Hyaluronsäure: Wirkung und Anwendungsgebiete

Hyaluronsäure ist ein Molekül aus der großen Gruppe der Biopolymere auf Saccarid-Basis und gehört zu den sogenannten Mucopolysacchariden oder auch Glykosaminoglykane (GAG) genannt.

Es kommt als Baustein von Knorpel und in der Gelenkflüssigkeit (Synovialflüssigkeit) sowie in der Haut und im Glaskörper des Auges vor. Dort fungiert es als Bestandteil vieler biologischer Makromoleküle als Grundgerüst für faserbildende Stoffe. Diese haben die Funktion Wasser einzulagern und die Elastizität von zum Beispiel Gelenkflüssigkeit zu gewährleisten.

Hyaluronsäure kann durch Hydratisierung eine Vernetzung herstellen und dabei einen 10.000mal größeren Raum einnehmen als das einzelne Molekül selbst. Bereits bei niedrigen Konzentrationen bildet sich ein Gel mit einer großen Viskosität, das durch seine Stabilität eine enorme Elastizität hat.

Dadurch erklärt sich die puffernde und gelenkschonende Eigenschaft zum Beispiel bei Bewegungsabläufen an besonders stoßempfindlichen, stark beanspruchten Gelenken wie zum Beispiel den Kniegelenken. Es bildet dort die Basis für die Struktur der Gelenkschmiere.

Das Zauberwort heißt jedoch Thixotropie. Das bedeutet, dass sich die Eigenschaften des Hyaluronsäuregels mit der Beanspruchung ändert. Bei schnellen Bewegungen wird die Viskosität herabgesetzt und die Schmierfunktion erhöht, bei langsamen Bewegungen mit hoher, kurzfristiger Belastung (Sprung) wird ein festes Polster gebildet, eine Art Stoßdämpfer.

Neben diesen Effekten auf rein mechanischer Ebene hat die Hyaluronsäure aber noch andere Funktionen, die sie nicht nur für den Ersatz bei bereits reduzierter Gelenkflüssigkeit interessant macht. Es kann, über die strukturgebenden Funktionen hinaus, bereits zerstörte Gelenkflüssigkeit wieder aufbauen. Zu diesen physiologischen Eigenschaften gehören die Stimulation der Proteoglykansynthese, entzündungshemmend Effekte sowie eine Anregung der körpereigenen Hyaluronsäureproduktion.

Anwendungsgebiete für Hyaluronsäure

Gelenkverschleiß (Arthrose)

Die wohl bekannteste und bestuntersuchte Anwendung für Hyaluronsäure ist die bei Gonarthrose (Kniearthrose). Bei degenerativen Gelenkerkrankungen in Folge von Verschleiß kommt es durch zunehmenden Verlust der Gelenkschmiere zu einer starken Abnutzung des Gelenkknorpels.

Neben erheblichen Schmerzen leiden die Betroffenen unter einer zunehmenden Unbeweglichkeit. Durch Injektion von Hyaluronsäure in die betroffenen Synovialflüssigkeit konnte bei einer Reihe von Patienten sowohl die Schmerzsymptomatik als auch die Beweglichkeit verbessert werden.

Allerdings liegt die Halbwertszeit der Hyaluronsäure-Produkte je nach molarer Masse bei 17 bis maximal 60 Stunden. Das Arznei-Telegramm berichtet, dass bis zu diesem Zeitpunkt (Stand 2002) keine Studie einen Nutzen von Hyaluronsäure bei Arthrose hat zeigen können. Die Studien zeigten, dass eine Behandlung mit Hyaluronsäure oder mit Kochsalzlösung in beiden Fällen in einer Abnahme der Schmerzen resultierte, was von einer Verbesserung der Gelenkfunktion begleitet war. Unerwünschte Wirkungen im Injektionsbereich waren unter den Hyaluronsäure-Injektionen deutlich höher als unter Kochsalzlösung-Injektionen. Das Fazit des Arznei-Telegramms war, das eine Behandlung mit Hyaluronsäure als Injektion keinen Vorteil im Vergleich zu Placebo zu haben scheint.

Eine Metaanalyse aus dem Jahr 2006 auf Basis von Cochrane Daten kam zu einem etwas anderen Ergebnis: Viscosupplementation for the treatment of osteoarthritis of the knee.
Die Autoren sichteten 76 Studien, von denen 40 Arbeiten einen Vergleich von Hyaluronsäure und Placebo durchgeführt hatten, 10 Arbeiten Steroide als Vergleichssubstanz untersuchten, 6 Arbeiten NSAR (nichtsteroidale Antirheumatika), 3 Arbeiten Physiotherapie, 2 Arbeiten den Vergleich mit körperlicher Betätigung, 2 Arbeiten den Vergleich mit einer konventionellen Therapie und 15 Arbeiten mit anderen Formen von Hyaluronsäure und Derivaten verglichen hatten.

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Im Vergleich zu Placebo sahen die Autoren bei den untersuchten Arbeiten einen signifikanten Effekt der Hyaluronsäure. Eine vergleichbare Wirkung von Hyaluronsäure ergab sich für nichtsteroidale Antirheumatika. Ein vergleichbarer Langzeiteffekt zeigte sich für die ins Gelenk gegebenen Injektionen von Kortikosteroiden. In Sachen Nebenwirkungen sahen die Autoren bei Weitem nicht die hohe Zahl an Komplikationen wie sie im Arznei-Telegramm beschrieben worden waren.

Fazit seitens der Autoren: Alles in Allem unterstützt das Ergebnis der Metaanalyse den Einsatz von Hyaluronsäure-Produkten bei der Behandlung von Knie-Arthrosen.

Sechs Jahre später gab es eine weitere Metaanalyse, diesmal aus der Schweiz: Viscosupplementation for osteoarthritis of the knee: a systematic review and meta-analysis.

Insgesamt wurden 89 Arbeiten mit 12.667 Patienten gesichtet. Die Autoren bemängelten die Qualität aller Arbeiten als im Allgemeinen zu niedrig. Sicherheitsrelevante Aspekte wurden nach Meinung der Autoren allzu oft nicht dargestellt und diskutiert.

Die Schlussfolgerung der Autoren: Bei Patienten mit Knie-Arthrose hat die Injektion mit Hyaluronsäure bestenfalls einen kleinen bis klinisch irrelevanten Nutzen, dafür aber ein erhöhtes Risiko für schwerwiegende Nebenwirkungen.

Mein Fazit hier: Die eklatante Widersprüchlichkeit der schulmedizinischen Befunde zu diesem Thema mag schlicht und einfach auf der Tatsache begründet sein, dass eine Injektion von Hyaluronsäure in keinster Weise eine ursächliche Therapie darstellt, sondern wie so oft die Symptome beseitigt. Je nach Schwere der Ursachen kann man dann mit einer mehr oder weniger guten „Symptom-Bewältigung“ rechnen. Und dass hier Metaanalysen als Beurteilungsgrundlage genommen worden waren, ist ein weiterer Grund, warum jeder zu dem Ergebnis kommt, dass ihm am genehmsten erscheint.

Anwendung am Auge ( Augenkrankheiten)

Das Natriumsalz der Hyaluronsäure (Natriumhyaluronat) findet Anwendung in Augentropfen zur Behandlung des “Trockenen Auge Syndroms”.

Hyaluronsäure ist ein natürlicher Bestandteil der Tränenflüssigkeit und erhöht deren Viskosität. Ein zu schnelles Abfließen durch den Tränenkanal wird verhindert. Hyaluronsäure verbessert die Gleitfähigkeit der Lider.

Wundbehandlung

Ein Mangel an Hyaluronsäure verhindert die Wiederherstellung des Bindegewebes. Bei Wunden und Geschwüren hilft lokal angewendete Hyaluronsäure zum Beispiel in Wundauflagen die Verheilung zu beschleunigen.

Kosmetik

Aufgrund seiner Eigenschaften Wasser zu binden und das Bindegewebe zu regenerieren, liegt der Schluss nahe, dass man Hyaluronsäure auch kosmetisch einsetzen kann. Der Wasserverlust der Haut soll verhindert werden und die Faltenbildung reduziert werden.

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Krebs

Für einige Krebsformen zählt die Konzentration von Hyaluronsäure als Tumormarker und sagt etwas über die Schwere und Prognose der Krebserkrankung aus. Prostatakrebs und Brustkrebs zum Beispiel zählen zu diesen Erkrankungen.

Grund dafür ist die Tatsachen, das Hyaluronsäure-Synthasen eine zentrale Rolle bei allen Stadien einer Metastase spielen. Sie produzieren anti-adhäsive Hyaluronsäure, die den Tumorzellen im Primärtumor die Gelegenheit geben, sich vom Primärtumor zu lösen – der Beginn der Metastase. Über die Bindung an Hyaluronsäure-Rezeptoren wie CD44 kommt es zu Veränderung der Krebszellen, die ihnen die Infiltration ins lymphatische und vaskuläre System ermöglichen. Während ihrer Reise durch den Organismus beschützt zudem die Hyaluronsäure die Krebszellen vor physikalischen Schädigungen. Zum Schluss produzieren die Hyaluronsäure-Synthasen Hyaluronsäuren, die den Krebszellen ermöglichen, am Zielort mit den dort befindlichen Zellen zu interagieren und sich einzunisten – die Metastase ist erfolgreich (Spontaneous metastasis of prostate cancer is promoted by excess hyaluronan synthesis and processing.).

Hyaluronidasen produzieren dann vor Ort Fragmente der Hyaluronsäure, die dann bei der Angiogenese für die Tumorzellen helfen (Hyaluronan oligosaccharides are potential stimulators to angiogenesis via RHAMM mediated signal pathway in wound healing.). Sauerstoffmangel fördert die Aktivität der Hyaluronidasen mit dem Ergebnis einer verstärkten Produktion an Hyaluronsäure vor Ort (Hypoxia-induced alterations in hyaluronan and hyaluronidase.).

Die beiden Hyaluronsäure-Rezeptoren, CD44 und RHAMM, sind die bislang am besten untersuchten Faktoren in Bezug auf Metastasen. Eine erhöhte Aktivität von CD44 ist bislang für eine Reihe von Krebsformen mit einer sich verschärfenden Metastasierung in Zusammenhang gebracht worden. CD44 ist für die Adhäsion von Krebszellen aneinander und an Gewebezellen verantwortlich. Es aktiviert weiterführende, notwendige Prozesse für die Einnistung der Krebszellen ins Gewebe, wie zum Beispiel die Aktivierung von Enzymen, die die Gewebe-Matrix vor Ort zugunsten einer Einnistung aufweichen.

RHAMM erhöht die Motilität der wandernden Krebszellen. Zusammen mit CD44 hilft RHAMM bei der Aktivierung der Angiogenese für den neuen Tumor (Differential involvement of the hyaluronan (HA) receptors CD44 and receptor for HA-mediated motility in endothelial cell function and angiogenesis.)

Entzündung

Bei einer Wunde wird relativ schnell eine große Menge an Hyaluronsäure synthetisiert. Die hohen Konzentrationen wiederum fördern eine frühe Entzündung, die wiederum wichtig ist für den späteren Heilungsprozess. Die durch Hyaluronsäure induzierte Entzündung fördert in der Folge die zelluläre Infiltration von entzündungsfördernden Zytokinen, wie TNF-alpha und IL-8.
Endothelzellen produzieren als Antwort auf diese Zytokine ebenfalls Hyaluronsäure, die ihrerseits die Adhäsionsbereitschaft aktivierter Lymphozyten erhöht.

Aber Hyaluronsäure kann nicht nur eine Entzündung fördern, sondern ebenso abschwächen, je nach Voraussetzung.
Im Anfang der Neustrukturierung von Gewebe steht die Entzündung als integraler Bestandteil dieses Prozesses. Ab einem bestimmten Punkt jedoch wird eine dauerhafte Entzündung kontraproduktiv und muss abgeschwächt werden. Sonst würde der Heilungsprozess nicht weitergeführt werden. Das durch die Vermittlung der Entzündung aufgebaute Granulationsgewebe ist hoch entzündlich und hat einen hohen Turnover an Zellen und Gewebestruktur.

Dies wird bedingt durch die Aktivitäten von zersetzenden Enzymen und ROS (freie Radikale), die das Produkt der Entzündungszellen sind. Eine Stabilisierung des Granulationsgewebes kann jedoch nur durch ein Abklingen der Entzündung erreicht werden – quasi eine „Minimalvoraussetzung“. Und hier kommt die Hyaluronsäure als „Moderator“ ins Spiel. Zuvor war die Säure noch ein Auslöser für die Entzündung. Jetzt schützt sie als Erstes die neuen Zellen vor den schädigenden Wirkungen der freien Radikale. Wir haben es in diesem Zusammenhang also mit einer Art Antioxidans zu tun (Hyaluronic acid prevents oxygen free-radical damage to granulation tissue: a study in rats.).

Darüber hinaus scheint die Anwesenheit von Hyaluronsäure einen negativen Feedback-Mechanismus auszulösen, der über eine Kaskade an biochemischen Reaktionen zum Abflachen der Entzündung führt.

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Beitragsbild: pixabay.com – OlgaVolkovitskaia