ヒアルロン酸
N-アセチルグルコサミンとD-グルクロン酸 (GlcNAcβ1-4GlcAβ1-3) が直鎖上に連結している。二糖単位が連結した構造をしている。極めて高分子量であり、分子量は80万から120万とされる。最大で200万に達する可能性がある。コンドロイチン硫酸など他のグリコサミノグリカンと異なり、硫酸基の結合が見られず、またコアタンパク質と呼ばれる核となるタンパク質にも結合していない。
ヒアルロン酸の基本構造はグルクロン酸とN-アセチルグルコサミンの2糖が直鎖上に交互に結合した繰り返し構造であり、その結合はβ-1,3グリコシド結合およびβ-1,4グリコシド結合で、ヒアルロニダーゼによって加水分解されることが知られている。1934年に初めて牛の目の硝子体から分離された、高分量のムコ多糖である。
1グラムのヒアルロン酸は、約6リットルの水を保持することができる。
2010年代には特許された詳細が明かされていない技術によって、ヒアルロン酸が低分子化されている。方法によって低分子化されたヒアルロン酸は、分子量411から8万となる。411というのは、N-アセチルグルコサミンとグルクロン酸が1分子ずつ結合した最小単位となる。プロテアーゼを含む酵素で分解処理することで、分子量がおおよそ1520と5000の物質が多いヒアルロン酸が得られた。
化粧品などに保湿成分として添加され皮膚表面での保湿作用がある。分子量が80万から120万と極めて多いため、塗布では吸収は難しいと考えられてきた。それでも分子量が5万から200万までの5種類のヒアルロン酸を塗布することで、どの分子量でも肌の水分量や弾力性は、偽薬を使用するよりも改善される。表皮の保水性が低下すると俗に「ちりめんシワ」と呼ばれる細かなシワができるが、保湿はこうした乾燥性の小ジワを防ぐと考えられているがヒアルロン酸もその保湿力から化粧品に多用されている。ヒアルロン酸は水分を保持し親水性なため、皮脂に弾かれにくく加工するといった工夫を行う化粧品会社もある。テオシアルを製造するテオキサンは化粧品も作っており、盲検試験によって顔面半面に塗ることで塗らない面よりも水分量や質感が改善されていた。ヒアルロン酸入り化粧水を利用したシャボン玉液がある。これはヒアルロン酸の保水力や粘性の大きさに着目したもので、割れにくいシャボン玉になる。毛糸の手袋や軍手を使用すると、弾ませることができる。
2008年に異なる分子量で皮膚からの浸透性を調査した初の研究では、計測できるようトリチウム化したヒアルロン酸を豚の耳に塗布し、5時間後より22時間後の方が浸透しており、5万分子のヒアルロン酸では75フラックス前後、30万分子では25フラックス前後、80万分子で10前後となり、150万分子ではさらに少なく、低分子化されているほど浸透性が高いことが明らかとなった。
ヒアルロン酸は、既存添加物として厚生労働省に認められている。安全性についてはLD50 2400 mg/kg/day以上(マウス、経口投与)、変異原性試験の陰性が確認されている。ランダム化比較試験や動物試験、また米国、カナダ、イタリア、ベルギーといった販売されている国での有害な影響の報告はない。健康な人で行った通常の3倍量1日360mgの摂取を4週間続ける安全性試験では、明らかな有害な兆候は観察されなかった。
分子量が10万を超える物質はほとんど吸収されないが、腸内細菌はヒアルロン酸を低分子化し、または低分子化の加工によって吸収量が増加する。食べるヒアルロン酸では、乾燥肌が気になるといった機能性表示がある。鶏冠由来ヒアルロン酸では、「膝の違和感の自覚症状」が減ったとして「ひざ関節が気になる方へ」の機能性表示がある。
経口摂取されたヒアルロン酸による膝の痛みの改善では、2008年から2015年の間にランダム化された二重盲検試験が13研究あり改善を示している。摂取量は毎日80mgから2520mgの範囲。
日本の研究がヒアルロン酸の経口摂取による皮膚の水分量増加を報告しているが、日本国外では日本の文献にアクセスできないため研究が実施されにくい。それでも2017年には日本の研究に触発されて白人での初の研究が実施されている。
食品としてのヒアルロン酸は1942年に、医薬品としては1960年に、配合化粧品には1979年に使われ、水分保持のために加工食品に使われてきた歴史が最も長い。栄養補助食品としては日本では1992年以降となる。皮膚への注射では、痛みを伴い即効だがその効果は徐々に失っていき、高額な治療費となる傾向にある。2000年以降、外科的でない侵襲性の低い美容処置の人気が高まっているため、2020年以降にヒアルロン酸注入剤の市場はより大きくなる可能性がある。従来の外科手術に代わる審美的な若返り目的で、眼周囲、鼻などに利用されるようになってきたためである。ヒアルロン酸の注入は、新生血管の再生を刺激することでも皮膚をふっくらさせる可能性がある。