2) внеклеточную деградацию (+)
3) гидроксилирование
4) оксидативный этап
Высокомолекулярная гиалуроновая кислота является крупным компонентом внеклеточного матрикса, поэтому её катаболизм начинается с деполимеризации вне клетки. Под действием мембраносвязанных и внеклеточных гиалуронидаз, включая HYAL2 и TMEM2 в зависимости от ткани, длинные полимерные цепи расщепляются до фрагментов меньшей молекулярной массы. Неэнзиматическое расщепление также возможно при участии активных форм кислорода, особенно в условиях воспаления и оксидативного стресса.
Образовавшиеся фрагменты связываются с рецепторами гиалуронана, прежде всего CD44, захватываются клеткой посредством эндоцитоза и доставляются в эндосомально-лизосомальную систему. Лишь после этого происходит внутриклеточный катаболизм: HYAL1 и лизосомальные экзогликозидазы последовательно расщепляют олигосахариды до N-ацетилглюкозамина и глюкуроновой кислоты. Следовательно, внутриклеточное разрушение представляет последующий, а не начальный этап метаболизма высокомолекулярного гиалуронана.
| Процесс | Локализация | Основной механизм | Место в метаболизме |
|---|---|---|---|
| Внеклеточная деградация | Внеклеточный матрикс и поверхность клетки | Расщепление длинных цепей гиалуронидазами до фрагментов меньшей молекулярной массы | Первый этап катаболизма высокомолекулярного гиалуронана |
| Рецепторное связывание | Плазматическая мембрана | Взаимодействие фрагментов преимущественно с CD44 и другими гиалуронан-связывающими рецепторами | Подготавливает материал к клеточному захвату |
| Эндоцитоз | Эндосомы | Интернализация фрагментов и их транспорт к лизосомам | Переход между внеклеточной и внутриклеточной фазами |
| Внутриклеточный катаболизм | Лизосомы | Дальнейшее расщепление гиалуронана ферментом HYAL1 | Следующий этап после внеклеточной деполимеризации |
| Терминальный гидролиз | Лизосомы | Действие β-глюкуронидазы и β-N-ацетилгексозаминидазы с образованием моносахаридов | Завершение ферментативной утилизации |
| Оксидативная фрагментация | Преимущественно внеклеточная среда | Неферментативный разрыв цепей активными формами кислорода | Альтернативный механизм деградации, но не обязательный отдельный этап |
| Гидроксилирование | Не относится к типичному пути катаболизма гиалуронана | Реакция характерна для метаболизма ряда белков, липидов и ксенобиотиков | Не является этапом деградации гиалуроновой кислоты |
В косметологии скорость деградации препаратов гиалуроновой кислоты зависит от молекулярной массы, концентрации, степени химической сшивки и активности тканевых гиалуронидаз. Сшитые гели устойчивее к ферментативному расщеплению, однако общий порядок их утилизации сохраняется: внеклеточная фрагментация предшествует клеточному захвату и лизосомному разрушению. Высокомолекулярный гиалуронан преимущественно поддерживает гидратацию и структурную целостность матрикса, тогда как его низкомолекулярные фрагменты могут проявлять сигнальную и провоспалительную активность. Поэтому контролируемая внеклеточная деполимеризация имеет не только метаболическое, но и функциональное значение для тканевого ответа.