Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Charakterystyka i przebieg procesu gojenia ran
01.02.2010
Jednym z najczęściej spotykanych problemów związanych z leczeniem ran jest niedopuszczenie do ich zakażenia, w pewnych przypadkach nie udaje się uniknąć tego problemu.
W tym momencie najważniejsze jest działanie mające na celu zapobieżenie rozprzestrzenieniu się zakażenia. Leczenie powinno opierać się na zastosowaniu antybiotyków, anatoksyny bądź surowicy przeciwtężcowej. Oczywiście niezbędne jest obmycie brzegów rany środkiem dezynfekującym.

Dzięki odkryciom Ludwika Pasteur'a – francuskiego biologa oraz chemika, w medycynie dokonała się rewolucja – w dosłownym znaczeniu tego słowa. Ludwik Pasteur zasłynął przede wszystkim jako rzecznik zakaźnej teorii chorób i współtwórca szczepień ochronnych [1]. Profesor Pasteur w trakcie swoich badań zauważył osobliwe zjawisko polegające na osłabieniu zjadliwości zarazków chorobotwórczych. Jak większość odkryć i to było dziełem przypadku, albowiem jego asystent , przez swoje roztargnienie, pozostawił w laboratoryjnej szafce hodowlę zarazków cholery drobiu, przeznaczoną do podania kurom i całkowicie o niej zapomniał[2].

Asystent pragnąć naprawić swój błąd już po kilku tygodniach od tego wydarzenia, postanowił wstrzyknąć ptakom właśnie tę hodowlę . Wyniki tego działania były zaskakujące! Zainfekowane kury nie zachorowały. Ludwik Pasteur dokonał przełomowego, epokowego odkrycia, zdał sobie bowiem sprawę z faktu, że poprzez poddanie bakterii działaniu różnorodnych czynników fizycznych powoduje osłabienie ich siły chorobotwórczej. Potwierdzeniem swojej teorii, było przeprowadzone (publicznie) przez Pasteur'a doświadczenie, w którym uodpornił owce na zarazki wąglika. Opracowanie przez tego genialnego naukowca pierwszych szczepionek otworzyło drogę do rozwoju kolejnych , które przyczyniły się do podniesienia jakości życia całej ludzkości.
Niezwykle ważnym faktem stało się opracowanie szczepionki przeciwtężcowej. Laseczki bakterii clostridium tetani ( wywołujących tężec) są wszechobecne (ziemia, kurz czy kał zwierząt). Ryzyko zakażenia tą niebezpieczną chorobą jest więc duże, a warunki sprzyjające rozwojowi tężca odpowiadają tym , jakie istnieją w ranach np. tłuczonych bądź posiadających zachyłki[3].

Z mikrobiologicznego punktu widzenia, szeroko pojęta profilaktyka zapobiegania zakażeniom powinna obejmować :

ASEPTYKĘ Działanie , którego celem jest zapobieganie zakażeniu. Dzięki takiemu postępowaniu nie dochodzi do zainfekowania rany, otrzymujemy stan bakteriologicznej jałowości. Aseptyka jest częścią właściwego postępowania chirurgicznego. Pamiętajmy, że wszytko co będzie mieć kontakt z raną powinno być jałowe, co oznacza, że jest pozbawione wirusów i bakterii.[4]

STERYLIZACJĘ Proces ten pozwala na uzyskanie stanu bakteriologicznej jałowości. Dzięki procesowi sterylizacji przedmioty są wolne od drobnoustrojów patogennych , ich przetrwalników a wirusy zostają inaktywowane[4].

Wszystkie uszkodzenia naruszające ciągłość skóry lub błon śluzowych prowadzą do powstania RANY [5]. Pojęcie to obejmuje uszkodzenie różnorodnego pochodzenia o różnym nasileniu i przebiegu. Istnieją dwie szerokie kategorie dla klasyfikacji rany: przewlekłe i ostre. Ostre rany przechodzą przez skomplikowany proces (z udziałem różnych rodzajów komórek), który prowadzi do wyleczenia ran. W przypadku ran przewlekłych proces naprawy następuje, ale nie udaje się przywrócić przybliżonych do prawidłowych funkcji tkanek. Mimo, że proces gojenia ran różni się w zależności od różnych typów tkanek, fazy procesu gojenia pozostają takie same.

Fazy gojenia ran

Proces gojenia rany obejmuje przewidywalny łańcuch zdarzeń, który jest dokładnie regulowany. Fazy gojenia ran obejmują pięć etapów, na które składają się odpowiednio: hemostaza, stan zapalny, migracja i proliferacja komórkowa, synteza białek i obkurczanie rany, przebudowa blizny.

Hemostaza

Wszystkie znaczące urazy powodują uszkodzenie naczyń i przerwanie ich ciągłości, a tym samym inicjują molekularną i komórkową odpowiedź prowadzącą do ustanowienia hemostazy. Proces gojenia nie może zostać zapoczątkowany, dopóki nie zadziałają mechanizmy hemostazy, które są wieloczynnikowym i wieloetapowym procesem.
Najbardziej istotnym elementem hemostazy jest krzepnięcie krwi, prowadzące do powstania skrzepu. Skrzep przede wszystkim składa się z siatki fibryny i osadzonych w niej płytek krwi. Znaczenie utworzenia skrzepu jest bardzo istotne. Proces ten zapobiega dalszej utracie płynów i elektrolitów z rany i ogranicza zanieczyszczenia pochodzące ze środowiska zewnętrznego. Fibryna jest materiałem w tymczasowym matrix rany do, którego migrują fibroblasty i inne komórki, gdy tylko proces gojenia zostaje zapoczątkowany [6, 7].
Zwężenie naczyń jest inicjowane przez uwolnienie naczynioaktywnych amin. Epinefryna jest uwalniana do krążenia obwodowego na skutek stymulacji sympatycznego układu nerwowego i lokalnego wydzielania norepinefryny. Uszkodzone komórki wydzielają tromboksan, który podtrzymują dalsze zwężenie naczyń [6].
Agregacja płytek jest pobudzana przez kontakt tkanki z czynnikami uwalnianymi przez uszkodzone komórki. Płytki krwi przylegają do składników podśródbłonkowych, wiążą i aktywują na swojej powierzchni osoczowe czynniki krzepnięcia, większość z nich to proteazy serynowe.
W procesie adhezji płytek pośredniczy czynnik von Willenbranda. Procesowi adhezji towarzyszy aktywacja płytek. Następstwem tego procesu jest ich agregacja. Zaktywowane trombocyty wydzielają ADP, ATP, serotoninę, fibrynogen, czynnik płytkowy, czynnik Von Willenbranda, PDGF(płytkowy czynnik wzrostu), albuminy, czynnik V oraz VIII, TGF α (transformujący czynnik wzrostu α) i TGFβ (transformujący czynnik wzrostu β) , FGF-2 (czynnik wzrostu fibroblastów). Te trzy ostanie są najważniejsze dla przebiegu procesu gojenia ran, ze względu na fakt, że pobudzają syntezę fibroblastów, przyczyniając się do przyspieszenia procesu regeneracji rany. Ciałka gęste zawierają niezbędne składniki warunkujące prawidłowy przebieg procesów uzdrawiania rany. Zaliczmy do nich związki wapnia, serotoniny, ADP i ATP, które dodatkowo są zaangażowane w zapoczątkowanie procesu krzepnięcia[ 8].
Fibryna i kaskada krzepnięcia krwi. Kaskady krzepnięcia obejmują szlak wewnątrzpochodny i zewnątrzpochodny. Szlak wewnątrzpochodny jest inicjowany przez aktywację czynnika XII, który następuje na powierzchni uszkodzonego śródbłonka (aktywacja przez kontakt). Szlak zewnątrzpochodny aktywowany jest przez czynnik tkankowy nieobecny we krwi. Obydwa szlaki są powiązane – od chwili powstania czynnika Xa, dalsze etapy krzepnięcia przebiegają jednym torem [9,10].
Czynnik Xa pod wpływem czynnika Va i w obecności jonów wapnia katalizuje reakcję powstania trombiny z protrombiny. Następnie trombina katalizuje przejście fibrynogenu w monomer fibryny, czynnik XIIIa stabilizuje skrzep. Nieodpowiednie tworzenie fibryny jest związane z zaburzeniami procesu gojenia ran. Sytuacje tę obserwujemy przy niedoborze czynnika XIII. Jakikolwiek proces, który usuwa fibrynę ze środowiska rany będzie zakłócał tworzenie macierzy pozakomórkowej, a także, co za tym idzie będzie przyczyniał się do opóźnienia procesu gojenia ran [6.11].

Zapalenie

Kardynalne cechy zapalenia to podwyższona temperatura, obrzęk, zaczerwienienie, ból oraz utrata prawidłowych funkcji organizmu. Na poziomie tkanek dochodzi do zwiększenia przepuszczalności naczyniowej i sekwencyjnych migracji leukocytów do przestrzeni pozanaczyniowych. Jednym z podstawowych funkcji stanu zapalnego jest migracja krwinek białych do obszaru objętego zapaleniem. Komórki te wykazują zdolność fagocytozy, oczyszczają ranę. Chociaż zapalenie często jest uważane za drugi etap procesu gojenia ran, jego objawy, w tym rumień i ciepło, rozwijają się wkrótce po urazie w wyniku rozszerzenia naczyń.
W komórkach śródbłonka, miedzy kapilarami, w okolicy rany, mogą powstawać luki, które umożliwiają wyciek płynu z przestrzeni wewnątrznaczyniowej do pozanaczyniowej (wzrasta przepuszczalność komórek śródbłonka). W konsekwencji powstaje obrzęk, który jest przyczyną odczuwania bólu, charakterystycznego dla stanu zapalnego [12]. Czynniki modulujące stan zapalny to cytokiny, limfokiny, monokiny i chemokiny- modyfikują one wzrost, aktywność oraz różnicowanie komórek i ich wzajemne oddziaływania zwłaszcza w przypadku wyzwolenia odpowiedzi immunologicznej. Chemokiny inicjują odczyn zapalny [12,7,6].
Mediatory lipidowe to prostaglandyny oraz leukotrieny. Ważnymi mediatorami zapalenia są aminy min. histamina, która w przebiegu zapalenia pojawia się stosunkowo wcześnie. Dużo histaminy znajduje się w komórkach tucznych czy eozynofilach. Histamina powoduje rozszerzenie naczyń i zwiększa ich przepuszczalność. Do mediatorów osoczowych klasyfikujemy kininy oraz kalikreiny. Kininy są odpowiedzialne za rozszerzenie naczyń krwionośnych, natomiast kalikreina osoczowa jest czynnikiem powodującym konwersję plazminogenu w plazminę[12].

Przepuszczalność naczyń jest przede wszystkim spowodowana przez uwalnianie histaminy, kinin i prostaglandyn. Wzmocnienie efektu powoduje trombina i układ dopełniacza. Składniki układu dopełniacza C3a i C5a w znaczącym stopniu przyczyniają się do wzrostu przepuszczalności śródbłonka naczyniowego, ponadto działają, jako czynniki chemotaktyczne dla neutrofili i monocytów.

Ich funkcja jako czynników chemotaktycznych jest zależna od uwalniania TGF-β( [12]. Migrację leukocytów do obszaru ranny jest stymulowana przez elementy rozpadu kolagenu, elastyny, przez składniki układu dopełniacza oraz TGF-β, TNF-α (TNF-α), interleukinę-1 (IL-1), oraz czynnik płytkowy IV [6,7]. Gdy leukocyty znajdują się w obszarze zapalnym dochodzi do procesu fagocytozy. Mikrofagi i makrofagi są komórkami wykazującymi zdolności fagocytarne, czyli mają zdolność do wchłaniania i niszczenia cząstek nierozpuszczalnych. W ognisku zapalnym fagocyty pochłaniają bakterie patogenne oraz elementy zniszczonych tkanek organizmu.

Właściwy proces fagocytozy tworzy kilka etapów:

• związanie cząstki fagocytowanej z fagocytem
• pochłonięcie fagocytowanego materiału i utworzenie fagosomu
• utworzenie fagolizosomu, poprzez połączenie lizosomu z fagosomem
• trawienie enzymatyczne
• eliminacja zdegradowanego materiału poza obszar komórki.

Makrofagi produkują również cytokiny, które wywierają znaczący wpływ na proces gojenia ran, ze względu na fakt, że pobudzają angiogenezę, migrację i proliferację fibrocytów, produkcję kolagenu i obkurczanie się rany. Są również źródłem cytokin: TGF-β, IL-1, IGF-1, FGF-2, oraz PDGF [6]. Komórki te wydzielają działający bakteriobójczo tlenek azotu, a hamowanie jego uwalniania upośledza proces gojenia ran. Limfocyty T odgrywają kluczową rolę w procesie uzdrawiania ran, a usunięcie krążących limfocytów T hamuje gojenie. Limfocyty B nie odgrywają żadnej roli w procesie gojenia ran. Limfocyty T CD4 są ważnym źródłem cytokin w tym IL-1, IL-2, TNF-α- (aktywuje on fibroblasty), EFG( czynnik wzrostu naskórka) i TGF-β Inne rodzaje komórek zapalnych to eozynofile i bazofile, zdolne są do wytwarzania TGF-α .

CYTOKINY

Proces gojenia ran w dużej mierze zależy od obecności cytokin, które kontrolują aktywację genu odpowiedzialnego za kwestie migracji i proliferacji komórkowej. Płytki krwi i makrofagi są kluczowymi źródłami cytokin, chociaż inne komórki także są w stanie je produkować. Kontrola uwalniania cytokin jest w części, regulowana przez inne cytokiny. Niedotlenie tkanek stymuluje uwalnianie TNF-α, TGF-β, VEGF (śródbłonkowy czynnik wzrostu) i IL-8 (IL-8) z fibroblastów, komórek śródbłonka i makrofagów [3,10]. Wiele cytokin może również stymulować różne funkcje komórkowe w jednej komórce, które są często zależne od stężenia cytokin. Aktywność komórkowa jest regulowana przez równowagę cytokin i ich izomerów. Cytokiny takie jak, TGF-β i FGF-2 przyspieszają tworzenie blizny i syntezę kolagenu. Inne cytokiny spowalniają syntezę kolagenu, w tym β3 izoenzym z TGF-β i INF-a (interferon -a)[13.6].

Migracja i proliferacja komórkowa

Otoczenie komórkowe w środowisku rany zmienia się radykalnie w pierwszym tygodniu, po doznanym urazie. Początkowo w macierzy fibrynowo –fibronektynowej dominują komórki zapalne, w późniejszym etapie gojenia dominować będą fibroblasty. Ponowne ustanowienie powierzchni nabłonka rozpoczyna się w ciągu pierwszych kilku dni po urazie, w tym samym czasie dochodzi również do nowotworzenia naczyń. „Sieć cytokin” nadal jest częścią procesu uwalniania cytokin, wnoszącą wkład w angiogenezę, epitelizację [6,7]

Mechanizmy dezaktywacji komórek, gdy wykonają już one zaplanowane biologicznie zadanie, są niezbędne dla prawidłowego przebiegu procesu gojenia. W obszarze zranienia, naturalnie występujące fibroblasty, ze względu na ich uszkodzenie nie są w stanie pełnić swoich biologicznych funkcji. Następuje więc proces migracji fibroblastów z sąsiednich, otaczających obszar rany komórek. Postępująca proliferacja komórek obszaru rany także stanowi źródło nowych fibroblastów. Czynniki, które stymulują migrację fibroblastów obejmują TGF-ß, EGF i fibronektynę. Zdolność do migracji fibroblastów może być utrudniona przez elementy zanieczyszczające ranę. Fibroblasty mają zdolność do wydzielania kilku enzymów proteolitycznych w tym MMP-1(metaloproteinaza macierzy zewnątrzkomórkowej-1), MMP-2((metaloproteinaza macierzy zewnątrzkomórkowej-2). TGF-β stymuluje fibroblasty do wydzielania wymienionych enzymów [6, 16].
Proliferacja fibroblastów obecnych w obszarze rany, jak również fibroblastów, które napłynęły, jest regulowana przez szereg cytokin. Płytkowy czynnik wzrostu i TGF-β są dwiema najważniejszymi cytokinami zaangażowanymi w ten proces. Płytkowy czynnik wzrostu często działa w porozumieniu z IGF w celu ułatwienia procesu proliferacji fibroblastów.

Angiogeneza

Proces angiogenezy rozpoczyna się w 2 dniu po zranieniu. Wysoki poziom mleczanów, kwaśne pH, a w szczególności zmniejszenie prężności tlenu w środowisku rany, przyczyniają się do zapoczątkowania angiogenezy [6]. Proliferujące komórki zużywają tlen od 3 do 5 razy szybciej niż komórki w stanie spoczynku.

Etapy angiogenezy:

• proangiogenne czynniki VEGF I FGF pobudzają angiogenezę
• pobudzone enzymy proteolityczne( MMP), rozkładają błonę podstawną i macierz pozakomórkową, umożliwiając migracje komórek śródbłonka
• dzięki integrynom α i β ułatwiona staje się adhezja i migracja komórek śródbłonka
• dochodzi do proliferacji komórek śródbłonka z wytworzeniem rurkowatych struktur nowego naczynia krwionośnego
• komórki śródbłonka dojrzewają ,dochodzi do stabilizacji naczynia z powstaniem błony podstawnej [16].

Proces angiogenezy jest regulowany przez szereg cytokin. Dwie najważniejsze to FGF-2, oraz VEGF. Heparyna jest niezbędna jako kofaktor dla FGF-2. Zmniejszenie stężenia cytokin w obszarze rany obserwujemy wówczas, gdy proces odtworzenia naczyń zostaje zakończony.

Epitelizacja

Po poważnym urazie, rekonstrukcja uszkodzonego nabłonka jest bardzo ważna dla odbudowania funkcji ochronnych skóry. Rekonstrukcja uszkodzonego nabłonka zaczyna się prawie natychmiast po zranieniu. Wycinkowe urazy skóry z minimalną luką w nabłonku, są ponownie pokrywane nabłonkiem w ciągu 24 do 48 godzin od zranienia. Przy większych ranach potrzeba więcje czasu, aby zregenerować nabłonek.
n Podczas pierwszych 24 godzin od zranienia, komórki bazalne obecne na krawędzi rany wydłużają się i zaczynają migrować przez ogołoconą powierzchnie rany. Jeśli podczas urazu nie zostały zniszczone mieszki włosowe czy gruczoły potowe, dają one w procesie gojenia także migrujące komórki nabłonkowe.
Te komórki migrują zazwyczaj jednowarstwowo przez powierzchnię rany. 24 godziny po rozpoczęciu migracji komórkowej, komórki bazalne na krawędzi rany i w przydatkach nabłonka zaczynają się namnażać, dostarczając dodatkowe komórki do gojącej się warstwy.
Migracja komórek nabłonkowych jest kontynuowana dopóty, dopóki komórki migrujące z różnych stron zetkną się ze sobą. W tym punkcie następuje proces zahamowania migracji komórkowej. Proces migracji komórek oraz ich namnażanie się są kontrolowane przez różne cytokiny włączając EGF (czynnik wzrostu naskórka), czynnik wzrostu keratynocytów ( KGF – znany również jako FGF – 7 ). Niektóre z nich pochodzą od komórek zapalnych, a inne od samych komórek nabłonkowych. Migracja komórkowa może także wymagać wydzielania MMP ( metaloproteinaza macierzy pozakomórkowej) [6,17].

Migracja komórek nabłonkowych wymaga rozwoju filamentu aktynowego w cytoplazmie komórek migrujących i zaniku desmosomów oraz hemidesmosomów, które odpowiednio łączą je ze sobą oraz z błoną podstawną. Przynajmniej kilka z tych procesów zależy od zmian w integrynach. Uważa się, że zmniejszone stężenie wapnia lub zwiększone stężenie magnezu stymuluje zmniejszanie się ilości decydujących integryn, chociaż dokładny sygnał nie jest jeszcze znany. Jeśli naskórkowa błona podstawna jest nienaruszona, to komórki migrują ponad nią. W ranach, w których błona podstawna została zniszczona, komórki początkowo migrują ponad tymczasową macierzą fibronektynową. Jednakże, podczas migracji przez macierz, komórki nabłonkowe regenerują nową błonę postawną.

Odnowienie błony podstawnej pod komórkami migrującymi wymaga wydzielania tenascyny, witronektyny (białko S) i kolagenów typu I i IV [7, 1]. Kiedy nastąpi zatrzymanie kontaktowe, komórki nabierają cech komórki warstwy podstawnej, a dalsze namnażanie się komórek generuje wielowarstwowy nowy naskórek pokryty keratyną. Nowy naskórek jest podobny do rodzimego naskórka, chociaż jest trochę cieńszy, błona podstawna jest bardziej płaska [6].

Synteza białka i kurczenie się ran

Synteza i osadzanie się białka oraz kurczenie się ran są procesami gojenia się rany, które zaczynają dominować od 4 do 5 dni po zranieniu. Jakość i ilość macierzy osadzającej się podczas tej fazy gojenia znacznie wpływa na wytrzymałość (mechaniczną) blizny. Fibroblasty są odpowiedzialne za syntezę kolagenu i innych białek regenerowanych podczas procesu „reperacji”. Synteza kolagenu jest stymulowana przez TGF (transformujący czynnik wzrostu), PDGF (płytkowy czynnik wzrostu) oraz EGF. Na syntezę kolagenu mają również wpływ indywidualne cechy organizmu pacjenta i rany. Synteza kolagenu odbywa się z maksymalną prędkością przez 2 do 4 tygodni i stopniowo zanika.

Aberracje procesu gojenia się są często rezultatem nieprawidłowości w odkładaniu się kolagenu. W cukrzycy, upośledzona aktywacja komórek zapalnych powoduje ograniczone odkładanie się kolagenu i upośledzone gojenie. I na odwrót, bliznowiec (keloid) będzie się formował z powodu nadmiernego odkładania się kolagenu [6, 19, 20].

Jak wspomniano wcześniej, macierz rany jest stworzona głównie z fibryn i fibronektyny. W miarę jak proces syntezy białka przyspiesza się, natura macierzy rany zmienia się. Kolagen i inne substancje, takie jak proteoglikany, stopniowo zastępują fibrynę. Proteoglikany są kluczowym komponentem dorosłej/dojrzałej macierzy i są aktywnie syntezowane podczas tej fazy gojenia. Dodatkowe białka, takie jak trombospondyna-1 i SPARC wspierają nabór komórkowy i stymulują przebudowę rany.

Kolagen stanowi 25 % białka w organizmie człowieka i więcej niż 50% białka w tkance blizny. Zawartość podtypów kolagenu różni się w poszczególnych tkankach. Kolagen typu I dominuje i stanowi od 80 % do 0 % kolagenu obecnego w skórze właściwej. Pozostałe 10% do 20% to kolagen typu III. Jednakże tkanka ziarninowa, która tworzy się wkrótce po zranieniu zawiera 30% kolagenu typu III. Przyspieszona synteza kolagenu typu III jest skorelowana z wydzielaniem fibronektyny po zranieniu. Kolagen typu II występuje wyłącznie w tkance chrzęstnej, podczas gdy kolagen typu IV występuje w błonie podstawnej. Kolagen typu V występuje w naczyniach krwionośnych podczas gdy kolagen typu VII tworzy włókienka kotwiczące w naskórkowej błonie podstawnej [6].

Kolagen typu I składa się z potrójnej helisy zawierającej trzy polipeptydowe łańcuchy, które są syntetyzowane osobno w fibroblaście. Łańcuchy polipeptydowe zawierają powtarzający się wzór - glicyna-X-Y, gdzie pozycja X jest często proliną, a Y hydroksyproliną. Interakcja łańcuchów inicjuje formowanie się potrójnej helisy, która jest wydzielana jako prokolagen w środowisku pozakomórkowym [6]. Kolagen przechodzi osiem modyfikacji potranslacyjnych przed jego wydzielaniem poza komórkę w formie prokolagenu. Decydujący etap wymaga hydroksylacji proliny i lizyny w łańcuchach polipeptydowych. Przy hydroksylacji potrzebne są specjalne enzymy oraz tlen, witamina C, żelazo i ketoglutaran. Hydroksyprolina jest ważnym markerem ilości kolagenu w tkankach jako, że występuje wyłącznie w kolagenie. Hydroksylizyna jest ważnym elementem formowania się wiązania krzyżowego zarówno w oraz pomiędzy cząsteczkami kolagenu. Brak witaminy C (szkorbut) lub zahamowanie aktywności enzymatycznej przez kortykosteroidy może prowadzić do dehydroksylacji kolagenu, który nie jest w stanie tworzyć silnych wiązań krzyżowych[6].

Proteinaza prokolagenu-C i proteinaza prokolagenu-N rozszczepia końcówki telopeptydowe cząsteczek kolagenowych po tym jak zostaną one wydzielone w przestrzeń pozakomórkową. Podczas formowania się włókienek, cząsteczki kolagenowe są początkowo łączone razem przez elektrostatyczne wiązania chemiczne. Następnie, wolne grupy aminowe z bocznego łańcucha lizyny i hydroksylizyny w cząsteczkach kolagenowych są zamieniane na boczny łańcuch aldehydu przez enzym zwany oksydazą lizynową. Aldehyd wchodzi w reakcje z niezmienionym bocznym łańcuchem lizyny lub hydroksylizyny na przyległych cząsteczkach, dając stabilne wiązanie krzyżowe kowalencyjne pomiędzy cząsteczkami. Wiązania krzyżowe stabilizują cząsteczki kolagenowe[6, 21]

Proteoglikany są białkami macierzy skóry właściwej, które są syntezowane przez fibroblasty po urazie. Ich stężenie w uszkodzonej tkance stopniowo zwiększa się z czasem w sposób równoległy do kolagenu. Proteoglikany zawierają rdzeń białkowy połączony wiązaniem kowalencyjnym z jednym lub więcej glikozoaminoglikanami. Proteoglikany wiążą białka i modyfikują ich działanie. Siarczan dermatanu jest glikozoaminoglikanem, który modyfikuje cząsteczki kolagenu tak, aby ułatwić formowanie się włókienek. Kwas hialuronowy determinuje wysokoelastyczne właściwości skóry i działa jako skuteczny modulator migracji komórkowej[22].

Elastyna to kolejny komponent macierzy rany, który zapewnia elastyczność normalnej skórze. Nie jest syntezowany jako reakcja na zranienie i nie występuje w bliźnie. To właśnie brak elastyny w tkance blizny powoduje jej zwiększoną sztywność i zmniejszoną elastyczność w porównaniu z normalną skórą właściwą.

Kurczenie się rany rozpoczyna się od 4 do 5 dni po urazie i kontynuuje się aktywnie prze około dwa tygodnie. Proces ten jest dłuższy przy ranach, które są otwarte po 2 tygodniach gojenia. W otwartej ranie, wynik kurczenia się jest bardziej widoczny, ponieważ krawędzie rany przyciągane są do siebie. W ranie ciętej kurczenie się powoduje mniej widoczną bliznę z powodu jej skracania. Wskaźnik kurczenia się różni się w zależności od umiejscowienia, ale przeciętnie stanowi od około 0,6 do 0,7 mm dziennie. Rana na obszarze głowy lub przedgoleniowym będzie się kurczyła znacznie wolniej od rany w obszarze pośladkowym. Kształt rany ma również wpływ na wskaźnik kurczenia się, gdzie rany kwadratowe kurczą się szybciej niż rany okrągłe. Kurczenie się ran jest uwarunkowane obecnością miofibroblastów na peryferiach rany [22].

Miofibroblasty zawierają mikrofilamenty aktynowe zatopione w cytoplazmie, wielopłatowe jądro, obfite szorstkie retikulum. Czas, w którym miofibroblasty są obecne w ranie nie koresponduje w pełni z procesem kurczenia się rany, chociaż jest zbliżony. Miofibroblasty pojawiają się od 4 do 6 dni po zranieniu i są powszechnie widziane w ranie podczas następnych 2 – 3 tygodni. Ich zanik powoduje apoptoza (programowana śmierć komórki). Chociaż Gabbani i inni twierdzili, że te komórki były motorem kurczącym ranę, ostanie prace nad krystaliczną siecią kolagenową sugerują, że fibroblasty w centralnej części rany mogą mieć bardziej decydujący wpływ na proces kurczenia się rany. Jest jednakże jasne to, że proces kurczenia się rany przebiega przy pomocy komórek i nie wymaga syntezy kolagenu. TGF i prawdopodobnie inne cytokiny mają związek z procesem kurczenia się ran [6]. Czasami kurczenie się rany nie jest pożądane w procesie gojenia. Kurczenie się rany przez złączenie może spowodować przykurcze, które znacznie ograniczają funkcje formowanej tkanki. W przypadkach gdzie pożądane jest zatrzymanie kurczenia, stosuje się przeszczepy skóry.

Przebudowa - remodelling rany

Przebudowa blizny zaczyna dominować jako priorytetowy proces gojenia w przybliżeniu 21 dni od zranienia. Wskaźnik syntezy kolagenu zmniejsza się. Zmniejszanie syntezy kolagenu odbywa się pod wpływem interferonu, TNF – czynnika martwicy nowotworów i samej macierzy kolagenowej [6].

Metaloproteinazy macierzy (MMP) pozostają w ścisłym związku z rozkładem cząsteczek kolagenowych. MMP były wspomniane wcześniej i mają związek z wieloma aspektami procesu gojenia. MMP reprezentują rodzinę przynajmniej 25 enzymów, które rozkładają różne macierze pozakomórkowe. Są one produkowane przez różne typy komórek. Działalność MMP w tkankach jest modulowana przez tkankowe inhibitory metaloproteinaz (TIMPs). Opisano cztery izoformy TIMP. Równowaga MMP i TIMP w tkankach ma decydujący wpływ na działanie enzymów i jest regulowana przez cytokiny włączając TGF, PDGF i IL-1 (interleukina-1). Wszystkie funkcje MMP podczas procesu gojenia nie zostały jasno określone. Podwyższone stężenie MMP jest widoczne w przypadku chronicznych wrzodów jednakże, usunięcie MMP-3 u myszy powoduje upośledzenie obkurczania się rany ze znacznym opóźnieniem gojenia [6, 23].

Natura macierzy rany zmienia się wraz z przebudową blizny. Niedojrzała blizna zawiera zdezorganizowany układ drobnych włókien kolagenowych, który jest stopniowo zastępowany przez grubsze włókna ułożone w orientacji odpowiadającej napięciom skóry. Dodatkowo, liczba wiązań krzyżowych zarówno w cząsteczkach jak i pomiędzy cząsteczkami stopniowo zwiększa się. Podczas przebudowy zmniejsza się również liczba komórek (apoptoza). Jak wspomniano wcześniej, proporcje pomiędzy kolagenem typu I i III zmieniają się [6]. Proces przebudowy prowadzi do znacznego zwiększenia wytrzymałości mechanicznej rany. Wytrzymałość rany po 1 tygodniu od zranienia stanowi 3% wytrzymałości normalnej skóry właściwej. Po 3 tygodniach, kiedy faza przebudowy zaczyna dominować, wytrzymałość rany stanowi 20% wytrzymałości normalnej skóry. Po trzech miesiącach jednakże rana będzie miała 80% wytrzymałości normalnej skóry, ze znacznym wzrostem wytrzymałości związanym z przebudową. Przebudowa może trwać do 12 miesięcy od urazu, chociaż blizny nigdy nie osiągają wytrzymałości normalnej skóry [6].

BIBLIOGRAFIA

1]-biografie.servis.pl
[2]- pneumokoki.pl
[3]- Fibak J., Chirurgia Repetytorium,Warszawa,18, s.37-42
[4]- www.devoted.aplus.pl
[5]- Martini M.C., red. wyd. polskiego-Placek w.,Kosmetologia i farmakologia skóry, Warszawa,2006, s.280-27
[6]- Monaco J,L.,Lawrence W.T., Acute wound healing: An overview,Clinics in PlasticSurgery, 2003,nr 30,s.1-12
[7]- Li J.,Chen J.,Kirsner R.,Pathophysiology of acute wound healing, Clinics in Dermatology, 2007,nr 25,s. -18
[8]- Cines DB, Pollack ES, Buck CA, et al. Endothelial cells in physiology and in the pathophysiology of vascular disorders,18, Blood, nr 10, s.3527-3561
[9]- Dahlback B.,Blood coagulation, Lancet,2000, nr 251, s.1627-1632
[10]- Redin WR.,Stiernberg J., Carney DH.,The role of thrombin and thrombin receptor activating peptide (TRAP-508) in initiation of tissue repair,Thromb Haemost,13, nr 70, s. 158-162
[11]- Grinnell F., Fbronectin and wound healing.,Journal of Investigative Dermatology,181, nr 76,s.181-18
[12]-Guzek J. W.,Patofizjologia człowieka w zarysie, Warszawa, 2001, s. 118-133,27-284,323-385,612-614
[13]- Gharaee-Kermani M., Phan SH., Role of cytokines and cytokine therapy in wound healing and fibrotic disease,Curr Pharm Des.2001, nr 11, s. 1083-1103
[14] - Roberts AB., Anzano MA.,Wakefield ML., et al. Type beta transforming growth factor: a bifunctional regulator of cellular growth,Journal of Experimental Medicine 186, nr 163, s, 1037-1050
[15]- Parks WC., Martix metalloproteinases in repair, Wound Repair and Regeneration, 1, nr 6, s. 423-432
[16]- Zielonka TM., Angiogeneza część I. Mechanizm Powstawania Nowych naczyń krwionośnych ,Alergia Astma Immunologia, 2003,nr 8, s.16-174
[17]- Vu TH., Werb Z.,Matrix metalloproteinases: effectors of development and normal physiology, Genes Development, 2000, nr 14, s.2123-2133
[18]- Mackie EJ.,Halfter W., Liverani D., Induction of tenascin in healing wounds, The Journal of Cell Biology, 188,nr 107, s. 2757-2767
[19]- Fahey TJ., Sadaty A.,Jones WG.,Diabetes impairs the late inflammatory response to wound healing,The Journal of surgical research , 11, nr 50, s. 308-313
[20] -Ketchum LD.,Smith J.,Robinson WD., Treatment of hypertrophic scars, colloids and scar contractor by triamcinolone acetonide., Plast Reconstr Surg., 11, nr 38, s.20–218.
[21]- Veis A.,Averey J., Modes of intermolecular crosslinking in mature insoluble collagen, J Biol Chem.,165,nr 240, s.38–308 .165
[22]- Gabbianni G.,Ryan GB.,Majno G., Presence of modified fibroblasts in granulation tissue and their possible role in wound contraction, Experientia,171,nr 5, s.54–550
[23]- Brew K., Kinakarpandian J.,NagaseH., Tissue inhibitors of metalloproteinases: evolution, structure and function. Biochim Biophys Acta.,2000, nr 1-2, s. 267-283
KOMENTARZE
Newsletter