बाद, पदार्थ सक्रिय कार्बन पर केंद्रित है। अंतिम शुद्धिकरण आयन एक्सचेंज क्रोमैटोग्राफी या सेटिलपाइरिडिनियम क्लोराइड के साथ वर्षा द्वारा किया जाता है।

चिकित्सा उपयोग

हयालूरोनिक एसिड का उपयोग निम्नलिखित विकृति के लिए किया जाता है:

• नेत्र विज्ञान – मोतियाबिंद; ऑपरेशन के दौरान सर्जिकल वातावरण के रूप में उपयोग करें;
• आर्थोपेडिक्स - ऑस्टियोआर्थराइटिस, विनाश से आर्टिकुलर कार्टिलेज की सुरक्षा, साथ ही इसकी वसूली को प्रोत्साहित करने के लिए (श्लेष द्रव एंडोप्रोस्थेसिस);
• सर्जरी - नरम ऊतक वृद्धि, व्यापक उपास्थि छांटना के साथ संचालन;
• फार्मास्युटिकल्स - यौगिक की बहुलक संरचना (गोलियाँ, कैप्सूल, क्रीम, जैल, मलहम) के आधार पर दवाओं का उत्पादन;
• खाद्य उद्योग - खेल पोषण;
• स्त्री रोग - विरोधी आसंजनफंड;
• त्वचाविज्ञान - जलने का उपचार, थ्रोम्बोटिक ट्रॉफिक त्वचा विकार के बाद।

वैज्ञानिकों के पूर्वानुमान के अनुसार, यह पदार्थ कैंसर के इलाज के लिए दवाओं के एक नए समूह का आधार बन सकता है।

एसिड के अन्य गुण भी आशाजनक हैं:

• रोगाणुरोधी, एंटीवायरल प्रभाव (यौगिक दाद वायरस और अन्य के खिलाफ सक्रिय है);
• रक्त सूक्ष्म परिसंचरण में सुधार;
• विरोधी भड़काऊ प्रभाव;
• लंबी कार्रवाई (मानव ऊतकों में क्रमिक विघटन)।

विटामिन

विटामिन की संरचना में हयालूरोनिक एसिड का उपयोग शुद्ध सोडियम हाइलूरोनेट के रूप में किया जाता है, जो इसका एनालॉग है। पदार्थ का मुख्य उद्देश्य त्वचा की युवावस्था को बनाए रखना, उसे मॉइस्चराइज़ करना और घावों को ठीक करना है। अवशोषण में सुधार के लिए, एस्कॉर्बिक एसिड को विटामिन कॉम्प्लेक्स की संरचना में पेश किया जाता है।

एंटी-इंफ्लेमेटरी और इम्यूनोमॉड्यूलेटरी प्रभावों के साथ दवाओं और आहार की खुराक विकसित करने के लिए अनुसंधान भी चल रहा है जिसका उपयोग मानव गतिविधि के कई क्षेत्रों में किया जा सकता है।

कॉस्मेटोलॉजी

कॉस्मेटोलॉजी में, इस यौगिक का उपयोग उम्र से संबंधित परिवर्तनों को ठीक करने के लिए किया जाता है। इस तथ्य के कारण कि एसिड की संरचना सभी जीवित जीवों में समान होती है, यह विशेष रूप से आंखों के आसपास त्वचीय भराव (इंजेक्शन) के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त है। पदार्थ को एपिडर्मिस में अधिक समय तक रहने के लिए, इसे क्रॉस-लिंक अणुओं की मदद से संशोधित किया जाता है।(क्रॉसलिंकर्स)। क्रॉस-लिंक्ड फिलर्स जेल चिपचिपाहट, एसिड एकाग्रता, और त्वचा में पुनर्जीवन की अवधि के मामले में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।

इंजेक्शन 1-3% जलीय घोल के रूप में इंट्रा- या चमड़े के नीचे दिए जाते हैं। यह ऊतकों की लोच और दृढ़ता को बढ़ाने में मदद करता है, झुर्रियों की ध्यान देने योग्य चिकनाई।

C₂₈H₄₄N₂O₂₃ को बाहरी सौंदर्य प्रसाधनों - जैल, फोम, क्रीम और अन्य बुनियादी उत्पादों की संरचना में भी जोड़ा जाता है। संरचना में हाइलूरोनिक एसिड को हाइलूरोनिक एसिड (और सोडियम हाइलूरोनेट सोडियम हाइलूरोनेट है) के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार के कॉस्मेटिक उत्पाद में भराव के समान गुण होते हैं - यह झुर्रियों, मुँहासे के गठन को रोकता है और त्वचा को नमी से संतृप्त करने में मदद करता है।