Archiwa tagu: fazy gojenia ran

FIZJOLOGIA GOJENIA RAN

Gojenie ran jest procesem złożonym i dynamicznym, w którym zwyczajowo wyróżnia się trzy nieostro odgraniczone od siebie w czasie fazy:

  1. Oczyszczania (zapalenie, zakażenie, tkanki martwicze, złogi włóknika);
  2. Proliferacji (tworzenie ziarniny, epitelializacja, neowaskularyzacja);
  3. Obkurczania rany i wytworzenia blizny (synteza oraz uporządkowanie kolagenu).

Faza oczyszczania

Mechanizm makroskopowy

Uraz tkanek powoduje przerwanie naczyń krwionośnych i wynaczynienie krwi. Natychmiastowa odpowiedź uszkodzonych tkanek polega na powstaniu skrzepu i miejscowego skurczu naczyń krwionośnych. Faza ta manifestuje się typowymi objawami stanu zapalnego: ociepleniem, obrzękiem, zaczerwienieniem oraz bólem [24, 29, 30].

Mechanizm mikroskopowy

W początkowym etapie gojenia rany podstawową rolę odgrywają płytki krwi. Wchodzą one w kontakt z wewnątrznaczyniowym kolagenem i tkankowymi czynnikami o charakterze prokoagulacyjnym, uwalnianymi z uszkodzonych tkanek. To powoduje adhezję płytek krwi do uszkodzonych tkanek oraz inicjuje kaskadę ich aktywacji i agregacji. Pobudzone płytki krwi uwalniają z ziarnistości alfa zmagazynowane w nich substancje indukujące krzepnięcie, takie jak m.in. czynnik von Willebranda (vWF), fibrynogen, fi bronektyna i trombospondyna.

Ułatwiają one formowanie czopu hemostatycznego zapewniającego hemostazę i tworzącego tymczasową macierz zewnątrzkomórkową. Płytki krwi wydzielają również czynniki wzrostu, jak płytkowy czynnik wzrostu (platelet-derived growth factor – PDGF), transformujący czynnik wzrostu alfa i beta (transforming growth factor alfa, beta – TGF-alfa, beta), będące chemoatraktantami dla komórek mięśniowych gładkich i fibroblastów. PDGF odgrywa kluczową rolę we wszystkich stadiach prawidłowego gojenia ran, jest silnym aktywatorem komórek mezenchymalnych, stymuluje chemotaksję i proliferację monocytów oraz makrofagów, a także fibroblastów in vitro, wpływa na ekspresję nowych genów w wyżej wymienionych komórkach, których udział jest niezbędny w procesie gojenia ran. PDGF i inne produkowane w ranie czynniki wzrostu wydają się głównymi regulatorami obecności pozakomórkowej macierzy w gojących się ranach, a więc podłoża, dzięki któremu możliwe jest współdziałanie poszczególnych elementów biorących udział w gojeniu rany.

Stan zapalny rozpoczyna się, gdy do rany po płytkach krwi napływają leukocyty pod wpływem
chemoatraktantów, do których należą fibrynopeptydy, produkty degradacji fi bryny, czynnik aktywujący płytki (platelet-activating factor – PAF), leukotrien B4, czynnik płytkowy 4 (platelet factor 4 – PF4), PDGF oraz ekspresja integryn CD11/CD18 na komórkach śródbłonka naczyniowego.

Jako pierwsze napływają neutrofi le. Poprzez uwalnianie elastazy i kolagenazy mogą penetrować w głąb czopu, ułatwiają również wnikanie do niego drobnych naczyń krwionośnych. Neutrofi le oczyszczają owrzodzenie z bakterii i martwych oraz uszkodzonych komórek i fragmentów tkanek dwiema drogami: poprzez endocytozę (mają właściwości fagocytarne) oraz uwalnianie enzymów lizosomalnych.

Gdy rozpoczyna się napływ monocytów, zmniejsza się infi ltracja neutrofi li. Przyleganie monocytów do białek macierzy zewnątrzkomórkowej indukuje wydzielanie między innymi czynnika stymulującego kolonie (colony stimulating factor 1 – CSF-1, CSF-1 pobudza makrofagi do wydzielania cytokin i proteaz, zwiększając ich zdolność do walki z czynnikami zakaźnymi), czynnika martwicy nowotworów (tumor necrosis factor alfa – TNF-alfa), PDGF, TGF-alfa i beta, interleukiny 1 (IL-1), insulinopodobnego czynnika wzrostu 1 (insulin-like growth factor 1 – IGF-1) [24, 29, 31-34].

Faza proliferacji (ziarninowanie rany)

Mechanizm makroskopowy

Nowy zrąb zaczyna naciekać obszar rany. Liczne nowe kapilary przyczyniają się do specyficznego, ziarnistego wyglądu owrzodzenia.

Mechanizm mikroskopowy

Tworzenie ziarniny:

Przyleganie monocytów do białek macierzy zewnątrzkomórkowej indukuje wydzielanie CSF-1, TNF-alfa, PDGF, TGF-alfa i -beta, IL-1, IGF-1. W ranie monocyty ulegają przemianie
fenotypowej w makrofagi, które kontynuują niszczenie drobnoustrojów i oczyszczanie rany, wspomagane przez sekrecję cytokin: TNF-alfa, IL-1, HLA-DR (human leukocyte antigen-D related).

Makrofagi, poza oczyszczaniem owrzodzenia, uwalniają cytokiny przyciągające fi broblasty z otoczenia rany i stymulują ich proliferację. Do tych cytokin należą PDGF, czynnik wzrostu fi broblastów (FGF – fi broblast growth factor), TGF-beta. W tym etapie gojenia rany opisywano
udział także innych komórek zapalnych, jak limfocyty, komórki plazmatyczne i mastocyty.

Wspomagają one gojenie, np. przez produkcję interleukiny 4 (IL-4) oraz stymulują fi broblasty
do produkcji kolagenu [32, 35].

Epitelializacja

Bardzo ważne jest dla gojenia rany, aby reepitelializacja przebiegła szybko; z jednej strony chroni ona wnętrze rany przed szkodliwymi czynnikami z zewnątrz (zakażeniem, zanieczyszczeniem), z drugiej strony minimalizuje utratę wody z rany. Reepitelializacja odbywa się przez podział epidermalnych komórek macierzystych zlokalizowanych w nieuszkodzonym, sąsiadującym z raną naskórku. Komórki macierzyste znajdują się w mieszkach włosowych okolicy rany. Powstałe keratynocyty zaczynają przemieszczać się do rany. W tym czasie zachodzi wiele zmian genotypowych w komórkach napełzającego na owrzodzenie nabłonka, które m.in. umożliwiają jego przemieszczanie się. Ekspresja receptorów integrynowych na jego powierzchni pozwala na interakcje z białkami macierzy zewnątrzkomórkowej.

Komórki potomne przesuwają się z obwodowej części rany do jej środka. Proces ten odbywa się skokowo (żabimi skokami) co 12-18 godzin i prowadzi przy niezaburzonym gojeniu do tworzenia nowych komórek z szybkością około 2 mm tkanki na dobę. Dopiero po całkowitym pokryciu powierzchni rany pojedynczą warstwą nabłonka, keratynocyty proliferują, a następnie różnicują się w poszczególne elementy naskórka.
Tempo rozrostu, intensywne w początkowym etapie epitelizacji, zmniejsza się w miarę zbliżania komórek z przeciwległych brzegów ran  i rozciąga na kolejny etap gojenia [24, 30, 31].

Neowaskularyzacja

Nowo tworzące się naczynia krwionośne dostarczają tlen oraz składniki odżywcze niezbędne do intensywnego metabolizmu komórek biorących udział w gojeniu rany. Proces ten wydaje się bardzo złożony i w dalszym ciągu nie został do końca poznany. Jego indukcję przypisuje się:

czynnikowi wzrostu śródbłonka naczyniowego (vascular endothelial growth factor – VEGF),
TGF-beta, angiogeninie, angiotropinie 1 oraz trombospondynie [24, 30, 31].

Faza obkurczania rany oraz wytworzenie blizny

Mechanizm makroskopowy

Następuje przekształcenie żywoczerwonej ziarniny w bladą tkankę zawierającą dużą liczbę włókien kolagenowych. Rana ulega obkurczeniu, jej powierzchnia się zmniejsza, w całości zostaje pokryta cienką warstwą nabłonka. Po zakończeniu przebudowy prawidłowo zagojona rana traci cechy blizny przerostowej, ulega zmniejszeniu, ścieńczeniu i zblednięciu.

Mechanizm mikroskopowy

Fibroblasty stymulowane przez cytokiny uwalniane z makrofagów naciekają obszar rany. Fibroblasty uwalniają własne proteazy, umożliwiające im migrację w skrzeplinie. Produkują też duże ilości fi bronektyny (FN) i kwasu hialuronowego (HA) o decydującym znaczeniu dla dalszego gojenia rany oraz kolagen typu I i III. Te składniki formują nową macierz w miejscu degradowanej macierzy fibrynowej, rekrutują i stymulują kolejne fi broblasty na drodze auto- i parakrynnej. FN obecna w skrzeplinie, współdziałając z integrynami na powierzchni fi broblastów, ułatwia im migrację, szczególnie dotyczącą komórek z otoczenia rany, co umożliwia infi ltrację rany, uformowanie tkanki ziarninowej i podłoża do dalszego gojenia rany. W rzeczywistości opisywane w piśmiennictwie około 3-dniowe opóźnienie, zanim fi broblasty zaczną naciekać skrzep fibrynowy, to czas potrzebny fi broblastom, by uaktywnić błonowe receptory wiążące fi bronektynę [36-40]. Kwas hialuronowy jest syntetyzowany przez większość komórek organizmu, jednak w ranie – głównie przez fi broblasty.

Znane są co najmniej trzy mechanizmy, dzięki którym kwas hialuronowy ułatwia migrację komórek w tkance ziarninowej. Pierwszy to ułatwienie reakcji adhezji i dysadhezji pomiędzy komórkami
i zewnątrzkomórkową macierzą. Wysokie stężenia kwasu hialuronowego w macierzy osłabiają adhezję komórek i ułatwiają migrację. Druga to fakt, że kwas hialuronowy tworzy pory w zwartej
strukturze macierzy zewnątrzkomórkowej, co również wpływa na zwiększenie inwazji komórek w głąb matrix oraz ich proliferacji. Ostatnia to obecność receptorów na powierzchni komórek (są to CD 44 i RHAMM – receptor for hyaluronan-mediated motility, czyli receptor odpowiedzialny za ruchliwość wywołaną hialuronianem).
Są to cząsteczki wiążące kwas hialuronowy, które ułatwiają interakcje pomiędzy napływającymi komórkami a macierzą. CD44 bierze udział, poza rolą w adhezji komórek do macierzy i ich migracją, w wiązaniu kwasu hialuronowego przez komórki i degradowaniu go [41-43]. Poza wpływem na fibroblasty kwas hialuronowy współpracuje z komórkami śródbłonka, odgrywa więc istotną rolę w angiogenezie (uważa się, że również za pośrednictwem integryn CD44 i RHAMM) [44, 45]. Wysokie stężenia kwasu hialuronowego o wysokiej masie cząsteczkowej (> 100 μg/ml) hamują angiogenezę, podczas gdy produkty jego degradacji pobudzają ją [46, 47].

W chwili gdy obfi cie wyprodukowana macierz kolagenowa zostanie zdeponowana, fi broblasty przestają produkować kolagen, ziarnina jest zastępowana przez względnie bezkomórkową tkankę włóknistą. Nowo powstałe włókna, dotąd ułożone chaotycznie, ulegają organizacji w bardziej regularną strukturę. Włókna kolagenu III przekształcane są w kolagen I aż do chwili uzyskania równowagi charakterystycznej dla zdrowej skóry (I:III 4:1). Fibroblasty same ustawiają się w promieniowej osi owrzodzenia i łączą się ze sobą oraz z podłożem poprzez integryny i ciasne złącza (tight junctions). Włókna aktynowe tworzą się wzdłuż długiej osi fi broblastów. Następnie fi broblasty przekształcają się w miofibroblasty i nabywają zdolność do kurczenia, zmniejszając obszar rany, po czym na drodze programowanej śmierci komórek pozostałe w ranie makrofagi i miofi broblasty są usuwane.
Nowy naskórek jest pozbawiony mieszków włosowych, gruczołów i melanocytów, nie pełni zatem funkcji fi zjologicznych. Zapewnia jednak odporność rany na rozciąganie i rozerwanie, a wytrzymałość ta zwiększa się podczas zachodzących w fazie bliznowacenia procesów modelowania i naprawy. Nigdy jednak nie osiąga wytrzymałości zdrowej skóry (uznaje się, że ma
70% wytrzymałości zdrowej skóry) [24, 30].