Hyaluronsäure – ein vielseitiger Vitalstoff

Ein Fachbericht von Dr. Henry Häusler (Hyaluran cosmeticals GmbH)

Hyaluronsäure (Synonym: Hyaluronan, Abk.: HA) ist ein wichtiger Bestandteil der menschlichen Haut. Es wird mit Hilfe des Enzyms Hyaluronatsynthase (HAS) von Fibroblasten der Dermis und Epidermis synthetisiert. Darüber hinaus kommt es als Hauptkomponente der extrazellulären Matrix auch in anderen Formen des menschlichen Bindegewebes vor. Chemisch gesehen handelt es sich bei Hyaluronsäure (HA) um ein Glykosaminoglykan. Die Grundstruktur bildet ein Disaccharid von etwa 400 Dalton, das sich aus D-Glucuronsäure und N-Acetylglucosamin zusammensetzt und zu langen linearen Polymeren alternierend ß-1,3- und ß-1,4-glykosidisch verknüpft ist. Die besondere Grundstruktur sowie hohe Packungsdichten sind dafür verantwortlich, dass HA in Wasser eine gelartige Konsistenz besitzt. Soviel zur Theorie.

Funktionen der Hyaluronsäure in der Haut

Aufgrund ihres anionischen Charakters sind HA-Moleküle in der Lage, sehr hohe Wasseranteile zu binden. HA trägt daher zur Formgebung der Haut bei und wirkt außerdem als druckausgleichender „Stoßdämpfer“. Sie vermittelt die Interaktion der Hautzellen untereinander und mit der extrazellulären Matrix. Außerdem trägt sie zur Integrität von Gewebeverbänden bei. HA kann die Anheftung angrenzender Zellen in Zellverbänden regulieren und damit die Proliferation und Lebensdauer von Epidermiszellen wie Keratinozyten sowie deren Differenzierung in Korneozyten beeinflussen.

Hyaluronsäure macht das Gewebe für den Stofftransport außerdem durchlässiger und erlaubt die Migration von Stoffen durch die extrazelluläre Matrix. Sie ist an zahlreichen Zellvorgängen beteiligt: So wird etwa der Stoffaustausch zur Ernährung der Zelle oder zum Abtransport von Abbauprodukten durch HA beeinflusst.

Außerdem vermittelt HA Entzündungsprozesse- und andere Regulationsmechanismen. Bestimmte Rezeptoren, die intrazelluläre Signalkaskaden auslösen, stehen in Kontakt mit HA. So zum Beispiel der CD44: Der Rezeptor vermittelt Zell-Zell-Kontakte und Kontakte zu Kollagenen und anderen extrazellulären Matrixproteinen. CD44 ist dafür verantwortlich, dass HA mit Lipidmembranen interagieren, durch sie hindurch permeieren und sich in der Zelle anreichern kann.

HA werden zudem auch antioxidative Eigenschaften zugeschrieben, für welche die genannten Fähigkeiten wichtige Grundvoraussetzungen sind. Hinzu kommt, dass Hyaluronsäure und verwandte Polysacharide durch das Einwirken freier Radikale depolymerisiert werden. Das macht HA geradezu zu einem idealen Schutz vor Hautalterung und Schädigungen durch Sonnenstrahlung.

Hyaluronsäure in Anti-Aging-Produkten 

Längst hat die Kosmetikindustrie Hyaluronsäure für sich entdeckt und nutzt sie in einer breiten Palette an Hautpflegeprodukten, die eine reduzierte Faltentiefe und ein jüngeres Aussehen versprechen. Es gibt auch bereits eine Reihe wissenschaftlicher Untersuchungen, die die Verbesserung der Hauteigenschaften bei Anwendung von HA belegen.

Eine Herausforderung bei der äußeren Anwendung von HA stellt jedoch die Hautbarriere dar. Grundsätzlich gilt: Je größer die Moleküle, umso weniger tief können sie in die Haut eindringen.

Der positive Einfluss des Spinnrad® Hyaluron 
Serums auf Hautfeuchtigkeit, Elastizität und Faltentiefe 

Um den Einfluss der molekularen Massen der verwendeten HA auf die Haut genauer zu untersuchen sowie um zu testen, welchen Effekt ein HA-Gemisch aus Molekülen, das Spinnrad® 
Hyaluron Serum, verschiedener Kettenlängen hat, haben wir in Zusammenarbeit mit der Dermatest verschiedene Tests durchgeführt: Zunächst wurde der Wassergehalt der Hornhaut gemessen, darüber hinaus wurden Hautrauhigkeitsmessungen und Elastizitätsmessungen vorgenommen. Alle Tests wurden an Probanden (n=10) im Alter zwischen 40 und 60 Jahren durchgeführt, nachdem diese das HA-Gel vier Wochen lang angewandt hatten. Die Ergebnisse sind in der Grafik dargestellt. Unser Fazit: Wir konnten zeigen, dass sich alle untersuchten Parameter nach der Anwendung verbessert hatten, und zwar um 20,7 % (Hautfeuchtigkeit), 16,3 % (Hautelastizität) und 22,2 % (Reduktion der Faltentiefe). Grundsätzlich scheinen die positiven Effekte bei kurzkettigen HA stärker zu sein, da sie tiefer in die Haut eindringen können.

Die besonders deutliche Hautverbesserung, die wir bei unserem Gemisch aus verschieden großen HA-Molekülen fanden, führen wir auf mehrere, sich addierende positive Effekte zurück: Kleine Moleküle (unter 50 k Da) durchdringen das Stratum corneum, permeieren tief in die Epidermis und entfalten dort ihre positiven Eigenschaften. Mittelgroße Moleküle (200-400 k Da) entfalten außerdem ihre Wirkung in weniger tiefen Hautschichten und große Moleküle bilden einen gelartigen Film auf der Hautoberfläche und haben dort einen aufpolsternden Effekt.

Hyaluronsäure – ein Multitalent

Ihre biochemischen Eigenschaften machen HA zu einem echten Multitalent. Neben den Anwendungsmöglichkeiten als wirkungsvoller Anti-Aging Rohstoff in der Kosmetik sowie auch in Wundbehandlungsprodukten wird HA seit Jahrzehnten erfolgreich als Wirkstoff bei Gelenkerkrankungen eingesetzt. In der Augenheilkunde findet HA Einsatz als „künstliche Träne“ zur Befeuchtung der Augen. HA ist darüber hinaus als Trägermolekül („Drug Delivery System“) geeignet. Auch als Nahrungsergänzungsmittel hat sich das Polymer bewährt. Seine positive Wirkung auf Patienten mit Osteoarthritis wurde bereits belegt und die günstige Wirkung von oral eingenommenem HA auf die Haut wurde ebenfalls beschrieben.

Autor    |    Dr. Henry Häusler
Firma    |    Hyaluran cosmeticals GmbH
Vita    |    Chemiker, seit mehr als 20 Jahren in der Produktentwicklung
und Marketing von chemischen und kosmetischen Stoffen tätig, spezialisiert auf Hyaluronsäure, und Hyaluronsäure Gele zur kosmetischen Anwendung sowie auf Peptide und andere Anti-Aging Wirkstoffe.