SOMMAIRE
Qu’est-ce que c’est ?
Poids moléculaire : qu’est-ce que cela signifie ?
Le poids moléculaire d’une substance dépend du type et du nombre d’atomes qui la composent.
En pratique, le poids moléculaire se calcule en additionnant les masses atomiques de tous les atomes présents dans la molécule.
À quelques exceptions près, les grandes molécules ont généralement un poids moléculaire plus élevé que les molécules plus petites.
L’acide hyaluronique de différents poids moléculaires est constitué d’un mélange de molécules d’acide hyaluronique plus ou moins grandes et complexes. Il est souvent présenté comme ingrédient cosmétique.
Poids moléculaire de l’acide hyaluronique
L’acide hyaluronique est un polysaccharide de haut poids moléculaire, formé d’une chaîne linéaire d’unités disaccharidiques d’acide glucuronique et de N-acétylglucosamine.
Plus le nombre de ces unités disaccharidiques augmente, plus le poids moléculaire de l’acide hyaluronique est élevé.
Dans le corps humain, mais aussi dans les différents produits médicaux et cosmétiques, l’acide hyaluronique existe sous diverses tailles moléculaires.
Selon leur poids moléculaire, les acides hyaluroniques peuvent être classés en trois groupes 1 :
- haut poids moléculaire, supérieur ou égal à 3 000 kDa ;
- poids moléculaire moyen, de 1 500 à 3 000 kDa ;
- faible poids moléculaire, inférieur ou égal à 1 500 kDa.
Les acides hyaluroniques de faible, moyen et haut poids moléculaire possèdent des propriétés cosmétiques et des effets différents sur la peau :
- l’acide hyaluronique de faible poids moléculaire peut pénétrer en profondeur et interagir avec des récepteurs spécifiques, en stimulant la mitose et la prolifération cellulaire ;
- l’acide hyaluronique de poids moléculaire moyen pénètre dans la peau et apporte l’hydratation nécessaire au maintien de sa turgescence et de sa fermeté ;
- l’acide hyaluronique de haut poids moléculaire reste à la surface de l’épiderme, où il forme un film invisible qui limite l’évaporation de l’eau et lutte ainsi contre la déshydratation.
En exploitant l’ensemble de ces propriétés, l’utilisation d’acide hyaluronique de différents poids moléculaires crée des conditions optimales pour prévenir et combattre le processus de vieillissement cutané 2.
Utilisation en médecine esthétique
La plupart des produits à base d’acide hyaluronique utilisés en médecine esthétique reposent sur la réticulation chimique, ou cross-linking.
Alors que le poids moléculaire mesure la longueur de la chaîne d’acide hyaluronique, la réticulation est un procédé qui modifie ces chaînes en créant des liaisons transversales entre elles.
La réticulation modifie donc la structure de l’acide hyaluronique pour lui conférer les caractéristiques recherchées, comme une stabilité et une mobilité plus ou moins importantes, ainsi qu’une viscosité, une élasticité et une durée différentes. Pour redonner du volume aux pommettes, par exemple, il faut un acide hyaluronique aux propriétés différentes de celui utilisé pour les rides du contour des yeux.
Il existe donc différents types de produits de comblement, qui varient par leur concentration en acide hyaluronique, leur poids moléculaire, leur degré de réticulation et la présence éventuelle de lidocaïne, un anesthésique, ou d’autres ingrédients actifs.
Les produits de comblement à forte densité et à grosses particules sont recommandés pour les injections dermiques profondes, par exemple dans les sillons nasogéniens ou pour corriger les volumes, tandis que les produits moins denses et à petites particules sont indiqués pour les ridules.
Utilisation en orthopédie : quel acide hyaluronique choisir ?
L’arthrose est une maladie caractérisée par la destruction progressive du cartilage, qui entraîne une adaptation de la surface des os sous-jacents, des douleurs et une perte de la fonction articulaire.
La progression de l’arthrose avec l’âge est associée à une diminution de l’acide hyaluronique natif dans le liquide synovial qui baigne et nourrit le cartilage, avec une augmentation correspondante des fragments d’acide hyaluronique de faible poids moléculaire.
Dans les grandes articulations, comme la hanche et le genou, les injections intra-articulaires d’acide hyaluronique peuvent contribuer à ralentir la dégénérescence du cartilage et à atténuer la douleur. Ici encore, les différents poids moléculaires semblent avoir des effets variables sur le soulagement de la douleur, l’amélioration fonctionnelle et le report de l’intervention chirurgicale.
In vitro, par exemple, l’acide hyaluronique de faible poids moléculaire provoque des réponses pro-inflammatoires, tandis que les formes de poids moléculaire plus élevé déclenchent des réponses anti-inflammatoires susceptibles de freiner la dégradation du cartilage.
D’après les études cliniques, l’acide hyaluronique de poids moléculaire élevé, de 3 000 kDa ou plus, ou ultra-élevé, supérieur à 6 000 kDa, semble agir plus longtemps, nécessiter moins d’injections et offrir des coûts inférieurs ainsi que de meilleurs résultats dans l’arthrose légère à modérée du genou que les formes de faible poids moléculaire, inférieures à 3 000 kDa 1.
Dans la cicatrisation des plaies
Au cours des premières phases de la cicatrisation des plaies, l’acide hyaluronique de haut poids moléculaire est dégradé en fragments de faible poids moléculaire qui déclenchent les réponses inflammatoires.
Lors des phases suivantes, l’acide hyaluronique de haut poids moléculaire nouvellement synthétisé contribue à supprimer l’inflammation, à favoriser la réparation des tissus et à limiter la formation de cicatrices 1a.
Propriétés
L’acide hyaluronique confère à la peau ses propriétés particulières de résistance et de maintien de la forme. Il contribue également à une hydratation optimale des cellules cutanées.
La concentration d’acide hyaluronique dans l’organisme tend à diminuer avec l’âge. Son insuffisance affaiblit la peau et favorise l’apparition de rides et d’imperfections.
Environ la moitié de l’acide hyaluronique de l’organisme se trouve dans la peau, où les fibroblastes, les kératinocytes et les cellules endothéliales produisent des familles d’acide hyaluronique dont le poids moléculaire varie de 50 à 3 000 kDa 2.
Les molécules d’acide hyaluronique de différents poids moléculaires peuvent présenter des propriétés biologiques et technologiques différentes.
Par conséquent, la connaissance préalable des poids moléculaires est essentielle pour utiliser correctement les acides hyaluroniques dans le développement de biomatériaux, de cosmétiques et de médicaments.
D’une manière générale, il faut retenir que :
- les molécules d’acide hyaluronique de poids moléculaire inférieur sont plus petites et peuvent donc atteindre des couches cutanées plus profondes. Elles y soutiennent l’hydratation et peuvent également interagir avec des récepteurs spécifiques pour stimuler le métabolisme cellulaire ;
- les molécules d’acide hyaluronique de haut poids moléculaire restent plus proches de la surface de la peau, où elles exercent surtout une action filmogène et aident à retenir l’humidité avant d’être éliminées par le lavage.
Propriétés de l’acide hyaluronique de haut poids moléculaire
En raison de sa grande taille, l’acide hyaluronique de haut poids moléculaire, supérieur à 4 000 kDa, ne peut pas traverser la barrière cutanée.
Lorsqu’il est appliqué sur la peau au moyen de crèmes ou de sérums à l’acide hyaluronique, il se répartit donc à la surface de l’épiderme.
Il forme ainsi une fine couche invisible capable de freiner la perte d’eau et d’en limiter l’évaporation grâce aux interactions qu’il établit avec les principales molécules présentes dans ce compartiment, notamment les protéoglycanes, les glycoprotéines, l’élastine et sept types de collagène.
Ce film protecteur fin aide à maintenir la peau douce, lisse et hydratée. Il peut également apaiser les irritations et inflammations cutanées légères.
Malheureusement, ce film d’acide hyaluronique est éliminé assez rapidement par les produits nettoyants ou les frottements. Il ne procure donc aucun effet « curatif » durable.
L’application topique d’acide hyaluronique de haut poids moléculaire forme un film externe qui réduit la perte insensible en eau et améliore indirectement l’hydratation cutanée.
Enfin, dans les cosmétiques, l’acide hyaluronique peut être utilisé non seulement comme ingrédient fonctionnel, mais aussi comme agent épaississant. La forme la plus adaptée à cet usage est celle de haut poids moléculaire.
Propriétés de l’acide hyaluronique de poids moléculaire moyen
L’acide hyaluronique de poids moléculaire moyen, de 500 à 4 000 kDa, pénètre dans la peau et, en attirant d’importantes quantités d’eau, aide à préserver sa turgescence et sa fermeté.
Selon une étude, sa taille est optimale pour assurer les meilleures interactions avec les récepteurs de surface et stimuler la synthèse d’acide hyaluronique 2.
Propriétés de l’acide hyaluronique de faible poids moléculaire
L’acide hyaluronique de faible poids moléculaire, inférieur à 500 kDa, a la particularité de pouvoir pénétrer dans l’épiderme jusqu’aux couches sous-cutanées.
Son faible poids moléculaire augmente donc ses possibilités de pénétration cutanée et, en assurant un meilleur effet hydratant, produit un comblement temporaire des tissus et un effet lissant sur les petites rides.
Il peut également favoriser la production physiologique de collagène, protéine chargée de préserver la densité et la fermeté de la peau 2.
Une étude in vitro a par exemple montré que l’application topique de petits fragments d’acide hyaluronique de 2 kDa pouvait traverser la couche cornée et activer simultanément la synthèse et la dégradation du collagène 2a.
Dans la partie clinique de cette étude, l’application pendant 8 semaines d’une crème contenant 0,1 % d’oligosaccharides d’acide hyaluronique de 2 kDa a réduit la profondeur maximale des sillons nasogéniens et des pattes-d’oie, par rapport à la même crème sans acide hyaluronique.
Ce type d’acide hyaluronique aurait toutefois une faible affinité pour les récepteurs de l’acide hyaluronique et une capacité limitée à stimuler sa biosynthèse 3.
L’acide hyaluronique de faible poids moléculaire est également appelé acide hyaluronique hydrolysé.
Quel est le meilleur acide hyaluronique ?
Dans les cosmétiques
Une étude a examiné l’action d’acides hyaluroniques de différents poids moléculaires, notamment 50, 130, 300, 800 et 2 000 kDa, appliqués sur la peau à une concentration de 0,1 % 4.
Après 60 jours, les formes de 50 et de 130 kDa ont toutes deux entraîné une amélioration significative de la profondeur des rides. Les acides hyaluroniques de poids moléculaire supérieur se sont révélés moins efficaces.
Dans une autre étude, une crème contenant de l’acide hyaluronique de faible poids moléculaire s’est montrée plus efficace que la même crème formulée avec une forme de haut poids moléculaire pour réduire la sécheresse cutanée chez les personnes âgées 4a.
Cela dit, choisir des crèmes contenant de l’acide hyaluronique de différents poids moléculaires permet de bénéficier des propriétés spécifiques des deux formes et d’obtenir une hydratation à la fois superficielle et profonde.
À ce sujet, une étude a établi que l’efficacité supérieure d’un mélange d’acides hyaluroniques dont le poids moléculaire est compris entre 50 et 2 500 kDa dépend de l’action synergique des différentes tailles moléculaires. Leur combinaison crée des conditions optimales pour prévenir et combattre le vieillissement 2.
C’est pourquoi nos cosméceutiques X115® associent des acides hyaluroniques de haut, moyen et faible poids moléculaire.
Dans les compléments alimentaires
L’acide hyaluronique apporte des bienfaits importants à la peau, y compris lorsqu’il est pris par voie orale.
Les études ont montré que la muqueuse intestinale ne peut absorber directement que l’acide hyaluronique de faible poids moléculaire, de 5 à 70 kDa 5.
Toutefois, l’acide hyaluronique de haut poids moléculaire peut lui aussi être utilisé efficacement comme complément alimentaire.
Après ingestion, il est fragmenté, ou hydrolysé, par des enzymes spécifiques, les hyaluronidases, produites par la flore bactérienne intestinale 6, 7.
À la suite de cette « digestion », les fragments d’acide hyaluronique sont absorbés et peuvent s’accumuler dans la peau, les articulations et d’autres tissus.
Kawada et ses collaborateurs ont conclu que l’acide hyaluronique de haut poids moléculaire, de 300 et 800 kDa, administré par voie orale à des doses de 120 et 200 mg par jour pendant 6 semaines, protégeait contre la sécheresse cutanée et le photovieillissement 8.
Toutefois, après 2 semaines, la teneur en eau de la peau n’avait augmenté de manière significative que dans le groupe ayant reçu la forme de 300 kDa.
D’autres études ont observé des bienfaits avec de l’acide hyaluronique de 900 kDa 9, 10, 11.
D’autres recherches ont utilisé une forme de 80 kDa 12, 13, tandis qu’une autre étude a obtenu des résultats avec de l’acide hyaluronique de 300 kDa 14.
Une étude supplémentaire a montré les effets bénéfiques d’un complément contenant de l’acide hyaluronique de 2,5 kDa 15.
D’autres compléments brevetés contiennent un mélange d’acides hyaluroniques de faible et de haut poids moléculaire 16.
Comment est-il obtenu ?
Le poids moléculaire de l’acide hyaluronique dépend avant tout de sa source d’extraction.
En général, l’acide hyaluronique extrait de matrices animales possède un poids moléculaire très élevé, pouvant atteindre 20 000 kDa. Les crêtes de coq contiennent par exemple une forme de 1 200 kDa, le cordon ombilical des molécules de 3 400 kDa, tandis que l’humeur vitrée bovine fournit de l’acide hyaluronique de 770 à 1 700 kDa.
L’acide hyaluronique d’origine biotechnologique possède en revanche un poids moléculaire compris entre 1 000 et 4 000 kDa.
Des procédés enzymatiques permettent ensuite de fragmenter ces macromolécules afin d’obtenir des polysaccharides dont le poids moléculaire se situe entre 550 et 2 500 kDa 17.
Il est également possible de combiner l’action de la chaleur et l’activité contrôlée de l’enzyme hyaluronidase pour produire des fragments d’acide hyaluronique de faible poids moléculaire.
