Hyalüronik Asit Nedir? Nasıl Üretilir?

Kozmetik uygulamalar günümüzde insanlar arasında büyük önem kazanmıştır. Yeni çıkan ürünlerin tanıtımından tutun da, YouTube üzerinden gerçekleştirilen kampanyalara kadar hayatımızda giderek daha büyük bir yer tutmaya başlayan kozmetik sektörü her yıl büyümeyi sürdürürken, bilimsel gelişmeler de hızla devam etmektedir. Yakın zamanda sosyal medyada pek çoğumuzu güldüren haberlere konu olan ve kozmetikten tutun da tıbbî pek çok uygulamada kullanılan hyalüronik asitin ne olduğu, ne işe yaradığı ve nasıl üretildiği hakkında sizlere genel bilgiler vermeyi hedefliyoruz. İyi okumalar dileriz.

Hyalüronik Asit Nedir?

Hyalüronik asit ilk kez 1934 yılında, Karl Meyer ve John Palmer tarafından keşfedildi. Sığır gözlerinde buldukları bu yüksek molekül ağırlıklı polisakkarite hyalüronik asit adını verdiler. "Cam gibi, cam gibi görünen" anlamına gelen hyaloid ve üronik asit kelimelerinin birleşiminden doğan bu polisakkaritin ismi, günümüzde aynı zamanda HA veya hyalüronan gibi isimlerle anılmaktadır.¹

Wikimedia Commons

Az önce de bahsettiğimiz üzere, hyalüronik asit bir polisakkarittir. Polisakkaritler birbirlerine glikozit bağı ile bağlı glikoz molekülleridir. Farklı moleküllerin birbirlerine farklı bağlarla bağlanması sonucu ortaya yeni polisakkaritler çıkabilir.

Bu farklı polisakkaritlerden biri olan hyalüronik asit, bir glukuronik asit ile bir N-asetilglukozamin molekülünün birbirlerine bağlanması ile oluşur ve vücudumuzda hyalüronidaz enzimi ile üretilir. Üretilen bu yeni molekülün uzun ve doğrusal zincirler boyunca tekrar etmesiyle yüksek molekül ağırlıklı, hyalüronik asit ortaya çıkar:

Hyalüronik asit doğada pek çok yerde karşımıza çıkar. Horoz ibiklerinde, bebek kordonunda, deride, memelilerin eklem arası sıvılarında ve göz vitresinde doğal olarak bulunur.¹ Bunlara benzer pek çok hayvansal dokuda karşımıza çıkan hyalüronik asit, günümüzde pek çok kozmetik üründe ve ilaçta ana bileşen olarak kullanılan ve endüstriyel boyutta üretilen bir ham maddedir.

Hyalüronik Asitin Özellikleri ve Kullanım Alanları

Hyalüronik asit az önce de belirtildiği üzere, hayvan dokularında bulunabilen ve pek çok işleve sahip bir moleküldür. İnsan vücudundaki ana görevleri aşağıdaki gibi sıralanabilir:

1. Nemlendirme ve deri esnekliğini sağlama. İnsan vücudundaki toplam hyalüronik asitin %50'si deride bulunur.
2. Hücrelerin göç etmesinde sinyal iletici görev üstlenir.
3. Eklem arası sinoviyal sıvıda, yüksek viskozitesi sayesinde doğal bir biyolojik kayganlaştırıcı görevi görür ve hızlı hareket edildiğinde eklemlerin üzerine binen yükü azaltıcı etki yapar.

Tüm bunlara ek olarak, yara ve iltihapların iyileşmesinde ve embriyonun gelişiminde hücre davranışlarının düzenlenmesine yardımcı olan bir moleküldür.^2,3 Hyalüronik asit, hücrelerin bölünmesi, yenilenmesi üzerindeki olumlu etkileri sebebiyle, yaşlandırma karşıtı serumlarda, kremlerde ve maskelerde; deri üzerindeki nemlendirici etkisi sayesinde de nemlendirici losyon ve kremlerde kullanılmaktadır. Eklem arası sıvıda ve göz vitresinde (gözdeki biyolojik sıvı) oldukça temel bir rol üstlendiğinden dolayı ilaçlarda ve tıbbî müdahalelerde kullanılır. Bu ilaçlara örnek olarak göz damlaları ve kremleri verilebilir. Eklemle alakalı rahatsızlıklarda hyalüronik asit iğneleri uygulanmaktadır.

Wikimedia Commons

Yaşlanma karşıtı bir molekül olan hyalüronik asit, son zamanlarda kozmetik ürünlerin yanı sıra cilt dolgularında da kullanılmaktadır. Papakonstantinou, Roth ve Karakiulakis'in, güneş ışığından korunmuş ve korunmamış ciltler üzerinde yaptıkları araştırmalarda, aynı kişiden alınan iki örnek arasında, güneş ışığına maruz kalmış cilt örneğinde yüksek miktarda hyalüronik asite rastlanmışken, ışıktan korunmuş ciltte görece daha az hyalüronik asite rastlanmıştır. Güneşten korunmuş olan deri örneğinde aynı zamanda içsel yaşlanmanın hyalüronik asit ve üretiminde kullanılan maddelerin azlığı ile alakalı olduğu belirlenmiştir (2012, s. 255-258). Yapılan bu araştırmadan yola çıkılarak, içsel (genetik) yaşlanmaların hyalüronik asit azlığında ortaya çıktığı söylenebilir.

Öte yandan hyalüronik asitin bazı olumsuz etkileri de mevcuttur. Hyalüronik asit bazlı cilt dolgularının çeşitli alerjik etkilere sebep olduğu bilinmektedir. Deutsch, Koggan ve Nasser tarafından yürütülen bir araştırmada, beş hastada hyalüronik asit dolgusundan kaynaklı iltihaplı nodüller, yüz ödemleri, kabartı gibi rahatsızlıklara rastlanmıştır. Bu hastaların üçünde önceden bilinen bir alerjik rahatsızlık varken, ikisinin bilinen bir alerjik rahatsızlığı yoktur (2015). Denilebilir ki, hyalüronik asitten yapılmış estetik dolgular, hastaların durumuna göre istenmeyen alerjik tepkiler doğurabilir. Kullanımı giderek yaygınlaştığından dolayı hyalüronik asitin yararları üzerine olduğu kadar, yan etkileri üzerine de araştırma yapılması elzemdir.⁴

Hyalüronik asit hücre bölünmesi ve büyümesinde etkin rol oynadığından, kanser ve tümör gibi hastalıklarda vücutta sentezlenen hyalüronik asit miktarı doğal olarak artar. Bu konuda bilim dünyasında çeşitli çalışmalar yürütülmektedir. Toole'a göre tümörün birçok çeşidinde aşırı miktarda hyalüronik asit üretimi görülmektedir. Hatta bazı durumlarda vücuttaki hyalüronik asit seviyesindeki artış, kötü huylu tümör oluşumuna da işaret edebilmektedir. Hyalüronik asit tümör hücreleri tarafından veya tümör stromasında üretilebilir. Meme, yumurtalık, prostat, mide ve kolorektal kanser çeşitlerinde, hastaların vücudunda üretilen hyalüronik asit miktarı ile kanserin durumunun kötülüğü arasında korelasyon vardır. Fakat melanoma ve diğer bazı cilt kanseri türlerinde aynı bağlantı bulunmaz (2004, s. 529-530). Bu bilgilerden yola çıkılarak hyalüronik asitin kanser hastalarının önemli bir bölümünde teşhis konusunda modern tıbba oldukça yardımcı olduğu söylenebilir.⁵

Hyalüronik Asitin Üretimi

Söz konusu insan sağlığı olduğunda, kimyasalların üretiminde dikkat edilmesi gereken hususlar artar. Ürünün kalitesi, sterilizasyonu ve insan sağlığına zararlı herhangi bir etkisi olmaması bunların başında gelir. Hyalüronik asit üretimi de bahsedilen hususlara tabidir.

Hyalüronik asitin üretim tarihçesi aslına bakılırsa henüz yeni sayılabilir. İlk ticari hyalüronik asit ilacı, 1980'de, Pharmacia adlı İsveç firması tarafından üretilen göz ilacı Healon'dur. Bu ilaç horoz ibiğinden özütlenen hyalüronik asit ile üretilmişti. Bu yöntemin patentini alan kişi Endre Alexander Balazs'tır. Balazs, yetmiş sene boyunca hyalüronik asitin iyileştirici etkileri üzerine çalışmıştı. Kendisi aynı zamanda International Society for Eye Research adlı kurumun (Uluslararası Göz Araştırmaları Enstitüsü) kurucu üyeleri arasındadır.³

ISHAS

Ancak hyalüronik asitin horoz ibiği gibi hayvansal kaynaklardan üretiminde sıkıntılar bulunmaktaydı. Hayvansal kaynaklı üretimin verimi düşüktü ve yüksek saflıkta hyalüronik asit üretebilmek için proteinlerden arıtılması gerekiyordu. Bu işlem hayvansal üretimde bir hayli zahmetliydi. Bunun bir sonucu olarak da yeni üretim yöntemleri araştırılmaya başlandı. Günümüzde de genel üretim yöntemi olan bakteri fermantasyonu yoluyla üretim, bilim insanlarının aradığı cevaptı.

1990'larda başlayan çalışmalar hyalüronik asitin bakteriyel fermantasyonla üretilebileceğini gösteriyordu. Çeşitli birçok bakteri, bu maddeyi doğal yollarla sentezleyebiliyordu. Hız kazanan araştırmalar, bakteriyel fermantasyonla çok daha yüksek molekül ağırlığına sahip, verimi yüksek ve zehirli madde içermeyen hyalüronik asit üretiminin yolunu açtı.

Günümüzde hyalüronik asit üretimi çeşitli streptokok bakterilerinden gerçekleşmektedir. Bunun yanında tıbbî kullanıma uygun ilaçlar üretebilmek için rekombinant DNA içeren bakterilerden de yararlanılmaktadır.⁶ Uygun koşullar altında gelişmesi ve üremesi sağlanan bakteriler, şekerden fermantasyon ile hyalüronik asit üretirler. Bir biyoreaktörde gerçekleşen bu üretim, pek çok saflaştırma ve sterilizasyon aşamasına sahiptir. Hyalüronik asit yüksek sıcaklıklarda bozunan bir molekül olduğundan, hem üretilirken hem de saklanırken düşük sıcaklıklarda olması gerekir. Santrifüj ve filtrasyon gibi pek çok işlemden geçen ürünün, fabrikadan çıktığında yüksek saflıkta, steril ve çeşitli ilaç ve kozmetik firmalarına satılmaya hazır hâlde olması sağlanır.

Visual Encyclopedia of Chemical Engineering

Sonuç

Hyalüronik asit söz konusu olduğunda bilim dünyasının araştırmaları yakından takip edilmeli ve gelecek sonuçlar ışığında hyalüronik asitin kozmetik ve tıbbî kullanımı her zaman yeniden değerlendirilmelidir. Sadece bilimsel araştırmalar doğrultusunda geliştirilecek yeni tedavi yöntemleri ve ürünler kullanılmalıdır. Yazımızın sizlere hyalüronik asit hakkında genel bir fikir vermesini temenni ediyoruz.