玻尿酸曾经是美容界的“顶流”,有种说法是:“如果没有玻尿酸,很多女明星会活不下去。”
而现在,似乎“万物皆可玻尿酸”,市面上出现了玻尿酸饮用水、玻尿酸软糖、玻尿酸口服液等产品,今年还有啤酒厂搞出了玻尿酸啤酒,每升添加20毫克玻尿酸,300毫升一瓶售价50块。
于是问题来了,玻尿酸能吃(喝)吗?它到底应不应该卖高价?我们先来看看它到底是个啥。
玻尿酸名字的“乌龙”玻尿酸也叫透明质酸,英文名是Hyaluronicacid,简称HA。它是一种线性大分子酸性糖胺聚糖,几乎存在于从细菌到人类及所有动物体中。人体各种组织中都有玻尿酸的身影,比如眼球玻璃体、关节滑膜液、细胞间质等。
90年前,人们发现了玻尿酸。
1934年,哥伦比亚大学的KarlMeyer和JohnPalmer从牛眼睛的玻璃体中第一次分离出玻尿酸。他们从100只牛眼中取出玻璃体,然后用丙酮粗提了3.2克物质,发现是一种聚合糖。经过反复纯化后,他们得到了0.73克比较纯的物质,经过简单检测后确定是一种糖醛酸。而在对照试验中,他们发现用同样的提取方式无法从蛋清中提取到任何东西。于是两人很自然地认为,他们得到一种新的聚合糖,且其只存在于玻璃体中,便将其命名为“hyaluronicacid”。在论文中,他们把新单词的构词法解释得很清楚:来自玻璃体(hyaloid)的糖醛酸(uronicacid)。
故事直到这里,还跟“尿”没啥关系。可当这个专有名词来到中国台湾省时,不知道哪位没学过化学英语的译者把糖醛酸的uronic理解成了尿液urine的延伸词,这个词就被翻译为:玻尿酸。
可玻尿酸到底是什么结构呢?为了搞清楚这个问题,KarlMeyer花了整整20年!像是做拼图,玻尿酸的化学性质被一点点地揭示开,每一个性质都暗示着玻尿酸的结构。最终KarlMeyer完成了拼图,设计出精巧的实验,证明了玻尿酸的二糖单体结构。
玻尿酸最大的特点是具有超强的锁水能力和润滑能力,这与玻尿酸的分子结构有关。玻尿酸是生物高聚物,由大量单体结构聚合而成,每个单体都是二糖结构(也就是两个葡萄糖串起来)。这俩葡萄糖有点特殊,分别具有不同的变化修饰,其中一个糖是6位氧化为酸的葡萄糖——玻尿酸的“酸”就来自这里——另一个糖是乙酰化的2-氨基葡萄糖。
玻尿酸里的亲水性结构非常多,能跟水分子以氢键方式结合,从而吸收大量水分。玻尿酸的分子量由单体聚合的数量决定,根据不同的生理用途,分子量少的有几百,多的有几千万。玻尿酸分子越大,分子量就越大,亲水结构越多,吸水能力也越强悍。
在此之前,科学家们已经从滑液、皮肤、肿瘤组织、脐带、鸡冠甚至链球菌中分离到不同聚合度的玻尿酸,发现玻尿酸还是一种生物润滑剂。在人体关节里的玻尿酸能减少骨与骨之间的摩擦。
更神奇的是,无论从哪里分离到,也不管分子量多少,玻尿酸单体的化学结构都相同,可以说是高度保守了。正因如此,人体对玻尿酸几乎没有任何过敏或排异现象。
人体很多组织中都有玻尿酸,用脚趾头都能想到,玻尿酸的应用场景简直太多了。实际上,也的确有人从玻尿酸发现之初就研究其用途。但直到最近三十年,玻尿酸才开始大规模应用,原因就是之前的生产成本太高,产能一直上不来。
从生物提取到细菌发酵,产量提上去成本打下来在被发现之初,玻尿酸提取不易,价格昂贵,一度被称为液体黄金。像KarlMeyer描述的那样,早期的玻尿酸基本都从生物体中提取。工业方法只是实验室方法的改进。
以牛眼为原料的提取为例。先对牛眼进行预处理,去掉不相干的组织后再加入丙酮、乙醇等萃取,然后利用溶解性的差异反复过滤和沉淀,除去杂质后得到粗品,再解离干燥得到玻尿酸半精品,最后用柱层析分离能得到比较纯的玻尿酸。
早在1937年,人们就成功从链球菌里提取到玻尿酸。后来有人发现,特殊的链球菌很擅长制造玻尿酸,比如引发急性咽炎和急性扁桃体炎的A链球菌,就能合成以玻尿酸为主要成分的荚膜。于是他们想到用链球菌来制造玻尿酸,经过不断选育菌种和优化工艺,终于在1985年实现了玻尿酸的发酵法生产。
思路一下子打开了。
人工诱变后的链球菌,能合成不同聚合度(分子量)的玻尿酸;基因编辑能够更高效地对菌种定向改造,提高发酵水平;链球菌之后,其他菌种和菌株也被开发出来……发酵法成本低、产量高,易于规模化生产。玻尿酸产量提上去,成本打下来,在上世纪90年代,玻尿酸的应用进入快速发展的时期。
但随着玻尿酸的应用越来越广泛,新的问题又来了。发酵法制造的玻尿酸分子量是不能随时调节的,而不同场景下需要的玻尿酸的分子量又是不同的。
比如分子量在200万以上的玻尿酸,具有良好的粘弹性和润滑性,而且吸收慢,适合做填充体;50万到200万分子量的玻尿酸具有很好的保湿性,能在皮肤表面形成透气膜,保湿锁水,用途最广泛;10万到50万分子量的玻尿酸,易于被肌肤吸收,还能参与皮肤代谢,促进伤口愈合;1万分子量以内的玻尿酸,能渗入真皮层内部,抑制炎症因子释放,清除自由基,缓解各种因素引起的敏感状态。
这种多样化的需求仅靠发酵无法满足。因此,不同的酶又被制造出来切割大分子量的玻尿酸。这样一来,发酵法专门生产分子量大的玻尿酸即可,后续再根据需要用不同的酶切断。
但进入21世纪后,医美行业的发展又对玻尿酸的生产提出了新的需求。
在医美行业中,填充体玻尿酸的需求大增,有的用来支撑塑形,有的用来浅层填充。玻尿酸用做支撑填充的时候,人们希望吸收时间长一点,那么光靠分子量大就不顶用了。有聪明人想到用化学方法对其改性,加入交联剂,让单链的玻尿酸变成网络结构,吸收变慢,形状保持得更久。
思路又一次打开。

选择不同的交联剂,玻尿酸的吸收时长变得可控,从半个月到两年,都可以通过不同的交联方式和程度来实现,玻尿酸的用途更广了。
除了美容,玻尿酸还有啥用处?
如今,人们听到玻尿酸,多数会联想到医美和美容,比如用做额头或者腮帮子的填充物,或者皮肤保湿的成分。
其实,除了医美和美容,玻尿酸的用处还有很多,下面介绍几个用于医疗的例子。
玻尿酸最早是从牛眼里提取,有人很自然地想到用在眼科领域。玻尿酸虽然分布广泛,但在人体里还是很少的,平均每人只有15-20克,主要分布在结缔组织中。人体最大的结缔组织是玻璃体。上世纪60年代,reBalazs用玻尿酸替代玻璃体,在手术过程中作为角膜和其他组织的粘弹性保护物质。他的方法很快风靡世界。
1968年,reBalazs创立了Biotrics公司,专门生产手术中使用的高纯度玻尿酸钠Healon®——钠盐比玻尿酸稳定,生产工艺上容易处理。后来这家公司卖给了瑞典药企法玛西亚公司。
为了将自己的产品跟传统的玻尿酸区分开,reBalazs创造了hyaluronan和hyaluronate这两个词,前者指代玻尿酸,后者指代玻尿酸盐。
在接下来的十多年里,他们开发出六种不同治疗用途的玻尿酸产品,行销全球。2000年,biomatrix公司以7.38亿美元的作价卖给美国健赞公司。实现财务自由的reBalazs建立了自己的基金会,还创办了研究所和学会。
需要提醒大家的是,玻尿酸类产品只能缓解关节炎的症状,并不能根治,而且只对早期关节炎效果好。
2022年的一项研究还发现,玻尿酸对于促进肌肉干细胞启动肌肉修复也非常重要。特殊的酶驱动玻尿酸的合成,建立新的细胞外基质,整合信号通路的传导,促使肌肉干细胞退出静息状态,进而介导肌纤维修复和干细胞微环境再生。
关于玻尿酸,一些实用的tips可能有小伙伴会问,玻尿酸这么好的东西,能不能食用呢?可以负责任地告诉你:当然可以,而且几乎每个人都吃过,比如你吃过的带皮五花肉、牛胸口肉、肘子……其他结缔组织和关节里也都有。
除了这些食源性的摄入,很多食品里也专门添加了玻尿酸。
我国于2008年批准玻尿酸钠为新资源食品,使用范围为保健食品原料。2021年,玻尿酸钠扩大使用范围至乳及乳制品、饮料类、酒类、可可制品、巧克力和巧克力制品(包括代可可脂巧克力及制品)以及糖果、冷冻饮品。国家卫生健康委员会推荐食用量每天不超过200毫克。
不过要注意,玻尿酸钠在婴幼儿、孕妇和哺乳期妇女人群中的食用安全性目前的论证资料还不充足,所以这些人群不推荐食用。
很多加入了玻尿酸的食品或者饮料,在价格方面好像瞬间就高大上了。不过你可以算一笔账:按成本算,目前食品级玻尿酸原料的价格在1300元每千克左右。自己DIY的话,买上一公斤够一个人吃5000天,每天只需不到3毛钱。(嗯,此处就不能说太细了)
那么,吃玻尿酸有用吗?
理论上还是有的。玻尿酸中有一半的糖是氨基葡萄糖,是形成人体软骨细胞的重要营养成分,此外还具有免疫调节和抗氧化的作用,也有实验显示口服玻尿酸能改善皮肤状况。经济允许的话,平时吃点玻尿酸没啥坏处;经济不允许的话,只要膳食结构合理,也没啥单独补充的必要。
最后还要提醒大家,虽然都叫玻尿酸或玻尿酸钠,医用、医美、食用涉及到的都各不一样,可千万不能混用!一定要在医生的建议和指导下正规使用。
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