天然保湿因子

天然保湿因子--------------透明质酸(hyaluronicacid,HA)人老了，关节往往不好啊！爱美之心，人皆有之！先请大家看看这些数字:8.48亿美元15亿美元10亿美元2.36亿美元7.25亿～8亿美元是这么一个行情:美国整形美容外科协会统计：2006年透明质酸皮肤填充剂治疗总费用达到了8.48亿美元。预计到2011年，皮肤填充剂的全球销售额将达到约15亿美元，其中透明质酸类填充剂将占到整个市场份额的60%~70%，销售额达到约10亿美元。透明质酸作为一种治疗骨关节炎的药物，其销量正在稳步上升，目前该用途的透明质酸年销售额已达2.36亿美元。据业内人士估计，到2008年，这一数字将达7.25亿～8亿美元。报告之主要内容透明质酸(HA)为何物（结构、特性）？透明质酸(HA)与机体（分布、作用）？HA合成酶(has)的研究（意义、前景）？HA的结构:1934年医学专家Meyer和Palmer首次从牛眼玻璃体中分离出一种高粘性物质－－－透明质酸(HA)（也称玻尼酸）。HA的分子结构：由乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸为结构单元（D-glucuronate+GlcNAc）。二糖重复单位中，D-葡糖醛酸以β－１，３糖苷键与N-乙酰葡糖胺相连，二糖单位间以β－１，４糖苷键连接。．HA的特性：透明质酸结构虽较简单，但相对分子量一般在几十万到几百万之间（约合２５０～２５００个二糖单位）(Hyaluronicacidpolymers)。由于直链链轴上单糖之间氢键的作用，透明质酸分子在空间上呈刚性的螺旋柱形，柱的内侧由于存在大量的羟基而产生强亲水性。HA的特性：Itdoesnotcontainanysulfateandisnotfoundcovalentlyattachedtoproteins.Itformsnon-covalentlylinkedcomplexeswithproteoglycansintheECM)．HA作为糖胺聚糖(GAG)中特殊的一个，与其他GAG有很大区别：它不被硫酸化、不与蛋白质共价结合，而是以游离形式或非共价复合体形式存在。由于分子表面大量的亲水因素，HA能结合大量水(displacealargevolumeofwater)，形成透明的高粘性水合凝胶。一个HA分子在水中将占据1000~10000倍于自身体积的空间。因大量的键内氢键及分子表面的大量亲水因素，被结合的水分固定不动，不易流失，因而HA是理想的保水剂。HA是目前自然界中发现机体保湿性最好的物质，故又称其为“天然保湿因子”（Naturalmoisturizingfactor，NMF）HA的特性：当HA处于封闭的间隙如细胞间基质时，将产生膨胀压，加上分子表面的－COOˉ因吸收了阳离子，更增加基质的渗透压。这也就使得HA所存在的部位、组织具有抗压性、润滑、弹性。HA的分布:在生物体内,没有哪类成分是单独存在的,HA也当然也不例外。ＨＡ的结构特性赋予了它自己分布与作用(Retentionofwater)的相关。HA广泛存在于动物各种组织细胞间质(theExtracellularMatrix)如皮肤、关节滑液(synovialfluid)、软骨(cartilage)、眼球玻璃体(vitreousfluidintheeye)等。而且,HA是唯一不限于动物组织并也产生于细菌中的糖胺聚糖.HA的分布:HA在机体的作用:BasicFunctionsofHyaluronicAcidHyaluronicAcidispresentineverytissueofthebody.Itismostconcentratedinthesynovialfluidwhichbathesthejoints,inthevitreousfluidintheeye,andintheskin.Retentionofwaterisoneofthemostimportantbiologicalfunctionsofhyaluronicacid,secondonlytoprovidingnutrientsandremovingwastefromcellsthatdonothaveadirectbloodsupply,suchascartilagecells.Withalowerthanadequateamountofhyaluronicacid,nutrientscannotbemovedintothesecellsandwastecannotbeeliminatedfromcells.HyaluronicAcidisFoundinSynovialJointFluidHyaluronicAcidisFoundinSynovialJointFluidOurjoints(liketheelbowsandknees)aresurroundedbyamembranecalledthesynovialmembrane,whichformsacapsulearoundtheendsofthebones.Thismembranesecretesaliquidcalledthesynovialfluid.Basically,thesynovialfluidisfoundinjointcavities.Ithasmanyfunctions,includingservingasalubricant（润滑油）,shockabsorberandanutrientcarrier.Thefluidprotectsthejointsandbones.HyaluronicAcidisFoundinSynovialJointFluidCartilageisimmersedinthesynovialfluidandisafibrousconnectivetissue.Cartilageisavascular,meaningitcontainsnobloodvessels.Thisiswhythesynovialfluidissoimportant.Synovialfluidistheonlywayinwhichnutrientscanbecarriedintothecartilageandwastecanberemoved.HyaluronicAcidisaKeyComponentofCartilageCartilageisaspecializedformofconnectivetissue.Hyaline（玻璃似的）cartilageisthemostpredominantformofcartilageinthebody.Cartilageisalsoavascular–withnobloodvessels.Nutrientsarebroughtbythesynovialfluid,whichisrichinhyaluronicacidtothecartilage,whichisalsohyaluronicacidrich.MedicalTreatmentwithHyaluronicAcidFluidReplacementTherapyHAviscosupplementionisasafeandeffectivetreatmentforosteoarthritisoftheknee.Dependingontheseverityofthekneearthritis,theseinjectionscanbe72-75%effectiveforsixmonthstoayear.其他用途简介:HA肝纤维化标志物HA用于眼科手术,配制眼药水及其他眼部保健产品化装品重要组成成分纳米级透明质酸”（Nano-HA),Nano-HA在临床上有多种新用途，其中最令人感兴趣的是，它可用于治疗晚期肿瘤的一些症状，如减少肿瘤体赖以生存的新血管生成，消炎和防止癌细胞转移等HA的合成及其合成酶研究：生物体内的反应，绝大多数是酶促反应，HA的合成也的酶促反应，也是需要酶的．透明质酸合成酶（has）是一类存在于质膜上，能够特异性作用于HA合成过程中的酶。该酶催化两种糖基（D-glucuronate+GlcNAc）在质膜内合成HA，并将逐渐增长的HA链运出质膜进入胞外基质，使HA在基质中发挥其黏合与保护细胞的功能。HA链合成的整个过程，历经胞内、质膜、胞外3种环境。HA在机体内的合成:HA在机体内的合成:正是由于HA链合成的整个过程，历经了胞内、质膜、胞外3种环境，has催化合成HA的过程受到诸多因素影响。Itano等在成纤维细胞培养基中发现，HA的生物合成速度部分地受到细胞密度的调节，即受细胞增殖状况的调节。当细胞密度较低时，has活性增高，HA生物合成量增多，细胞呈现动态激增；当细胞密度较高时，HA生物合成相应较少，细胞的动态活性降低。当然,has催化合成HA也还受一系列激素、生长因子和细胞因子的调节。HA合成酶的研究：1993年，Deangelis利用转位子突变方法，从a组链球菌中成功克隆得到第一个has，命名为sphas(s.pyogeneshas)，从此揭开了人类研究表达不同来源、不同功能has的序幕。1996年，美国4个实验室几乎同时确认了真核生物的has-cdnas，证实人类has基因是多基因家族，其编码3种同工酶：has1、has2和has3。Toole等利用自然发生突变法、转基因技术和基因敲除技术，对has在人体不同发育阶段的表达进行了研究,发现不同has在合成ha过程中发挥不同作用。不同has在合成HA过程中发挥不同作用:has1在整个生命过程均有表达，虽然由其催化生成的高分子量HA在各种细胞中水平很低,但对维持机体的正常作用却必不可少。has2在胚胎发育阶段表达显著，由其催化合成的高分子量HA具有维持组织结构和体液平衡的重要作用,从而在机体组织扩张和生长过程中意义重大。has3在胚胎末期和成年人许多组织中有所表达，能够自发作用于细胞周围基质，且能与细胞表面HA受体结合，激发信号级联反应，产生细胞内多种生理效应。3种has都能在细胞中独立地催化生成HA，但活性各不相同，这种活性差异最终表现在生理功能上有所不同。has3的催化活性大于has2,has2的催化活性又大于has1。通过体外实验对不同has合成HA产物大小进行对比，发现：has1和has2催化生成HA链长度相似，而has3催化生成的HA链最短。HA合成酶的研究：细胞外的大分子HA被has酶解或发生氧化反应降解可以获得小分子HA。小分子HA能够刺激细胞激增，启动信号级联反应，同时还参与血管生成和炎症反应。大分子HA则有相反的作用：对细胞增殖有抑制作用。不同has合成不同长度的HA链这一发现，使不同分子量HA体内、体外合成的调节成为可能。Toole等通过敲除小鼠has1或has3基因，发现小鼠仍可以存活；但是敲除has2基因时，小鼠却难以生存。这是因为在小鼠的胚胎发育期has2的缺乏将会导致HA合成不足，引发严重的发育缺陷，如卵黄囊和心脏缺陷。影响has作用的因素：HA的合成过程，历经胞内、质膜、胞外3种环境。因此，has催化合成HA的过程受到诸多因素影响。Itano等在成纤维细胞培养基中发现，HA的生物合成速度部分地受到细胞密度的调节，即受细胞增殖状况的调节。当细胞密度较高时，HA生物合成相应较少，细胞的动态活性降低。has催化合成HA还受一系列激素、生长因子和细胞因子的调节。组织中缺乏HA的细胞与正常细胞相比，更容易对has产生反应。因而当HA浓度较低时，少量的外源性has就能有效地刺激HA的形成。这一特点可以保持体液的动态平衡。对has研究的现状和意义：临床应用HA在药学领域中的应用研究可谓方兴未艾，作为合成HA的关键酶，has又早已吸引了欧美等国家的广泛关注。临床已经试图利用has基因进行疾病治疗。在病理情