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Viel mehr als nur Gelenkschmiere

01.09.2003
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Hyaluronsäure

Viel mehr als nur Gelenkschmiere

von Hagen Trommer, Andrea V. Kühn, Yahya Mrestani und Reinhard H. H. Neubert, Halle

Hyaluronsäure ist ein Polysaccharid, das in vielen Teilen des menschlichen Organismus vorkommt, vor allem im Bindegewebe, in der extrazellulären Matrix, der Synovialflüssigkeit und im Glaskörper des Auges. Sie wird in den Zellen von Synthetasen gebildet. Hyaluronsäure ist weit mehr als eine viskoelastische Gelenkschmiere mit hohem Wasserbindevermögen.

Neben den vielen bekannten und gut untersuchten Funktionen des Glykosaminoglykans, zum Beispiel als Gelenkschmiermittel, viskoelastischer Füllstoff, allgemeiner Strukturgeber und als wundheilungsfördernde Substanz, hat das Makromolekül weitere Aufgaben, die bisher nur unvollständig aufgeklärt sind. Diese „weißen Flecken auf der Landkarte“ der Polysaccharidforschung erklären einerseits das unvermindert rege Interesse an der vollständigen Erforschung des Polymers, andererseits werden ständig neue Sachverhalte entdeckt, in die Hyaluronsäure involviert ist.

In eigenen Untersuchungen testeten wir native Hyaluronsäure und deren Fragmente, die durch enzymatische Depolymerisation mit Hyaluronatlyase gewonnen wurden, auf antioxidative Eigenschaften nach UV-Bestrahlung. Dazu dienten Lipidmodellsysteme. Außerdem stand die Frage im Raum, ob der Polyzucker in einer halbfesten topischen Formulierung die Haut vor oxidativen Schäden schützt.

Der Startschuss

Hyaluronsäure wurde erstmals 1934 von Meyer und Palmer erwähnt. Sie entdeckten im Glaskörper des Rinderauges eine durchsichtige viskose Flüssigkeit und schlugen vor, diese auf Grund ihrer physikochemischen Eigenschaften (hyalos; griechisch-lateinisch für durchscheinend, glasartig) und des Vorhandenseins einer Uronsäure als Hyaluronsäure zu bezeichnen (1). Weiterhin konnten sie die Anwesenheit eines Aminozuckers in der von ihnen isolierten Substanz nachweisen sowie das Fehlen jeglicher Sulfatierung. Die entsprechende Veröffentlichung im Journal of Biological Chemistry wurde zum viel zitierten Klassiker aller Hyaluronsäureforscher.

Stützen konnten sie sich auf die analytischen Arbeiten von Carl Mörner, der sich bereits 1894 intensiv mit den Flüssigkeiten des Auges befasst und Elementarbestimmungen von Stickstoff und Schwefel ausgeführt hatte, jedoch nur an den Proteinen der Augenflüssigkeiten interessiert war (2). Später wurde das Molekül auch aus vielen anderen Geweben wie Nabelschnur, Synovialflüssigkeit, Hahnenkämmen und Affenvorhaut isoliert (3).

Balazs und Mitarbeiter schlugen 1986 den Namen Hyaluronan für das 2-Acetamido-2-Desoxy-D-Glucano-D-Glucuronan-Makromolekül vor, wenn allgemein von ihm die Rede ist, unabhängig davon, ob Hyaluronsäure selbst oder ihre Salze, die Hyaluronate, gemeint sind (4). Damit wurde die Schwierigkeit der Kationenidentifikation umgangen und außerdem darauf hingewiesen, dass das Makromolekül in vivo als Polyanion vorliegt und nicht als undissoziierte protonierte Säure. In der neueren Literatur werden die Bezeichnungen Hyaluronsäure und Hyaluronan häufig als Synonyma verwendet.

Schlicht gebautes Multitalent

Hyaluronsäure ist ein lineares saures Polysaccharid aus alternierenden (1,3)-verknüpften Disaccharideinheiten, die sich aus (1,4)-verknüpften N-Acetyl-b-D-Glucosamin- und b-D-Glucuronsäure-Monomeren zusammensetzen (5). Das dem Polymer zugrunde liegende Disaccharid ist demnach die Hyalobiuronsäure.

Somit gehört die Substanz zur Klasse der Glykosaminoglykane (GAG), weist aber – verglichen mit anderen Polysacchariden dieser Gruppe – einige Besonderheiten auf. Die erste ist ihre enorme Größe, die normalerweise zwischen 103 und 104 kDa liegt, bei einer ausgedehnten Länge von 2 bis 25 µm. Weiterhin besitzt sie weder Sulfatgruppen noch epimere Uronsäurereste. Die dritte bemerkenswerte Eigenschaft ist ihr einzigartiger Syntheseweg. Sie wird vorwiegend an der inneren Seite der Plasmamembran, weniger im Golgi-Apparat, synthetisiert und während dieser Synthese meist am reduzierenden Terminus elongiert. Während ihrer Bildung ist sie nichtkovalent an ein Protein gebunden (6).

Bei physiologischem pH-Wert liegt Hyaluronsäure vor allem als linksdrehende Doppelhelix vor. Laurent beschrieb die Überstruktur in wässriger Lösung als expandiertes Zufallsknäuel (7).

Trotz der frühen Reinigung und nachfolgenden Strukturaufklärung sind die biologischen Funktionen der Hyaluronsäure bis heute noch nicht vollends aufgeklärt (8). Selbst ihre Aufgabe in ihrem Hauptvorkommensgebiet, der Synovialflüssigkeit, ist noch nicht bis ins Detail geklärt. Die Spekulationen reichen von einem als molekulares Sieb wirkenden Diffusionsmodulator bis zum Schutzstoff vor entzündlichen Erkrankungen (9).

Einige wesentliche Funktionen des Makromoleküls sind bisher bekannt. Es vergrößert den extrazellulären Raum durch Bindung von Wasser und Salzen. Im Verbund mit vielen anderen extrazellulären Molekülen entsteht die extrazelluläre Matrix. Außerdem wird Hyaluronsäure von vielen Oberflächenrezeptoren erkannt und aktiviert durch Interaktion mit diesen Rezeptoren intrazelluläre Signalwege oder wird selbst internalisiert (10). Darüber hinaus wurde das Polysaccharid als wundheilungsfördernd beschrieben (11).

Day und Sheehan sehen alle biologischen Funktionen der Hyaluronsäure im Zusammenhang mit ihrer linearen Einfachheit und chemischen Passgenauigkeit. Sie bezeichnen Hyaluronsäure als einfaches „ungeschmücktes“ Molekül und verweisen darauf, wie ungewöhnlich solche Verbindungen in der Biologie sind. Daraus leiten sie einen evolutionär geschützten Status des Makromoleküls ab. Dessen Wirkungen sollen sowohl aus dem Verhalten in Lösung als auch aus der Bindung an verschiedene Proteine, den so genannten Hyaladherinen, resultieren (12).

Eine kritische Übersicht über alle bewiesenen und unbewiesenen Funktionen der Hyaluronsäure, eingeteilt in unspezifische Interaktionen mit Lösungsmitteln und Makromolekülen, Wechselwirkungen mit Hyaladherinen und Wirkungen im Gelenk (Tabelle 1), findet man bei Laurent und Mitarbeitern (7).

 

Tabelle 1: Einige wichtige physiologische Funktionen von Hyaluronsäure

Einteilung der FunktionenSpezielle Aufgaben Unspezifische Interaktionen mit Lösungsmitteln und Makromolekülen Regulation des Wasserhaushalts
Strukturenstabilisator Wechselwirkung mit Hyaluronsäurebindeproteinen (Hyaladherine) Interaktion mit Zelloberflächenrezeptoren, zum Beispiel CD 44, RHAMM
Modulation der Membranpermeabilität Funktionen im Gelenk Grundsubstanz
Schmier-und Gleitmittel
Zellaktivitätsregulator
Radikalfänger (hypothetisch) Funktionen in der Haut "Natural Moisturizer"
Förderer der Wundheilung
wichtigste Matrixkomponente des Bindegewebes
Radikalfänger (hypothetisch)

 

Evergreen der Forschung

Es gibt kaum eine Methode der instrumentellen Analytik, die noch nicht zur Erforschung von Hyaluronsäure angewandt wurde. Mit NMR untersuchte man die Bildung von Tertiärstrukturen in wässriger Lösung (13). Massenspektrometrie und Röntgen-Photoelektronenspektroskopie wurden genutzt, um Filme von Hyaluronsäureestern zu charakterisieren (14). Mittels Kapillarelektrophorese gelang die Quantifizierung von Hyaluronsäure in pharmazeutischen Formulierungen (15).

Die HPLC-Analytik diente zur Trennung von Glykosaminoglykanen aus Tiergeweben (16). Mittels IR-Spektroskopie kam man Strukturen und dem Hydratationsverhalten im Knorpelgewebe auf die Spur (17).

Ramanspektroskopische Experimente erlaubten die Zuordnung unterschiedlicher Konformationen in Abhängigkeit von Phasenübergängen (18). Schließlich ermöglichten es Rasterkraftmikroskopie-Untersuchungen, die Wechselwirkungen von Hyaluronsäure mit Proteinen genauer zu beschreiben (19).

Hyaluronsäure als Radikalfänger?

Dank ihres hohen Wasserbindungsvermögens wirkt das Mucopolysaccharid als „natural moisturizer“ in der menschlichen Haut. Daher wird es, wie auch Harnstoff, Elastin und Kollagen, bevorzugt in kosmetischen Formulierungen als Feuchthaltesubstanz eingesetzt (20). Dabei sind die Wirkungen im Hautorgan offensichtlich weitaus komplexer und reichen von Wundheilung bis zur pathogenetischen Steuerung von Hauterkrankungen (21). Hyaluronsäure kommt auch im Stratum corneum vor (22); ihre spezielle Funktion in der Hornschicht ist jedoch unbekannt.

Um ihre Wirkungen im Gelenk zu erklären, wird eine Rolle als Radikalfänger diskutiert; bei diesem Prozess wird das Makromolekül degradiert, die Viskosität nimmt ab (23). Der Mechanismus eines derartigen Abbaus durch reaktive Sauerstoffspezies lag lange im Dunkel. Erst 1996 konnten Hawkins und Davies mit elektronenparamagnetischer Resonanzspektroskopie (EPR) – unter Einbeziehung von Experimenten mit den Monomeren N-Acetylglucosamin und Glucuronsäure – Hyaluronsäureradikale als Intermediate der Hydroxylradikal-induzierten Degradation direkt nachweisen (24).

Der Nachweis der Endprodukte der Oxidation gelang mittels Massenspektrometrie (MS) nach Schädigung mit dem Fenton-System. Dabei stellte sich heraus, dass die Degradation von Hyaluronsäure vor allem an den Glucuronsäure-haltigen Molekülstellen ansetzt (25). Eine mit der Depolymerisation verbundene Verflüssigung des Glaskörperinhaltes des Auges könnte mit Alterung und Diabetes mellitus zusammenhängen (26).

Oft wird eine Verhinderung des Abbaus von Hyaluronsäure als Gradmesser für die antioxidative Potenz einer Substanz interpretiert. Das Polymer wird sogar als In-vitro-Testsystem für derartige Experimente eingesetzt (27).

Kann Hyaluronsäure unter physiologischen Bedingungen neben ihren vielen anderen Aufgaben indirekt selbst als Radikalfänger wirken (7, 28)? Oder ist es „nur“ ein Molekül, das wie viele andere Biomoleküle durch freie Radikale angegriffen und zerstört wird?

Fragmente für die Untersuchung

Für unsere Untersuchungen verwendeten wir Hyaluronsäure, die biotechnologisch mit Hilfe des Mikroorganismus Streptococcus zooepidemicus durch Fermentation nach einem zyklischen Batch-Verfahren hergestellt wurde.

Um eine Hautschutzwirkung entfalten zu können, muss das Polysaccharid in der Epidermis vorliegen. Deshalb wurden „kleinere“ Hyaluronsäuremoleküle entwickelt, die besser penetrieren können. Aus dem nativen Makromolekül entstanden durch enzymatischen Abbau mit Hyaluronatlyase von Streptococcus agalactiae Fragmente, die für die Experimente in lyophilisierter Form vorlagen. Dabei entstehen durch eine β-Eliminierungsreaktion Gemische von Oligosacchariden unterschiedlicher Kettenlänge.

Auch diesen Fragmenten werden Wirkungen zugeschrieben, zum Beispiel eine Aktivierung dendritischer Zellen (29). Außerdem sollen die Fragmente ebenso wie die native Hyaluronsäure Granulationsgewebe vor dem Angriff freier Sauerstoffradikale schützen können (30).

Durch Laserlichtstreuung nach Gelpermeationschromatographie wurden die Fragmente hinsichtlich ihrer mittleren Molekulargewichte, die von der Inkubationsdauer mit dem Enzym abhängen, charakterisiert. Wir verwendeten Polysaccharide mit mittleren Molekulargewichten von 1001 kDa (native Hyaluronsäure), 601 kDa (nach 15 min Inkubation), 349 kDa (nach 30 min), 338 kDa (nach 60 min) und 223 kDa (nach 120 min). Zusätzlich stand für die Untersuchungen ein natives Polysaccharid mit einem Gewicht von 1200 kDa zur Verfügung sowie stärker depolymerisierte Fragmente mit 31 kDa und 22 kDa.

Analytische Charakterisierung

Eine Aufklärung der exakten Zusammensetzung der Fragmentgemische ist aus mehreren Gründen sehr wichtig. Einerseits können anhand der entstandenen Oligosaccharide die zur Spaltung verwendeten Enzyme charakterisiert werden (31). Andererseits wäre eine einheitliche Kettenlängenverteilung der Zuckermoleküle für pharmazeutische Anwendungen, zum Beispiel für die Einarbeitung der Fragmente in halbfeste Zubereitungen, vorteilhaft (32).

Eine Analyse der Fragmente mittels Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie (ESI-MS) ohne vorherige Trennung ist kaum möglich, da Hyaluronsäuremoleküle unter diesen Bedingungen mehrfach negativ geladen sein können und dadurch gleiche Masse/Ladungs-Quotienten (m/z-Wert) trotz unterschiedlichen Molekulargewichts aufweisen (33).

Mit Hilfe der Kapillarelektrophorese (CE) gelang schließlich eine Trennung der Oligosaccharide. Die Zuordnung der erhaltenen Peaks zu den Kettenlängen war wegen der bis heute fehlenden Standardsubstanzen und der unspezifischen UV-Detektion ebenfalls schwierig. Um die mittels CE erhaltenen Signale eindeutig konkreten Molekulargewichten zuordnen zu können, wurden die sich durch hohe Trennleistung auszeichnende Kapillarelektrophorese und die zur exakten Massenbestimmung einsetzbare Massenspektrometrie gekoppelt (CE/MS-Verfahren). Somit nutzt man die Vorteile beider Methoden (34, 35).

Antioxidativ in Hautlipidmodellen

Ziel unserer Forschungsarbeit ist die Untersuchung der Peroxidation humaner Hautlipide durch UV-Strahlung und reaktive Sauerstoffspezies. Außerdem suchen wir Möglichkeiten, diese durch Topika mit neuen Wirkstoffen herabzusetzen oder gänzlich zu verhindern. Daher testeten wir Hyaluronsäure und ihre Fragmente an unterschiedlichen Hautlipidmodellsystemen (36).

Ausgehend von einfachen Systemen – in bidestilliertem Wasser dispergierten Lipiden – wurde durch Addition weiterer Komponenten der Lipidmatrix des Stratum corneum die Komplexität schrittweise erhöht (Tabelle 2). Damit wird das Testsystem dem realen Vorbild des Mörtels im Ziegelstein-Mörtel-Modell der Hornschicht immer ähnlicher. Als Stressfaktor wurde die durch eine Spezial-Bestrahlungskammer erzeugte definierte UV-B-Dosis von 250 mJ/cm2 verwendet.

 

Tabelle 2: Verwendete Hautlipid-Modellsysteme; die komplexen Zusammensetzungen sind liposomal aufgebaut

ModellsystemZusammensetzungKonzentration (mM) Einfaches System Linolensäure 100 Komplexes System Linolensäure
DPPC
Cholesterol 100
200
100 Komplexes System mit Ceramid III Linolensäure
DPPC
Cholesterol
Ceramid III 100
200
100
100 Komplexes System mit Ceramid IV Linolensäure
DPPC
Cholesterol
Ceramid IV 100
200
100
100

DPPC: Dipalmitoylphosphatidylcholin

 

Zur Quantifizierung des Ausmaßes der UV-B bedingten Lipidperoxidation kam die Thiobarbitursäure-Reaktion zum Einsatz (37). Dabei reagiert Malondialdehyd als klassisches Lipidperoxidations-Sekundärprodukt mit zwei Molekülen Thiobarbitursäure im Sinne einer Aldolkondensation, wobei ein roter Polymethinfarbstoff entsteht. Dieser ist auf Grund seines konjugierten Doppelbindungssystems der Fluoreszenzmessung zugänglich.

Abbildung 4 [aus technischen Gründen nur in der Druckausgabe] zeigt für Hyaluronsäure und ihre Fragmente die TBA-Ergebnisse, die bei den Bestrahlungsexperimenten sowohl an einfachen als auch komplexen Systemen gewonnen wurden. Alle Proben enthielten jeweils 10 µM Eisen(II)ionen. In allen Systemen ist ein protektiver Effekt sichtbar. Eine direkte Abhängigkeit dieses Einflusses von der Molekülgröße des Mucopolysaccharids ist jedoch nicht erkennbar. Bemerkenswert ist, dass offensichtlich auch Fragmente geringeren Molekulargewichts in gleicher Weise protektiv wirken wie das Ausgangsmolekül.

Auch prooxidative Effekte messbar

Um die Beteiligung freier Radikale an den gemessenen Effekten nachweisen und quantifizieren zu können, wurden elektronenparamagnetische Resonanzspektroskopie-Untersuchungen vorgenommen. Die EPR bietet die einzige Möglichkeit, Radikale direkt zu detektieren. Grundlage ist eine Aufspaltung so genannter entarteter Energieniveaus von Paramagnetika in einem angelegten Magnetfeld (Zeeman-Effekt) und die Induktion von Übergängen zwischen diesen (38).

Die Quantifizierungs-Experimente erfolgten mit Hydroxylradikalen, die durch das Fenton-System (Wasserstoffperoxid und Eisen(II)ionen) generiert wurden. Ihre hohen Reaktionsgeschwindigkeiten machen ein Einfangen (Spin-Trapping) und somit ihre indirekte Bestimmung als stabile Sekundärradikale erforderlich. Wir untersuchten die Fähigkeit von Hyaluronsäure, mit einer so genannten Spinfalle um Hydroxylradikale zu konkurrieren.

Weiterhin wurden die Effekte von Hyaluronsäure und ihren Fragmenten auf die Konzentration des stabilen organischen 2,2-Diphenyl-1-pikrylhydrazyl-Radikals (DPPH) quantifiziert (39). Weder Hyaluronsäure noch ihre Fragmente konnten die Konzentration von DPPH messbar beeinflussen. Sie sind somit nicht in der Lage, stabile organische Radikale zu reduzieren.

Bei Quantifizierung der Hydroxylradikale mit der Spinfalle 5,5-Dimethyl-1-pyrrolin-N-oxid (DMPO) wurde sogar eine erhöhte Konzentration an Hydroxylradikalen nachgewiesen (gemessen als DMPO-OH-Spinaddukt), wenn Hyaluronsäure oder ein Fragment zugesetzt wurde. Dieser Effekt war im Konzentrationsbereich von 0,02 µM bis 0,1 µM abhängig von der Konzentration, aber nicht von der mittleren Molekülgröße des Polysaccharids.

Diskrepanz erklärbar

Die EPR-Ergebnisse erstaunen zunächst, wurde doch auf Grund der TBA-Resultate auch hier mit antioxidativen Effekten gerechnet. Diese scheinbare Diskrepanz zwischen TBA- und EPR-Resultaten ist nur so erklärbar: Das Makromolekül bildet Chelatkomplexe mit den in beiden Systemen anwesenden Fe2+-Ionen – mit unterschiedlichen Auswirkungen. Die Eigenschaft von Übergangsmetallionen-Chelatoren, sowohl pro- als auch antioxidativ zu wirken, ist beschrieben (40).

Im Lipid-Modellsystem zeigt sich diese Eisenionenkomplexierung als protektiv und verringert die Lipidperoxidation– eine Theorie, die schon für andere Glykosaminoglykane und Proteoglykane geäußert wurde (41). Mit Hilfe dieser Interpretation lässt sich weiterhin erklären, warum alle Hyaluronsäurefragmente im TBA-Assay sehr ähnlich wirken. Betrachtet man die Eisenchelatierung als Hauptkomponente der antioxidativen Wirkung der Hyaluronsäure und die Übergangsmetallionen-Katalyse als Schlüsselschritt der Lipidperoxidation, ist das nahezu gleiche Niveau der Protektion leicht verständlich, da alle Proben die gleiche Konzentration an Eisen(II)ionen enthielten.

Im Fenton-System führt die Chelatbildung offenbar zu einer besseren Verfügbarkeit oder Übertragbarkeit des Elektrons des Übergangsmetalls auf Sauerstoff. Damit steigt die Hydroxylradikalkonzentration, die im DMPO-OH-Assay gemessen wurde (42).

Freisetzung aus Dermatika

Voraussetzung für eine Wirkung der in halbfesten Zubereitungen applizierten Hyaluronsäurefragmente ist eine ausreichende Freisetzung aus den Grundlagen und eine entsprechende topische Verfügbarkeit. Für In-vitro-Untersuchungen wurden das kleinste Polysaccharidfragment (mittlere Molmasse 22 kDa) sowie native Hyaluronsäure (1200 kDa) in drei Grundlagen eingearbeitet: wasserhaltige hydrophile Salbe, amphiphile Creme und wasserhaltige Wollwachsalkoholsalbe (43).

Die Bestimmung der Freisetzung aus den halbfesten Zubereitungen geschah mit einem Mehrschichtmembranmodell (44). Die biopharmazeutischen Parameter AUC (area under the curve) und MDT (mean dissolution time) dienten als Messgrößen zur Kennzeichnung der Rate und des Umfangs der In-vitro-Freigabe (Tabelle 3). Als instrumentelle Analysenmethoden nach Extraktion der Membranen dienten HPLC und wiederum CE (45).

 

Tabelle 3: Flächen unter den Konzentrations-Zeit-Kurven der Freisetzung des Fragments 22 kDa aus halbfesten Zubereitungen, verglichen mit dem nativen 1200 kDa - Polymer

Freisetzung AUC (% x min)MDT (min) Fragment, circa 22 kDa
wasserhaltige hydrophile Salbe 2%
amphiphile Creme 2%
wasserhaltige Wollwachsalkoholsalbe 2%  
30767 ± 1636
15810 ± 1310
10277 ± 1168  
31 ± 1,4
35 ± 2,8
22 ± 2,3 native Hyaluronsäure, circa 1200 kDa
wasserhaltige hydrophile Salbe 5 %
amphiphile Creme 5 %
wasserhaltige Wollwachsalkoholsalbe 5 %  
1020 ± 56,4
670 ± 55,5
540 ± 61,4  
0,4 ± 0,3
1,7 ± 0,1
1,8 ± 0,2

AUC: area under the curve; MDT: mean dissolution time

 

Die Freisetzung des hydrophilen Fragments erfolgt aus wasserhaltiger hydrophiler Salbe (O/W-Creme) weitaus effizienter als aus amphiphiler Creme oder wasserhaltiger Wollwachsalkoholsalbe (W/O-Grundlage). Dagegen wurde unverdaute Hyaluronsäure aus den gleichen Formulierungen sehr viel langsamer und in sehr viel niedrigeren Mengen freigegeben.

More than just a goo!

In den Modellsystemen wurde mittels Thiobarbitursäure-Reaktion eine protektive Wirkung der Hyaluronsäure und ihrer Fragmente auf die untersuchten Hautlipide nach Schädigung mit UV-Licht festgestellt. Bei Untersuchungen mit der elektronenparamagnetischen Resonanzspektroskopie zeigten sich prooxidative Effekte, die man mit einer Eisenchelatierung durch das Glycosaminoglycan erklären kann. Folgt man der Einteilung der antioxidativen Verbindungen in Radikalfänger, Elektronendonatoren, antioxidative Enzyme und Übergangsmetallionen-Chelatoren, ist Hyaluronsäure also der zuletzt genannten Gruppe zuzuordnen.

Die protektiven Effekte der Hyaluronsäure und ihrer Fragmente lassen demnach eine Einarbeitung in halbfeste topische Formulierungen als sinnvoll erscheinen, um vorzeitige Hautalterung zu verhindern, die Haut vor zuviel Sonne zu schützen und zu pflegen. Dies gilt umso mehr, da Hyaluronsäure als Bestandteil der natürlichen Feuchthaltefaktoren im Hautorgan physiologisch präsent und mit einer Schad- oder Reizwirkung nicht zu rechnen ist.

Besonders vorteilhaft ist die antioxidative Potenz der Hyaluronsäure-Fragmente, die wegen ihres geringeren mittleren Molekulargewichts pharmazeutisch-technologisch besser zu handhaben sind. Zudem zeigte das getestete Fragment ein günstiges Freigabeprofil aus wasserhaltiger hydrophiler Salbe. Das wiederum ist die Voraussetzung für eine ausreichende Penetration in die Haut.

Hyaluronsäure ist also deutlich mehr als nur eine viskoelastische Gelenkschmiere mit hohem Wasserbindungsvermögen. Bryan Toole hat daher durchaus treffend formuliert: „Hyaluronan is not just a goo!“ (6).

 

Literatur

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Die Autoren

Hagen Trommer studierte Pharmazie an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und erhielt 1998 die Approbation. Von 1998 bis zur Promotion 2002 arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie. Forschungsschwerpunkt war die Analyse der durch UV-induzierten oxidativen Stress ausgelösten Biomolekülschädigungen. Seit 2002 ist er bei Bayer Bitterfeld beschäftigt. Er ist Fachapotheker für Pharmazeutische Technologie.

Andrea Kühn studierte Pharmazie an der Universität Hamburg und erhielt im Januar 2001 die Approbation. Seit Februar 2001 ist sie wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie der Universität Halle-Wittenberg. Im Rahmen ihrer Dissertation entwickelt sie analytische Methoden zur Charakterisierung von Polysacchariden wie Hyaluronsäure und ihrer Fragmente. Ihre Arbeit wird durch ein Stipendium der Graduiertenförderung des Landes Sachsen-Anhalt gefördert.

Yahya Mrestani studierte Chemie an der Universität Aleppo (Syrien). Von 1984 bis 1988 (Promotion) war er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachbereich Chemie und von 1992 bis 1997 am Fachbereich Pharmazie der Universität Halle-Wittenberg. Seit 1997 untersucht er im Rahmen seiner Habilitation den Einfluss von Vehikelsystemen auf das Transportverhalten und die Pharmakokinetik von nicht oral verabreichten b-Lactam-Antibiotika und befasst sich mit der Freisetzung von Polysacchariden aus halbfesten Zubereitungen.

Reinhard Neubert studierte in Halle Pharmazie. Nach Promotion 1978 und Habilitation 1987 erhielt er 1992 den Ruf auf die Professur Arzneiformenlehre/Biopharmazie an der Universität Halle. Von 1992 bis 1998 war er Dekan des Fachbereiches Pharmazie und ist seit 2000 Prorektor für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs. Seine Hauptarbeitsgebiete sind die Optimierung der Wirkstoffpenetration und -permeation bei dermaler Applikation, biopharmazeutische Analytik und physikochemische Charakterisierung kolloidaler Vehikelsysteme.

 

Für die Verfasser:
Professor Dr. Reinhard H. H. Neubert
Institut für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Wolfgang-Langenbeck-Straße 4
06120 Halle/Saale
neubert@pharmazie.uni-halle.de
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