Typy kwasu hialuronowego: co naprawdę je różni

01 Jedna cząsteczka, kilka „typów”

Chemicznie kwas hialuronowy jest zawsze tym samym łańcuchem disacharydów z kwasu D-glukuronowego i N-acetylo-D-glukozaminy (budowę opisujemy w części czym jest kwas hialuronowy). Jedno ogniwo w soli sodowej waży 401,3 Da, więc łańcuch 1000 kDa liczy około 2500 disacharydów. „Typ” z etykiety to jedna z pięciu cech tego samego polimeru: długość łańcucha (masa cząsteczkowa), sieciowanie, forma soli, pochodzenie i modyfikacja chemiczna (hydroliza, acetylacja).

02 Masa cząsteczkowa: wielko-, mało- i ultraniskocząsteczkowy

Natywny kwas hialuronowy w tkankach ma masę rzędu 1000–8000 kDa, choć poszczególne syntazy wytwarzają łańcuchy różnej długości. Krótsze łańcuchy powstają przez rozkład w tkance albo celową hydrolizę surowca kwasem lub enzymem. Oficjalnej klasyfikacji nie ma. Przegląd Cyphert i wsp. (2015) stwierdza, że zgoda panuje tylko co do jednego progu: „wielkocząsteczkowy” to powyżej 1000 kDa; nazw „krótkie fragmenty”, „małocząsteczkowy” i „oligosacharydy” literatura używa zamiennie, a oligosacharydy to według autorów łańcuchy do około 20 monosacharydów. Kategorie „średnio-” i „ultranisko-” pochodzą od producentów surowców; zakresy w tabeli to konwencja, nie norma.

Zakresy są umowne i różnią się między producentami. Głębokości pochodzą z jednego badania ex vivo na skórze ludzkiej i nie są progami skuteczności.

Masę częściowo widać w konsystencji: roztwory długich łańcuchów są gęste i ciągnące, krótkołańcuchowe – wodniste. To jedyna cecha „typu” możliwa do oceny bez laboratorium, i tylko orientacyjnie, bo o gęstości serum decyduje też reszta receptury.

Film czy penetracja

Najlepszy bezpośredni dowód pochodzi z badania ex vivo na skórze ludzkiej (Essendoubi i wsp., 2016): w mikroobrazowaniu Ramana kwas o masie 20–50 kDa wykrywano ok. 100 µm pod powierzchnią (cała grubość naskórka), 100–300 kDa ok. 50 µm, a 1000–1400 kDa nie przekraczał 25 µm, czyli warstwy rogowej – choć największa część każdej frakcji i tak w niej zostawała. To jedno badanie ex vivo, ale kierunek zgadza się z fizyką: dłuższy łańcuch to większa uwodniona domena, trudniejsza do przeciśnięcia między korneocytami.

Czy penetracja przekłada się na efekt, sprawdzono w badaniu z randomizacją porównującym pięć mas cząsteczkowych w kremie (Pavicic i wsp., 2011): nawilżenie poprawiły wszystkie warianty, drobne zmarszczki wokół oczu spłyciły istotnie tylko 50 i 130 kDa – protokół i zastrzeżenia opisujemy w części o zastosowaniu w kosmetyce. „Przenika przez warstwę rogową” to najdalej idący wniosek, na jaki pozwalają te dane. O skórze właściwej mówią dane zwierzęce i jeden eksperyment ze znakowanym izotopowo żelem na ludzkim przedramieniu (1999) – za mało, by obiecywać taki efekt po kremie.

Spór o bardzo małe fragmenty

W biologii komórki masa cząsteczkowa jest sygnałem. Długie łańcuchy działają przeciwzapalnie, a krótkie fragmenty powstające przy uszkodzeniu tkanki mogą pobudzać cytokiny prozapalne przez receptory Toll-podobne (TLR2 i TLR4) – w cytowanych badaniach niezależnie od CD44, głównego receptora kwasu hialuronowego. Dowody są niejednoznaczne: pochodzą z hodowli komórkowych i zwierząt, a ten sam przegląd odnotowuje, że fragmenty 0,5–27 kDa z fizjologicznego rozkładu przez hialuronidazę nie wywoływały u zwierząt zapalenia bez dodatkowego urazu. Panel CIR uznał w 2023 r. hydrolizowany kwas hialuronowy za bezpieczny w obecnych praktykach stosowania. Nie wiadomo, czy w warstwie rogowej zdrowej skóry ten mechanizm w ogóle się uruchamia; nie ma też dowodu, że „mniejszy” znaczy „lepszy”.

03 Usieciowany czy liniowy

Nieusieciowany (liniowy) kwas hialuronowy to swobodne łańcuchy – tak występuje w kosmetykach, kroplach do oczu, części preparatów dostawowych i w większości skinboosterów (część z nich jest słabo usieciowana). Jego wadą jest krótkie życie w tkance: w skórze okres półtrwania jest krótszy niż doba, bo hialuronidazy i reaktywne formy tlenu tną łańcuch. Na miesiące efektu to za mało.

Sieciowanie wiąże łańcuchy kowalencyjnie w trójwymiarową sieć: spójny żel, odporniejszy na enzymy. W wypełniaczach służy do tego najczęściej BDDE (eter diglicydylowy 1,4-butanodiolu); po reakcji grupy epoksydowe są zneutralizowane, nieprzereagowanego sieciownika zostaje mniej niż 2 ppm, a dane z ponad 15 lat wskazują na korzystny profil bezpieczeństwa. Wypełniacze zawierają zwykle 20–25 mg/ml kwasu, ale o ich „twardości” decyduje stopień usieciowania i reologia żelu (moduł sprężystości G′), nie stężenie. Efekt trwa od kilku miesięcy do około dwóch lat, zależnie od produktu, miejsca i osoby – szczegóły w części o medycynie estetycznej.

Kosmetyczny Sodium Hyaluronate Crosspolymer to również polimer usieciowany, ale w kremie działa wyłącznie na powierzchni: tworzy elastyczny film i zatrzymuje wodę. Z wypełniaczem łączy go chemia, nie działanie.

04 Kwas hialuronowy czy hialuronian sodu

Hialuronian sodu to sól sodowa tego samego polimeru. W wodzie i w tkankach kwas hialuronowy i tak występuje jako polianion, czyli hialuronian; dlatego w 1986 r. zaproponowano tę nazwę dla wszystkich jego form. Surowiec kosmetyczny i farmaceutyczny jest niemal zawsze solą sodową – białym lub prawie białym, bardzo higroskopijnym proszkiem albo włóknistym agregatem, jak opisuje go Farmakopea Europejska.

Dwa nieporozumienia wracają najczęściej. „Hialuronian sodu ma mniejszą cząsteczkę i lepiej wnika” – masa zależy od procesu produkcji, nie od formy soli. „Kwas złuszcza lub podrażnia” – to nie jest kwas złuszczający jak AHA czy BHA; w produktach ma odczyn zbliżony do obojętnego.

05 Pochodzenie: fermentacja czy grzebienie kogucie

Przez dziesięciolecia surowcem były tkanki zwierzęce, głównie grzebienie kogucie. Dziś przemysł otrzymuje kwas hialuronowy głównie z fermentacji paciorkowców (Streptococcus equi subsp. zooepidemicus), coraz częściej także ze szczepów rekombinowanych, np. Bacillus subtilis, co omija hodowlę potencjalnie chorobotwórczych paciorkowców.

Różnica leży w zanieczyszczeniach. Farmakopea Europejska dopuszcza oba źródła, ale wymaga m.in. białka ≤ 0,3% (≤ 0,1% do podania pozajelitowego) i endotoksyn poniżej 0,5 IU/mg. W porównaniu surowców przytoczonym przez panel CIR hialuronian bakteryjny miał poniżej 0,02 IU endotoksyn na miligram, surowiec z grzebieni kogucich 23 IU/mg, a z pępowiny i z ciała szklistego bydła powyżej 100 IU/mg. Alergia dotyczy białek: wypełniacz z grzebieni kogucich, dostępny w Europie od 1996 r., miał w amerykańskiej dokumentacji rejestracyjnej z 2004 r. przeciwwskazanie przy nadwrażliwości na białka ptasie, a jego rówieśnik z fermentacji był opisywany wprost jako surowiec niezwierzęcy. „Wegański” oznacza w praktyce surowiec fermentacyjny; produkty zwierzęce wciąż istnieją, głównie wśród preparatów dostawowych.

06 „Kompleks trzech typów” – ile w tym nauki

Wiele produktów reklamuje mieszankę wielko-, mało- i ultraniskocząsteczkowego kwasu jako „kompleks trzech typów”. Pomysł jest logiczny: każdą z tych ról pokazano osobno, więc jedno serum ma działać „na kilku poziomach”. Gorzej z dowodem, że kompleks przewyższa pojedynczą frakcję: badanie Pavicic testowało każdą masę osobno, a niezależnych porównań „kompleks kontra jeden typ” brakuje. Wielofrakcyjne serum to sensowna receptura, nie przełom; o efekcie zdecydują raczej stężenie, baza produktu i to, czy po nałożeniu zamkniemy wilgoć emolientem.

07 Jak czytać INCI i stężenia

Rozporządzenie (WE) 1223/2009 nakazuje wymieniać składniki nazwami INCI w kolejności malejącej masy, ale składniki poniżej 1% można podać w dowolnej kolejności po tych powyżej 1%. Kwas hialuronowy stosuje się zwykle w ułamkach procenta, więc jego miejsce na końcu listy nie mówi nic o „ilości”. Według CIR (2023) stężenia hialuronianu sodu w produktach do twarzy i szyi (poza aerozolami) sięgają 7,5%, ale typowe serum i krem mieszczą się między ułamkiem procenta a około 1–2%; skalę użycia tego składnika podajemy w części o zastosowaniu w kosmetyce.

Zestawienie porządkujące nazwy z etykiet; lista INCI nie podaje ani masy cząsteczkowej, ani stężenia. Ocena CIR z 2023 r. objęła siedem z tych form, bez usieciowanej.

Trzy pułapki liczbowe. „2% kwasu hialuronowego” na froncie może oznaczać 2% roztworu surowca, nie 2% polimeru – producent nie musi tego precyzować, więc stężeń między markami nie da się porównać. Wypełniacz 20 mg/ml to arytmetycznie 2%, ale to inny materiał, inna droga podania i inny reżim prawny. „Niska masa cząsteczkowa” bez liczby to slogan, a podana liczba kDa jest deklaracją producenta, której konsument nie sprawdzi.

Deklarowana masa jest zawsze średnią z rozkładu długości łańcuchów i zależy od metody pomiaru, więc „130 kDa” z opisu produktu oznacza rząd wielkości, nie specyfikację. Sama lista INCI masy nie podaje w ogóle. Więcej o wyborze produktu: zastosowanie w kosmetyce.