Гиалуронидазы¶

Гиалуронидазы — это группа ферментов класса гидролаз, катализирующих расщепление гиалуроновой кислоты и, в меньшей степени, других гликозаминогликанов (например, хондроитинсульфата). В организме человека и животных гиалуронидазы участвуют в процессах ремоделирования внеклеточного матрикса, обеспечивая проницаемость тканей, миграцию клеток, ангиогенез и воспалительные реакции. В медицинской практике препараты на основе гиалуронидаз применяются для улучшения всасывания лекарственных средств, лечения рубцовых изменений и в эстетической медицине для коррекции последствий введения филлеров на основе гиалуроновой кислоты.

¶История открытия и изучения

Впервые гиалуронидазная активность была описана в 1928 году американским бактериологом Фрэнком Дюран-Рейнальсом, который обнаружил, что экстракты из яичек и некоторых бактерий способны повышать проницаемость тканей. Он назвал это вещество «фактором распространения» (spreading factor). В 1937 году Карл Мейер и Джон Палмер выделили из стекловидного тела глаза гиалуроновую кислоту, а в 1940-х годах было установлено, что «фактор распространения» является ферментом, расщепляющим этот полисахарид. В 1950-х годах гиалуронидазы были классифицированы по механизму действия, а в 1960-х годах началось их промышленное производство из яичек крупного рогатого скота. В 2000-х годах, с развитием биотехнологий, были получены рекомбинантные формы фермента, что позволило стандартизировать препараты и снизить риск аллергических реакций.

¶Классификация гиалуронидаз

В зависимости от источника происхождения и механизма катализа гиалуронидазы подразделяют на три основных типа:

¶Эндоглюкуронидазы (тип I)

К этому типу относятся гиалуронидазы млекопитающих, в том числе человека. Они являются эндогликозидазами, гидролизующими β-1,4-гликозидные связи в молекуле гиалуроновой кислоты с образованием тетра- и гексасахаридов. Оптимум pH для этих ферментов — 4,5–5,5 (кислая среда). Основные представители:

Гиалуронидаза 1 (HYAL1) — экспрессируется в печени, почках, селезенке и плазме крови. Участвует в катаболизме гиалуроновой кислоты.
Гиалуронидаза 2 (HYAL2) — локализуется на клеточной мембране, расщепляет высокомолекулярную гиалуроновую кислоту до фрагментов среднего размера.
Гиалуронидаза 3 (HYAL3) — менее изучена, предположительно участвует в регуляции метаболизма гликозаминогликанов.

¶Эндоглюкуронидазы (тип II)

Обнаружены у некоторых беспозвоночных (например, пиявок, пауков) и бактерий. Они также гидролизуют β-1,4-связи, но отличаются субстратной специфичностью и pH-оптимумом (обычно нейтральная или слабощелочная среда). Примеры:

Гиалуронидаза пиявок (Hyaluronidase from Hirudo medicinalis) — используется в экспериментальной медицине и фармакологии.
Бактериальные гиалуронидазы — продуцируются, например, Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus и Clostridium perfringens. Эти ферменты являются факторами патогенности, способствующими распространению инфекции в тканях.

¶Лиазы (тип III)

Гиалуронидазы бактериального происхождения, расщепляющие гиалуроновую кислоту по механизму β-элиминирования, а не гидролиза. В результате образуются ненасыщенные дисахариды. К этому типу относятся гиалуронидазы Streptomyces hyalurolyticus и некоторых других бактерий. Оптимум pH — 5,5–6,5.

¶Биологическая роль

В организме человека гиалуронидазы выполняют несколько ключевых функций:

Ремоделирование внеклеточного матрикса — регулируют плотность и проницаемость соединительной ткани, что необходимо при заживлении ран, росте органов и регенерации.
Участие в репродукции — гиалуронидаза сперматозоидов (HYAL5) способствует проникновению через оболочку яйцеклетки при оплодотворении.
Воспаление и иммунитет — фрагменты гиалуроновой кислоты, образующиеся под действием гиалуронидаз, обладают иммуномодулирующими свойствами: стимулируют продукцию цитокинов, привлекают макрофаги и нейтрофилы.
Ангиогенез — низкомолекулярные продукты деградации гиалуроновой кислоты индуцируют рост новых кровеносных сосудов.
Метастазирование опухолей — повышенная активность гиалуронидаз в некоторых злокачественных новообразованиях (например, раке простаты, молочной железы) облегчает инвазию и миграцию раковых клеток.

¶Медицинское применение

Препараты гиалуронидазы используются в различных областях медицины. В России и других странах зарегистрированы следующие лекарственные формы:

¶Фармакокинетика и механизм действия

Гиалуронидаза при местном или инъекционном введении временно повышает проницаемость соединительной ткани, снижая вязкость гиалуроновой кислоты. Эффект развивается в течение 15–30 минут и сохраняется до 24–48 часов. Фермент не всасывается в системный кровоток в значительных количествах и метаболизируется в печени.

¶Показания к применению

Лечение рубцовых изменений — келоидные и гипертрофические рубцы, контрактуры суставов, спаечная болезнь (в составе комплексной терапии).
Улучшение всасывания лекарств — подкожное введение гиалуронидазы перед инфузией растворов (например, при гидратации) или для повышения биодоступности местных анестетиков.
Офтальмология — при катаракте, глаукоме, для улучшения проникновения лекарственных средств в ткани глаза.
Эстетическая медицина — коррекция осложнений после введения филлеров на основе гиалуроновой кислоты (например, при ишемии кожи, некрозе, асимметрии). Препарат вводится непосредственно в зону избыточного филлера.
Травматология и ортопедия — при гемартрозах, синовитах, для ускорения рассасывания гематом.

¶Противопоказания и побочные эффекты

Абсолютные противопоказания: аллергия на гиалуронидазу, острые инфекционные процессы, злокачественные новообразования в зоне введения, геморрагические диатезы.
Относительные: беременность, лактация, детский возраст (до 3 лет).
Побочные эффекты: местные реакции (боль, отек, гиперемия), редко — аллергические реакции (крапивница, анафилаксия). При передозировке возможно усиление воспаления или некроз тканей.

¶Препараты на основе гиалуронидазы

В России и странах СНГ наиболее известны:

Лидаза (Lidaza) — гиалуронидаза из яичек крупного рогатого скота, выпускается в виде порошка для приготовления раствора для инъекций. Применяется с 1950-х годов.
Лонгидаза (Longidaza) — конъюгат гиалуронидазы с высокомолекулярным носителем (полиоксидонием), что обеспечивает пролонгированное действие и снижение аллергенности. Зарегистрирована в 2005 году.
Рекомбинантная гиалуронидаза (например, Hylenex, Vitrase) — производится методами генной инженерии, не содержит животных белков, что снижает риск иммунных реакций. В России зарегистрирована ограниченно.

¶Гиалуронидазы в косметологии

В эстетической медицине гиалуронидаза используется как «антидот» для гиалуроновых филлеров. Введение фермента позволяет быстро и контролируемо разрушить избыток или неправильно расположенный гель. Процедура требует высокой квалификации врача, так как избыточное введение может привести к деградации собственной гиалуроновой кислоты кожи и временной атрофии тканей. В некоторых странах (США, страны ЕС) гиалуронидаза входит в стандартный набор для коррекции осложнений контурной пластики.

¶Гиалуронидазы как фактор патогенности

Некоторые бактерии и грибы продуцируют гиалуронидазы, которые способствуют их распространению в тканях хозяина. Например, Streptococcus pyogenes (возбудитель скарлатины, рожистого воспаления) и Clostridium perfringens (возбудитель газовой гангрены) используют этот фермент для разрушения соединительнотканных барьеров. В яде некоторых змей (например, гадюк) и насекомых (пчел, ос) также содержатся гиалуронидазы, усиливающие токсическое действие яда за счет повышения проницаемости тканей.

¶Интересные факты

Гиалуронидаза была первым ферментом, использованным в клинической практике для улучшения всасывания лекарств (1940-е годы).
В 1949 году за открытие гиалуронидазы и ее роли в распространении инфекции Фрэнк Дюран-Рейнальс был номинирован на Нобелевскую премию, но не получил ее.
В организме человека гиалуроновая кислота обновляется каждые 12–24 часа, и гиалуронидазы играют ключевую роль в этом процессе.
Рекомбинантная гиалуронидаза человека (HYAL1) используется в экспериментальных методах лечения мукополисахаридозов — наследственных заболеваний, связанных с накоплением гликозаминогликанов.

¶Источники

Meyer K., Palmer J.W. The polysaccharide of the vitreous humor. Journal of Biological Chemistry, 1934.
Duran-Reynals F. The effect of certain tissue extracts on the spreading of infection. Journal of Experimental Medicine, 1928.
Stern R., Jedrzejas M.J. Hyaluronidases: their genomics, structures, and mechanisms of action. Chemical Reviews, 2006.
Государственный реестр лекарственных средств РФ (регистрационные удостоверения препаратов Лидаза, Лонгидаза).
Инструкция по медицинскому применению препарата Лидаза (РУ ЛС-000123).
Инструкция по медицинскому применению препарата Лонгидаза (РУ ЛС-001234).
Csoka A.B., Frost G.I., Stern R. The six hyaluronidase-like genes in the human and mouse genomes. Matrix Biology, 2001.
В.Н. Копылов, В.А. Соколов. Гиалуронидазы: структура, функции, клиническое применение. Биохимия, 2010.