Роль цитокинов в заживании раны
Рассмотрим, какова роль цитокинов в заживании раны. Репарация кожной раны начинается немедленно после повреждения, которое сопровождается выходом за пределы поврежденных сосудов элементов крови, в первую очередь тромбоцитов. В течение первых минут агрегированные тромбоциты начинают выделять мощный агент – тромбоцитарный фактор роста (ТцФР), который играет важную роль в развитии воспалительной реакции. ТцФР является мощным хемотаксическим агентом для лейкоцитов. Этот цитокин привлекает белые клетки крови к месту повреждения и поддерживает их функциональную активность.
[[MORE]]
Ключевые цитокины, вовлеченные в формирование грануляционной ткани
Первые лейкоциты, которые покидают кровяное русло и приходят в место повреждения, – гранулоциты. Их главная функция состоит в том, чтобы очистить раневую поверхность от бактерий, клеточных останков и инородных тел. Следующие клетки, появляющиеся на месте повреждения, – это моноциты. Под действием ТцФР моноциты трансформируются в макрофаги, которые начинают секрецию основных цитокинов, определяющих формирование грануляционной ткани и модулирующих впоследствии процесс заживления.
Макрофаги синтезируют и выделяют трансформирующий фактор роста «бета» (ТФР-β,), основной фактор роста фибробластов (оФРФ) и фактор роста сосудистого эндотелия (ФРСЭ). Эти 3 цитокина являются ключевыми в формировании грануляционной ткани. Они стимулируют пролиферацию фибробластов и эндотелиальных клеток.
Под воздействием оФРФ происходит интенсивное размножение фибробластов, которые заполняют раневое пространство. Одновременно под влиянием ТФР-β, фибробласты синтезируют внеклеточный матрикс. Последний представлен преимущественно коллагеном типов III (эмбриональный) и I (нормальный, который ответствен за механические свойства рубца). Как правило, к концу второй недели процесса заживления раны коллаген типа I вновь становится основным продуктом деятельности фибробластов. Именно он составляет 90% коллагена в составе нормальной дермы. В то же время оФРФ и ФРСЭ вместе вызывают миграцию и пролиферацию эндотелиальных клеток. Это обеспечивает рост сосудов, необходимый для нормального функционирования клеточных элементов грануляционной ткани. Наличие грануляционной ткани также представляется клиническим индикатором, что рана готова, чтобы быть закрытой кожным трансплантатом. Таким образом, воспаление, в частности присутствие макрофагов, является неотъемлемым звеном процесса заживления. Изъятие их из раны в эксперименте тормозит очистку раны, замедляет пролиферацию фибробластов и развитие грануляционной ткани, что приводит к формированию длительно незаживающих ран. Это подтверждает, что факторы роста, которые синтезируют макрофаги, являются жизненно важными для заживления раны. В практическом плане применение гормонов в виде инъекций или мазей приведет к замедлению заживления раны.
Роль цитокинов в заживании раны. Необходимый момент в заживлении – эпителизация грануляционной ткани. Особенно это касается открытых ран, края которых не соприкасаются. Данный процесс модулируют эпидермальный фактор роста (ЭФР) и фактор роста кератиноцитов (ФРК). Выделяясь клетками грануляционной ткани, они стимулируют пролиферацию эпителиоцитов. Как показали иммуно-гистохимические исследования, данный процесс наиболее интенсивно происходит под свободным краем мигрирующего эпидермиса. Здесь следует учитывать, что кератиноциты могут мигрировать вдоль шовных нитей, вызывая фибротические реакции, кисты и стерильные абсцессы вокруг этих швов.
Далее начинается усадка грануляционной ткани. Она определяется, прежде всего, появлением миофибробластов. Данные клетки, напоминающие гладкомышечные, контактируют между собой и, опираясь на коллагеновый остов, способны сокращаться. Это приводит к ретракции раневого пространства, уменьшает размер раны и сближает ее края. Исследования показали, что трансформация фибробластов в миофибробласты, т. е. появление в цитоплазме осактиновых микрофиламентов, происходит под влиянием ТФР-β,, секретируемого макрофагами. Так, например, был произведен эксперимент in vitro, где коллагеновый гель, заселенный фибробластами, уменьшался в размерах под действием ТФР-β,. Этот фактор роста индуцировал превращение фибробластов в миофибробласты. Таким образом, можно заключить, что присутствие воспалительных клеточных элементов – макрофагов – необходимо и для ретракции грануляционной ткани.
Следующий этап – формирование собственно рубцовой ткани. Превращение грануляционной ткани в соединительную идет за счет уменьшения количества клеток и деградации внеклеточного матрикса. Параллельно также происходит уменьшение количества капилляров, фибробластов и исчезновение миофибробластов. Механизм, ответственный за исчезновение клеток, получил название апоптоза. Апоптоз – это запрограммированная суицидальная клеточная смерть, которая позволяет регулировать количество клеток в организме. Этой программой определена продолжительность жизни различных клеток. Так, у лейкоцитов и у эпителиальных клеток она относительно короткая, а у нервных клеток заканчивается вместе с остановкой жизни всего организма. Было показано, что уменьшение численности клеток и исчезновение миофибробластов в грануляционной ткани в процессе ее трансформации в рубцовую происходит посредством апоптоза.
Масса внеклеточного матрикса также уменьшается в процессе трансформации грануляционной ткани в рубцовую. Деградация коллагена происходит под действием фермента коллагеназы, который регулируется цитокином интерлейкином-1 (ИЛ-1), синтезируемым преимущественно лимфоцитами. Предполагается, что именно эти клетки играют ключевую роль в регуляции синтеза коллагеназы и в перестройке рубца. Одновременно снижается синтез коллагена фибробластами, что является следствием уменьшения количества макрофагов, секретирующих ТФР-β,.
Здесь важно отметить, что в ходе ремоделирования коллагена увеличения его в количественном плане не происходит, но в ходе его перестройки из беспорядочно ориентированных в организованные волокна отмечается резкое повышение прочности соединения дермальных слоев кожи и рубца в целом. Это отмечается на 42 – 63-й дни после операции. Вместе с тем эпидермис закрывает рану к 3 – 7-му дню, и, как правило, швы с кожи снимают начиная именно с этого времени (3-й сутки – на лице, 7-е сутки – с передней брюшной стенки, на 12-й день – с верхней конечности, через 21 день – с нижней). При этом прочность рубца к этому времени, как следует из графика, представляется явно недостаточной. Известно, что прочность раны на разрыв достигает 50% нормы только к концу 6-й недели. Выходом в данной ситуации представляется удержание краев на этот период времени (42 – 63-й дни) за счет внутрикожных швов рассасывающимся синтетическим материалом. В целом прочность нормально зажившей раны достигает лишь 70 – 80% прочности кожи.
Прочность раны на разрыв (Р, г/мм2) в зависимости от срока после ранения (Т, дни)