Hudens viktigaste funktionella enheter som är involverade i läkning av huddefekter och ärrbildning

Det finns många adhesiva molekyler - de skapar alla ett stödnätverk längs vilket celler rör sig, binder till vissa receptorer på ytan av cellmembran, överför information till varandra med hjälp av mediatorer: cytokiner, tillväxtfaktorer, kväveoxid, etc.

Basal keratinocyt

Basala keratinocyter är inte bara modercellen i epidermis, som ger upphov till alla överliggande celler, utan också ett mobilt och kraftfullt bioenergetiskt system. Den producerar en mängd biologiskt aktiva molekyler, såsom epidermal tillväxtfaktor (EGF), insulinliknande tillväxtfaktorer (IGF), fibroblasttillväxtfaktorer (FGF), trombocyttillväxtfaktor (PDGF), makrofagtillväxtfaktor (MDGF), vaskulär endoteltillväxtfaktor (VEGF), transformerande tillväxtfaktor alfa (TGF-a), etc. Efter att ha lärt sig om skadorna på epidermis genom informationsmolekyler, börjar basala keratinocyter och kambialceller i svettkörtlar och hårsäckar aktivt proliferera och röra sig längs sårets botten för dess epitelisering. Stimulerade av såravfall, inflammationsmediatorer och fragment av förstörda celler, syntetiserar de aktivt tillväxtfaktorer som främjar accelererad sårläkning.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Kollagen

Den huvudsakliga strukturella komponenten i bindväv och ärrvävnad är kollagen. Kollagen är det vanligaste proteinet hos däggdjur. Det syntetiseras i huden av fibroblaster från fria aminosyror i närvaro av en kofaktor - askorbinsyra och utgör nästan en tredjedel av den totala massan av mänskliga proteiner. Det innehåller prolin, lysin, metionin och tyrosin i små mängder. Glycin står för 35%, och hydroxiprolin och hydroxilysin står för 22% vardera. Cirka 40% av det finns i huden, där det representeras av kollagen av typerna I, III, IV, V och VII. Varje typ av kollagen har sina egna strukturella egenskaper, föredragen lokalisering och utför följaktligen olika funktioner. Kollagen typ III består av tunna fibriller, i huden kallas det retikulärt protein. Det finns i större mängder i den övre delen av dermis. Kollagen typ I är det vanligaste mänskliga kollagenet, det bildar tjockare fibriller i de djupa lagren av dermis. Kollagen typ IV är en komponent i basalmembranet. Kollagen typ V ingår i blodkärlen och alla lager i dermis, kollagen typ VII bildar "förankrings"-fibriller som förbinder basalmembranen med papillärskiktet i dermis.

Kollagens grundstruktur är en trippelpolypeptidkedja som bildar en trippelhelixstruktur, bestående av alfakedjor av olika typer. Det finns fyra typer av alfakedjor, och deras kombination bestämmer typen av kollagen. Varje kedja har en molekylvikt på cirka 120 000 kDa. Kedjornas ändar är fria och deltar inte i helixbildningen, så dessa punkter är känsliga för proteolytiska enzymer, i synnerhet för kollagenas, som specifikt bryter bindningarna mellan glycin och hydroxiprolin. I fibroblaster föreligger kollagen i form av tripletthelixar av prokollagen. Efter expression i den intercellulära matrisen omvandlas prokollagen till tropokollagen. Tropokollagenmolekyler är sammankopplade med en förskjutning på 1/4 av längden, fixerade av disulfidbryggor och får därmed en remsliknande strimling som är synlig i ett elektronmikroskop. Efter att kollagenmolekyler (tropokollagen) frigjorts i den extracellulära miljön samlas de i kollagenfibrer och buntar som bildar täta nätverk, vilket skapar ett starkt ramverk i dermis och hypodermis.

Subfibriller bör betraktas som den minsta strukturella enheten av moget kollagen i den mänskliga huddermis. De har en diameter på 3-5 μm och är spiralformat anordnade längs fibrillen, vilket anses vara ett strukturellt element i kollagen av andra ordningen. Fibriller har en diameter på 60 till 110 μm. Kollagenfibriller, grupperade i buntar, bildar kollagenfibrer. Diametern på en kollagenfiber är från 5-7 μm till 30 μm. Nära varandra placerade kollagenfibrer formas till kollagenbuntar. På grund av kollagenstrukturens komplexitet, närvaron av spiralformade triplettstrukturer sammankopplade med tvärbindningar av olika ordningar, tar syntesen och katabolismen av kollagen en lång period, upp till 60 dagar.

Vid hudtrauma, som alltid åtföljs av hypoxi, ackumulering av sönderfallsprodukter och fria radikaler i såret, ökar fibroblasternas proliferativa och syntetiska aktivitet, och de svarar med ökad kollagensyntes. Det är känt att bildandet av kollagenfibrer kräver vissa förhållanden. Således accelererar en lätt sur miljö, vissa elektrolyter, kondroitinsulfat och andra polysackarider fibrillogenes. C-vitamin, katekolaminer, omättade fettsyror, särskilt linolsyra, hämmar kollagenpolymerisation. Självreglering av kollagensyntes och nedbrytning regleras också av aminosyror som finns i den intercellulära miljön. Således hämmar polykatjonen poly-L-lysin kollagenbiosyntesen, och polyanjonen poly-L-glutamat stimulerar den. På grund av att tiden för kollagensyntesen överväger tiden för dess nedbrytning, sker en betydande ansamling av kollagen i såret, vilket blir grunden för det framtida ärret. Nedbrytningen av kollagen utförs med hjälp av fibrinolytisk aktivitet hos speciella celler och specifika enzymer.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Kollagenas

Det specifika enzymet för att bryta ner de vanligaste kollagentyperna I och III i huden är kollagenas. Sådana enzymer som elastas, plasminogen och andra enzymer spelar en hjälproll. Kollagenas reglerar mängden kollagen i huden och ärrvävnaden. Man tror att storleken på ärret som finns kvar på huden efter att såret har läkt huvudsakligen beror på kollagenasets aktivitet. Det produceras av epidermala celler, fibroblaster, makrofager, eosinofiler och är ett metalloproteinas. Fibroblaster som deltar i förstörelsen av kollageninnehållande strukturer kallas fibroklaster. Vissa fibroklaster utsöndrar inte bara kollagenas, utan absorberar och använder även kollagen. Beroende på den specifika situationen i såret, makroorganismens tillstånd, rationaliteten i behandlingsåtgärderna, förekomsten av samtidig flora, antingen fibrinogenes eller fibroklasprocesser, dvs. syntes eller förstörelse av kollageninnehållande strukturer, dominerar i skadezonen. Om färska celler som producerar kollagenas slutar komma in i inflammationsområdet, och gamla förlorar denna förmåga, uppstår en förutsättning för kollagenackumulering. Dessutom betyder hög kollagenasaktivitet i inflammationsområdet inte att detta är en garanti för optimering av reparativa processer och att såret är skyddat mot fibrösa transformationer. Aktivering av fibrolytiska processer betraktas ofta som en förvärring av inflammation och dess kronisering, medan dominansen av fibrogenes betraktas som dess försvagning. Fibrogenes, eller bildandet av ärrvävnad vid hudskadan, utförs huvudsakligen med deltagande av mastceller, lymfocyter, makrofager och fibroblaster. Det utlösande vasoaktiva momentet utförs med hjälp av mastceller, biologiskt aktiva substanser, som hjälper till att attrahera lymfocyter till lesionen. Vävnadsnedbrytningsprodukter aktiverar T-lymfocyter, som via lymfokiner kopplar makrofager till den fibroblastiska processen eller direkt stimulerar makrofager med proteaser (nekrohormoner). Mononukleära celler stimulerar inte bara fibroblastfunktionen, utan hämmar dem också, och fungerar som verkliga regulatorer av fibrogenes, frisätter inflammatoriska mediatorer och andra proteaser.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ]

Mastceller

Mastceller är celler som kännetecknas av pleomorfism med stora runda eller ovala kärnor och hyperkromiskt färgade basofila granuler i cytoplasman. De finns i stora mängder i den övre dermis och runt blodkärl. De är en källa till biologiskt aktiva substanser (histamin, prostaglandin E2, kemotaktiska faktorer, heparin, serotonin, trombocyttillväxtfaktor, etc.). När huden skadas frigör mastcellerna dem i den extracellulära miljön, vilket utlöser en initial kortvarig vasodilatorreaktion som svar på skada. Histamin är ett potent vasoaktivt läkemedel som leder till vasodilatation och ökad permeabilitet i kärlväggen, särskilt postkapillära venoler. År 1891 bedömde II Mechnikov denna reaktion som skyddande för att underlätta leukocyters och andra immunkompetenta cellers tillgång till lesionen. Dessutom stimulerar det melanocyternas syntetiska aktivitet, vilket är förknippat med den ofta förekommande posttraumatiska pigmenteringen. Det orsakar också stimulering av mitos i epidermisceller, vilket är ett av de viktigaste momenten i sårläkning. Heparin minskar i sin tur permeabiliteten hos den intercellulära substansen. Således är mastceller inte bara regulatorer av vaskulära reaktioner i skadezonen, utan även av intercellulära interaktioner, och därmed immunologiska, skyddande och reparativa processer i såret.

Makrofager

I fibrogenesprocessen, vid sårreparation, spelar lymfocyter, makrofager och fibroblaster en avgörande roll. Andra celler spelar en hjälproll, eftersom de kan påverka triadens funktion (lymfocyter, makrofager, fibroblaster) genom histamin och biogena aminer. Celler interagerar med varandra och med den extracellulära matrisen genom membranreceptorer, vidhäftande intercellulära och cellulära matrismolekyler, mediatorer. Aktiviteten hos lymfocyter, makrofager och fibroblaster stimuleras också av vävnadsnedbrytningsprodukter, T-lymfocyter genom lymfokiner kopplar makrofager till den fibroblastiska processen eller stimulerar direkt makrofager med proteaser (nekrohormoner). Makrofager stimulerar i sin tur inte bara fibroblasternas funktioner, utan hämmar dem också genom att frisätta inflammatoriska mediatorer och andra proteaser. Således är de huvudsakliga aktiva cellerna i sårläkningsstadiet makrofager, som aktivt deltar i att rengöra såret från cellulärt detritus, bakteriell infektion och främjar sårläkning.

Makrofagernas funktion i epidermis utförs också av Langerhans-celler, vilka också finns i dermis. När huden skadas skadas även Langerhans-cellerna, vilket frigör inflammationsmediatorer, såsom lysosomala enzymer. Vävnadsmakrofager eller histiocyter utgör cirka 25 % av de cellulära elementen i bindväv. De syntetiserar ett antal mediatorer, enzymer, interferoner, tillväxtfaktorer, komplementproteiner, tumörnekrosfaktor, har hög fagocytisk och bakteriedödande aktivitet, etc. När huden skadas ökar metabolismen i histiocyter kraftigt, de ökar i storlek, deras bakteriedödande, fagocytiska och syntetiska aktivitet ökar, på grund av vilket ett stort antal biologiskt aktiva molekyler kommer in i såret.

Det har fastställts att fibroblasttillväxtfaktor, epidermal tillväxtfaktor och insulinliknande faktor som utsöndras av makrofager accelererar sårläkning, medan transformerande tillväxtfaktor-beta (TGF-B) stimulerar bildandet av ärrvävnad. Genom att aktivera makrofagernas aktivitet eller blockera vissa receptorer i cellmembran kan man reglera hudens reparationsprocess. Till exempel kan man med hjälp av immunstimulerande medel aktivera makrofager, vilket ökar den ospecifika immuniteten. Det är känt att makrofager har receptorer som känner igen mannosinnehållande och glukosinnehållande polysackarider (mannaner och glukaner), vilka finns i Aloe Vera. Verkningsmekanismen för aloe vera-preparat som används för långvariga icke-läkande sår, magsår och akne är tydlig.

Fibroblaster

Grunden och den mest utbredda cellformen av bindväv är fibroblast. Fibroblasternas funktion inkluderar produktion av kolhydrat-proteinkomplex (proteoglykaner och glykoproteiner), bildning av kollagen, retikulin och elastiska fibrer. Fibroblaster reglerar metabolismen och den strukturella stabiliteten hos dessa element, inklusive deras katabolism, modellering av deras "mikromiljö" och epitelial-mesenkymala interaktion. Fibroblaster producerar glykosaminoglykaner, av vilka hyaluronsyra är den viktigaste. I kombination med fibroblasternas fibrösa komponenter bestämmer de också den rumsliga strukturen (arkitektoniken) hos bindväv. Populationen av fibroblaster är heterogen. Fibroblaster med olika mognadsgrader är indelade i dåligt differentierade, unga, mogna och inaktiva. Mogna former inkluderar fibroklaster, där processen med kollagenlys råder över funktionen för dess produktion.

Under senare år har heterogeniteten hos "fibroblastsystemet" specificerats. Tre mitotiska aktiva prekursorer till fibroblaster har upptäckts - celltyperna MFI, MFII, MFIII och tre postmitotiska fibrocyter - PMFIV, PMFV, PMFVI. Genom celldelningar differentierar MFI successivt till MFII, MFIII och PMMV. PMFV, PMFVI, PMFVI kännetecknas av förmågan att syntetisera kollagen I-, III- och V-typerna, progeoglykaner och andra komponenter i den intercellulära matrisen. Efter en period av hög metabolisk aktivitet degenererar PMFVI och genomgår apoptos. Det optimala förhållandet mellan fibroblaster och fibrocyter är 2:1. När fibroblaster ackumuleras, saktar deras tillväxt ner som ett resultat av att delningen av mogna celler som har övergått till kollagenbiosyntes upphör. Kollagennedbrytningsprodukter stimulerar dess syntes enligt återkopplingsprincipen. Nya celler upphör att bildas från prekursorer på grund av utarmning av tillväxtfaktorer, såväl som på grund av produktionen av tillväxthämmare av fibroblasterna själva - chaloner.

Bindväv är rik på cellulära element, men utbudet av cellulära former är särskilt brett vid kronisk inflammation och fibroserande processer. Således uppträder atypiska, gigantiska, patologiska fibroblaster i keloidärr. De är stora (från 10x45 till 12x65 μm), vilket är ett patognomoniskt tecken på keloid. Fibroblaster som erhålls från hypertrofiska ärr kallas myofibroblaster av vissa författare på grund av högt utvecklade buntar av aktiniska filament, vars bildning är förknippad med förlängningen av fibroblastformen. Detta påstående kan dock invändas mot, eftersom alla fibroblaster in vivo, särskilt i ärr, har en långsträckt form, och deras utskott har ibland en längd som överstiger mer än 10 gånger cellkroppens storlek. Detta förklaras av ärrvävnadens densitet och fibroblasternas rörlighet. De rör sig längs buntarna av kollagenfibrer i ärrets täta massa i en obetydlig mängd interstitiell substans. De sträcker sig längs sin axel och förvandlas ibland till tunna spindelformade celler med mycket långa utskott.

Ökad mitotisk och syntetisk aktivitet hos fibroblaster efter hudtrauma stimuleras först av vävnadsnedbrytningsprodukter, fria radikaler, sedan av tillväxtfaktorer: (PDGF)-trombocytderiverad tillväxtfaktor, fibroblasttillväxtfaktor (FGF), sedan iMDGF-makrofagtillväxtfaktor. Fibroblaster syntetiserar själva proteaser (kollagenas, hyaluronidas, elastas), trombocytderiverad tillväxtfaktor, transformerande tillväxtfaktor-beta, epidermal tillväxtfaktor, kollagen, elastin, etc. Omorganisation av granulationsvävnad till ärrvävnad är en komplex process baserad på en ständigt föränderlig balans mellan kollagensyntes och dess nedbrytning av kollagenas. Beroende på den specifika situationen producerar fibroblaster antingen kollagen eller utsöndrar kollagenas under inverkan av proteaser och framför allt plasminogenaktivator. Närvaron av unga, odifferentierade former av fibroblaster; jättelika, patologiska, funktionellt aktiva fibroblaster, tillsammans med överdriven kollagenbiosyntes, säkerställer den konstanta tillväxten av keloidärr.

[ 14 ], [ 15 ]

Hyaluronsyra

Det är en naturlig polysackarid med hög molekylvikt (1 000 000 dalton) som finns i den interstitiella substansen. Hyaluronsyra är icke-artspecifik och hydrofil. En viktig fysikalisk egenskap hos hyaluronsyra är dess höga viskositet, vilket gör att den fungerar som en cementerande substans som binder kollagenbuntar och fibriller till varandra och till celler. Utrymmet mellan kollagenfibriller, små kärl och celler upptas av en lösning av hyaluronsyra. Hyaluronsyra, som omsluter små kärl, stärker deras väggar och förhindrar utsöndring av den flytande delen av blodet i de omgivande vävnaderna. Den utför till stor del en stödjande funktion och upprätthåller vävnadernas och hudens motståndskraft mot mekaniska faktorer. Hyaluronsyra är en stark katjon som aktivt binder anjoner i det interstitiella utrymmet, och därmed beror utbytesprocesser mellan det cellulära och extracellulära utrymmet, proliferativa processer i huden, på tillståndet hos glykosaminoglykaner och hyaluronsyra. En molekyl hyaluronsyra har förmågan att hålla cirka 500 vattenmolekyler nära sig, vilket är grunden för hydrofiliciteten och fuktkapaciteten i det interstitiella utrymmet.

Hyaluronsyra finns i större mängder i papillärskiktet i dermis, det granulära skiktet i epidermis, samt längs hudens kärl och bihang. På grund av många karboxylgrupper är hyaluronsyramolekylen negativt laddad och kan röra sig i ett elektriskt fält. Depolymerisationen av syran utförs av enzymet hyaluronidas (lidas), som verkar i två steg. Först depolymeriserar enzymet molekylen och splittrar den sedan i små fragment. Som ett resultat minskar viskositeten hos de geler som bildas av syran kraftigt och permeabiliteten hos hudstrukturerna ökar. På grund av dessa egenskaper kan bakterier som syntetiserar hyaluronidas lätt övervinna hudbarriären. Hyaluronsyra har en stimulerande effekt på fibroblaster, vilket förbättrar deras migration och aktiverar syntesen av kollagen, har en desinficerande, antiinflammatorisk och sårläkande effekt. Dessutom har den antioxidativa, immunstimulerande egenskaper och bildar inte komplex med proteiner. Eftersom den finns i bindvävens intercellulära utrymme i form av en stabil gel med vatten, säkerställer den att metaboliska produkter avlägsnas genom huden.

Fibronektin

I processen att stoppa den inflammatoriska reaktionen återställs bindvävsmatrisen. En av de viktigaste strukturella komponenterna i den extracellulära matrisen är glykoproteinet fibronektin. Fibroblaster och makrofager i såret utsöndrar aktivt fibronektin för att accelerera sårkontraktion och återställa basalmembranet. Elektronmikroskopisk undersökning av sårfibroblaster avslöjar ett stort antal parallella buntar av cellulära fibronektinfilament, vilket gjorde det möjligt för ett antal forskare att kalla sårfibroblaster för myofibroblaster. Eftersom det är en adhesiv molekyl och existerar i två former - cellulär och plasmatisk - fungerar fibronektin i den intercellulära matrisen som "bjälkar" och ger stark vidhäftning av fibroblaster till bindvävsmatrisen. Cellulära fibronektinmolekyler binder till varandra via disulfidbindningar och fyller, tillsammans med kollagen, elastin och glykosaminoglykaner, den intercellulära matrisen. Under sårläkning fungerar fibronektin som ett primärt ramverk som skapar en viss orientering av fibroblaster och kollagenfibrer i reparationszonen. Det binder kollagenfibrer till fibroblaster via aktiniska buntar av fibroblastfilament. Fibronektin kan således fungera som en regulator av balansen i fibroblastiska processer, vilket orsakar fibroblasattraktion, binder till kollagenfibriller och hämmar deras tillväxt. Man kan säga att på grund av fibronektin övergår fasen av inflammatorisk infiltration i själva såret till det granulomatösa-fibrösa stadiet.

[ 16 ]