กรดไฮยาลูโรนิกเป็นกรดจริงหรือ?

คำตอบสั้น ๆ คือใช่ แต่กรดไฮยาลูโรนิก HA บริสุทธิ์ไม่ได้เป็นอย่างที่คุณคิด ในทางเคมีจัดเป็นกรด อย่างไรก็ตาม ในบริบทของการใช้งานทางชีวภาพและความงาม มันไม่มีลักษณะเหมือนกรด-pH ต่ำที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ชื่อของมันคือตัวบ่งชี้ที่ชัดเจนของโครงสร้างโมเลกุลมากกว่าพฤติกรรมการทำงานของมันในร่างกายหรือในผลิตภัณฑ์ตามสูตร

ชื่อ "กรดไฮยาลูโรนิก" กระตุ้นให้เกิดความคาดหวังทางเคมีบางอย่าง สำหรับคนทั่วไป คำว่า "กรด" เสกภาพของสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและเผาไหม้ซึ่งจะละลายวัสดุและมีค่า pH ต่ำ สิ่งนี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับการมีอยู่ทั่วไปในเซรั่มบำรุงผิวที่อ่อนโยน การฉีดข้อต่อ และยาหยอดตา ซึ่งวางตลาดเนื่องจากคุณสมบัติให้ความชุ่มชื้นและกันกระแทกอย่างสูงสุด การแบ่งขั้วนี้นำไปสู่คำถามพื้นฐานและดีเยี่ยม: กรดไฮยาลูโรนิกเป็นกรดจริงหรือ

ทำไมกรดไฮยาลูโรนิกได้รับชื่อ "กรด"?

เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดนักเคมีจึงจัดประเภทให้เป็นกรด เราต้องตรวจสอบโครงสร้างโมเลกุลของมัน

กรดคืออะไร?

คำจำกัดความสมัยใหม่ของกรดซึ่งอิงตามทฤษฎีของเบรินสเตด-โลว์รี คือสารที่สามารถให้โปรตอน (ไฮโดรเจนไอออน, H⁺) เมื่อละลายในน้ำ กรดจะปล่อยไอออน H⁺ เหล่านี้ออกมา ซึ่งต่อมาทำให้ค่า pH ของสารละลายลดลง (ทำให้ต่ำกว่า 7) ความแรงของกรดจะขึ้นอยู่กับความรวดเร็วในการให้โปรตอนนี้ กรดอะซิติก (ในน้ำส้มสายชู) และกรดซิตริก (ในผลไม้รสเปรี้ยว) เป็นตัวอย่างที่พบบ่อยและค่อนข้างอ่อนแอ

โครงสร้างโมเลกุลของกรดไฮยาลูโรนิก
กรดไฮยาลูโรนิก HA บริสุทธิ์คือไกลโคซามิโนไกลแคน (GAG) ซึ่งเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ยาวที่ไม่มีการแตกแขนง (สายโซ่ของโมเลกุลน้ำตาล) ประกอบด้วยหน่วยไดแซ็กคาไรด์ที่ทำซ้ำ แต่ละหน่วยประกอบด้วยอนุพันธ์ของน้ำตาล 2 ชนิด:

• ดี-กรดกลูโคโรนิก

• กลูโคซามีน N-อะซิติล-D-

กุญแจสำคัญของความเป็นกรดอยู่ที่องค์ประกอบแรก: กรด D-กลูโคโรนิก โมเลกุลนี้มีหมู่กรดคาร์บอกซิลิก (-COOH) ในสารละลายที่เป็นน้ำ (เช่น ภายในร่างกายมนุษย์หรือในผลิตภัณฑ์บำรุงผิว) กลุ่มนี้สามารถแยกตัวออกโดยสูญเสียโปรตอน (H⁺) ให้กลายเป็นหมู่คาร์บอกซีเลทที่มีประจุลบ (-COO⁻)

-COOH ⇌ -COO⁻ + H⁺

ปฏิกิริยาที่ผันกลับได้นี้เป็นการกระทำขั้นสุดท้ายของกรด นั่นคือการบริจาคโปรตอน ดังนั้น เนื่องจากแต่ละหน่วยการทำซ้ำในโพลีเมอร์ HA ขนาดใหญ่ประกอบด้วยกลุ่มสารเคมีที่สามารถบริจาคโปรตอนได้ โมเลกุลทั้งหมดจึงถูกเรียกว่ากรดอย่างถูกต้อง

อย่างไรก็ตาม กรดไฮยาลูโรนิกบริสุทธิ์ HA นั้นเป็นกรดอ่อนมาก กลุ่มกรดคาร์บอกซิลิกในกรดกลูโคโรนิกไม่แยกตัวออกทันทีหรือทั้งหมด pKa (หน่วยวัดความแรงของกรด) อยู่ที่ประมาณ 3-4 ซึ่งหมายความว่ามันจะให้โปรตอนอย่างมีนัยสำคัญเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความเป็นกรดอยู่แล้ว (pH < 3-4) ภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยาที่เป็นกลาง (pH ~7.4) กลุ่มเหล่านี้ส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบคาร์บอกซีเลทที่มีประจุลบ (-COO⁻) ที่ถูกสลายโปรตอน

สิ่งนี้นำไปสู่ผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุดของโครงสร้างที่เป็นกรด: ประจุลบ

เหตุใด HA จึงไม่ประพฤติเหมือนกรด "เข้มข้น"?

ค่า pKa: กลุ่มกรดคาร์บอกซิลิกในกรดไฮยาลูโรนิกบริสุทธิ์ HA มีค่า pKa ประมาณ 2.9 ถึง 3.2 pKa เป็นตัววัดความแรงของกรด ค่า pKa ที่ต่ำกว่าบ่งบอกถึงกรดที่แรงกว่า สำหรับบริบทแล้ว กรดไฮโดรคลอริก (HCl) มี pKa ประมาณ -7 ทำให้มีความเข้มข้นมากขึ้นอย่างมาก ค่า pH ของผิวหนังมนุษย์มีความเป็นกรดเล็กน้อย ประมาณ 4.5-5.5 ที่ pH นี้ ซึ่งสูงกว่า pKa ของกลุ่มคาร์บอกซิลิกของ HA อย่างมีนัยสำคัญ หมู่เหล่านี้ส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบที่มีประจุลบซึ่งมีประจุลบ (-COO⁻) ซึ่งหมายความว่าบนผิวหนังหรือภายในร่างกายของคุณ HA ไม่ได้บริจาคโปรตอนและลด pH ลง มันทำหน้าที่เป็น polyanion (โมเลกุลที่มีประจุลบหลายประจุ)

กรดไฮยาลูโรนิกเป็นกรดจริงหรือ??

ในสภาวะทางสรีรวิทยา การคิดว่ากรดไฮยาลูโรนิกบริสุทธิ์ HA เป็นโซเดียมไฮยาลูโรเนตจะแม่นยำกว่า คาร์บอกซีเลทไอออนที่มีประจุลบ (-COO⁻) จับกับโซเดียมไอออนที่มีประจุบวก (Na⁺) ที่มีอยู่ในของเหลวในร่างกายได้อย่างง่ายดาย ทำให้เกิดเกลือโซเดียม นี่เป็นรูปแบบที่โดดเด่นของ HA ภายในเมทริกซ์นอกเซลล์ น้ำไขข้อ และดวงตา

การเปลี่ยนไปใช้โซเดียมไฮยาลูโรเนตนี้มีความสำคัญต่อการทำงานทางชีวภาพและลักษณะที่อ่อนโยนของมัน เมื่อคุณเห็น "กรดไฮยาลูโรนิกบริสุทธิ์ 100 ชนิด" เป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์ดูแลผิว กรดไฮยาลูโรนิกบริสุทธิ์ 100 ชนิดมักจะถูกกำหนดให้เป็นโซเดียมไฮยาลูโรเนตเสมอเพื่อให้มีความคงตัวและเข้ากันได้กับค่า pH ของผิวหนัง คำนี้มักใช้สลับกันในภาษาที่ผู้บริโภค-เผชิญหน้ากัน แต่รูปแบบที่ใช้กับผิวหนังคือเกลือ

ประจุลบตามแนวแกนหลักของกรดไฮยาลูโรนิก Pure HA เป็นความลับของฟังก์ชันการทำงานอันน่าทึ่ง:

การกักเก็บน้ำสูงสุด:

กลุ่ม -COO⁻ ที่มีประจุลบแต่ละกลุ่มมีคุณสมบัติที่ชอบน้ำสูง (- ชอบน้ำ) มันดึงดูดและผูกมัดเปลือกโมเลกุลของน้ำไว้รอบๆ ตัวมันเอง นอกจากนี้ โครงสร้างขดขนาดใหญ่ของพอลิเมอร์ HA ยังสามารถกักเก็บน้ำได้มากถึง 1,000 เท่าของน้ำหนักของตัวเองภายในเครือข่าย นี่ไม่ใช่การกระทำที่มีฤทธิ์กัดกร่อน แต่เป็นการให้ความชุ่มชื้นอย่างล้ำลึก มันทำหน้าที่เหมือนฟองน้ำขนาดใหญ่ที่มีขนาดเล็กมากในผิวหนังชั้นหนังแท้ ช่วยยกกระชับผิวและรักษาความเหนียง ในข้อต่อ ของเหลวที่มีน้ำมาก-นี้ช่วยหล่อลื่นและดูดซับแรงกระแทก

ความหนืด:

สารละลายของกรดไฮยาลูโรนิกบริสุทธิ์ HA นั้นมีความหนืด (หนา ทนต่อการไหล-) และยืดหยุ่นได้ (สามารถคืนรูปเดิมได้หลังจากเปลี่ยนรูปแล้ว) คุณสมบัติยืดหยุ่นหนืดอันเป็นเอกลักษณ์นี้ ซึ่งได้มาจากโครงข่ายโมเลกุลที่พันกันพันกันและแรงผลักประจุ เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับบทบาทของมันในฐานะสารหล่อลื่นในข้อต่อและเป็นโครงสร้างโครงสร้างในผิวหนัง

การส่งสัญญาณระดับโมเลกุล:

นอกเหนือจากบทบาททางกายภาพแล้ว กรดไฮยาลูโรนิก HA บริสุทธิ์ยังทำปฏิกิริยากับเซลล์ผ่านตัวรับเฉพาะ (เช่น CD44 และ RHAMM) ขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุล (หัวข้อที่เราจะสำรวจในภายหลัง) ปฏิกิริยาเหล่านี้อาจส่งผลต่อการเพิ่มจำนวนเซลล์ การย้ายถิ่น และการอักเสบ โดยแสดงให้เห็นบทบาททางชีววิทยาที่ซับซ้อนของมันนอกเหนือไปจากกรดธรรมดา

กรดไฮยาลูโรนิกกับกรดเครื่องสำอางอื่นๆ

ความสับสนเกิดขึ้นเนื่องจากโลกแห่งผลิตภัณฑ์ดูแลผิวเต็มไปด้วยกรดอื่นๆ ซึ่งทำงานโดยการเปลี่ยนค่า pH และก่อให้เกิดความเสียหายที่ควบคุมได้

• กรดอัลฟ่าไฮดรอกซี (AHA) เช่น กรดไกลโคลิกและกรดแลคติค:

ทำงานเหล่านี้โดยการทำลายเดสโมโซม ("กาว") ที่ยึดเซลล์ผิวที่ตายแล้วไว้ด้วยกันบนพื้นผิว นี่เป็นกระบวนการขัดผิวด้วยสารเคมีที่ต้องการ pH ต่ำ (ความเป็นกรดสูง) จึงจะมีประสิทธิภาพ พวกมันอาจทำให้ระคายเคืองและเพิ่มความไวต่อแสงแดดได้

• กรดเบต้าไฮดรอกซี (BHA) - กรดซาลิไซลิก:

น้ำมัน-ละลายได้ ช่วยขัดผิวในรูขุมขนและยังต้าน-การอักเสบอีกด้วย เช่นเดียวกับ AHA ที่ต้องการ pH ต่ำจึงจะทำหน้าที่ขัดผิวได้

• กรดแอสคอร์บิก (วิตามินซี):

สารต้านอนุมูลอิสระที่มีศักยภาพซึ่งต้องใช้สูตร pH ต่ำเพื่อให้คงตัวและดูดซึมเข้าสู่ผิวหนังได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กรดไฮยาลูโรนิก HA บริสุทธิ์/โซเดียม ไฮยาลูโรเนต ทำงานบนหลักการที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง เป้าหมายคือการให้ความชุ่มชื้นและเสริมเกราะป้องกัน ไม่ใช่การขัดผิว โดยปกติแล้ว สูตรนี้จะมีค่า pH ที่เป็นมิตรต่อผิว-และขึ้นชื่อในด้านความเข้ากันได้และความอ่อนโยน แม้แต่กับผิวที่บอบบางก็ตาม การจัดให้อยู่ในหมวดหมู่ทางจิตเดียวกันกับกรดขัดผิวถือเป็นข้อผิดพลาดเชิงหมวดหมู่โดยอิงจากชื่อที่ทำให้เข้าใจผิดเพียงอย่างเดียว

บทสรุป:

• ทางเคมีใช่ โครงสร้างโมเลกุลประกอบด้วยหมู่กรดคาร์บอกซิลิกที่เป็นไปตามคำจำกัดความของกรดเบรินสเตด-โลว์รี การจำแนกประเภทนี้มีความถูกต้องตามหลักวิทยาศาสตร์และถูกต้อง

• ตามหน้าที่แล้ว ไม่ใช่ ในบริบททางชีววิทยาและเชิงพาณิชย์ที่เราพบสิ่งนี้ มีอยู่เกือบทั้งหมดในรูปแบบเกลือ pH ที่เป็นกลางและอ่อนโยน- (โซเดียม ไฮยาลูโรเนต) คุณสมบัติที่กำหนดได้-การให้ความชุ่มชื้น การหล่อลื่น ความยืดหยุ่นหนืด และความเข้ากันได้ทางชีวภาพ-ล้วนเป็นผลมาจากพฤติกรรมทางกายภาพของเกลือโพลีแอนไอออนิกนี้ ไม่ใช่กิจกรรมการบริจาคโปรตอนที่มีฤทธิ์กัดกร่อน-ของกรดแก่

ชื่อ "กรดไฮยาลูโรนิกบริสุทธิ์ HA" เป็นสิ่งประดิษฐ์ทางประวัติศาสตร์ของการค้นพบและการจำแนกประเภททางเคมี มันพูดถึงพิมพ์เขียวอะตอมของมัน ความเป็นจริงของพฤติกรรมจะถูกจับได้ดีขึ้นด้วยคำว่า "โซเดียมไฮยาลูโรเนต" ซึ่งสะท้อนถึงสถานะการทำงานของมัน การตัดการเชื่อมต่อระหว่างชื่อและฟังก์ชันถือเป็นกรณีคลาสสิกของคำศัพท์ทางวิทยาศาสตร์ที่ไม่สามารถแปลให้เป็นความเข้าใจของสาธารณชนได้โดยสัญชาตญาณ

Guanjie Biotech เป็นผู้จัดจำหน่ายกรดไฮยาลูโรนิกขายส่งจำนวนมาก เราใช้กระบวนการหมักเพื่อผลิตกรด HA ไฮยาลูโรนิกบริสุทธิ์ ซึ่งจะทำให้กรดไฮยาลูโรนิกปราศจากสารก่อภูมิแพ้-บริสุทธิ์ยิ่งขึ้น ผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นผงสีขาวฟู เราเชี่ยวชาญใน-การผลิตและจำหน่ายกรดไฮยาลูโรนิกเกรดยา-และเครื่องสำอาง-ในวงกว้าง โดยจัดหาวัตถุดิบให้กับแบรนด์ที่พวกเขาไว้วางใจสำหรับ-ผลิตภัณฑ์ที่ใช้ขั้นสุดท้าย เรานำเสนอกรดไฮยาลูโรนิกคุณภาพสูง{10}}ในราคาที่แข่งขันได้ ยินดีต้อนรับสู่สอบถามกับเราได้ที่info@gybiotech.com.

อ้างอิง

[1] Fallacara, A., Manfredini, S., Durini, E., & Vertuani, S. (2017) สารตัวเติมกรดไฮยาลูโรนิกในการฟื้นฟูเนื้อเยื่ออ่อน วารสารศัลยศาสตร์ใบหน้าและความงาม, 10(2), 61–68.

[2] เมเยอร์ เค. และพาลเมอร์ เจดับบลิว (1934) โพลีแซ็กคาไรด์แห่งอารมณ์ขัน วารสารเคมีชีวภาพ, 107(3), 629-634. (กระดาษต้นฉบับน้ำเชื้อเรื่องการแยก HA)

[3] โลรองต์, TC, & เฟรเซอร์, เจอาร์ (1992) ไฮยาลูโรแนน วารสาร FASEB, 6(7), 2397-2404. (การทบทวนคุณสมบัติและหน้าที่ของ HA อย่างครอบคลุม)

(4) Papakonstantinou, E., Roth, M., & Karakiulakis, G. (2012) กรดไฮยาลูโรนิก: โมเลกุลสำคัญในการชะลอวัยของผิว ผิวหนัง-วิทยาต่อมไร้ท่อ, 4(3), 253–258

[5] Bukhari, SNA, Roswandi, NL, Waqas, M., Habib, H., Hussain, F., Khan, S., Sohail, M., Ramli, NA, Thu, HE, & Hussain, Z. (2018) กรดไฮยาลูโรนิก ชีวเวชศาสตร์ฟื้นฟูผิวที่มีแนวโน้ม: การทบทวนการอัปเดตล่าสุดและการตรวจสอบก่อน-ทางคลินิกและทางคลินิกเกี่ยวกับผลกระทบของเครื่องสำอางและสารอาหาร วารสารนานาชาติเรื่องโมเลกุลชีวภาพ, 120(Pt B), 1682–1695.

[6] บาลาซ, อีเอ (2004) คุณสมบัติยืดหยุ่นหนืดของไฮยาลูโรแนนและการใช้ในการรักษา ในวิชาเคมีและชีววิทยาของ Hyaluronan (pp. 415-455) วิทยาศาสตร์เอลส์เวียร์.

[7] Gupta, RC, Lall, R., Srivastava, A., & Sinha, A. (2019) กรดไฮยาลูโรนิก: กลไกระดับโมเลกุลและวิถีการรักษา พรมแดนทางสัตวแพทยศาสตร์, 6, 192.

(8) วารสารคลินิกโรคผิวหนังและความงาม. (2014) ฉบับพิเศษ: กรดไฮยาลูโรนิก เล่มที่. 7 ไม่มี. 9.