Механизмы заживления кожи

Кожа - крупнейший орган тела, имеющий множество функций, таких как защита от микроорганизмов, регулирование температуры тела. Однако есть один существенный недостаток: при серьезном повреждении кожи может остаться шрам. Шрамы - не просто косметические дефекты.



Получите консультацию врача-терапевта в течение 5 минут!

Рубцовая ткань может ограничивать движения человека и, поскольку в ней отсутствуют потовые железы, препятствует охлаждению организма. Хотя шрамы кажутся более толстыми, чем нормальная кожа, ткани в этом месте слабее.

Про рубцы, исследование

Рубцы кажутся неизбежной частью человеческого бытия. Но три десятилетия назад стало ясно, что у самых маленьких пациентов нет шрамов. Когда Майкл Харрисон, детский хирург в Университете Калифорнии, Сан-Франциско, начал проводить первые в истории операции на зародышах, он заметил кое-что любопытное в выживших младенцах. Порезы, которые он сделал в них в утробе матери, заживали без рубцов.

Харрисон попросил Майкла Лонгакера, доктора наук в своей лаборатории, исследовать это явление. Лонгакер был настроен скептически. 

Получите консультацию врача-терапевта в течение 5 минут!

Лонгакер, ныне пластический хирург, специализирующийся на регенеративной медицине в Стэнфордском университете в Калифорнии, еще не полностью разгадал тайну. Как и другие исследователи. Хотя многие исследования предоставили ценную информацию о том, как происходит рубцевание, они дали мало клинически полезных методов лечения.  

Поведение кожи, регенерация

При повреждении кожи она начинает кровоточить. Запускается процесс заживления. Вначале образуется сгусток, останавливающий кровоток, запускается массивный воспалительный ответ. Иммунные клетки заполняют область, чтобы нейтрализовать бактерии, в то время как клетки, называемые кератиноцитами во внешнем слое кожи, быстро делятся в гонке, чтобы закрыть рану и предотвратить инфекцию. 

Веретенообразные клетки, известные как фибробласты, мигрируют в поврежденную область и производят коллаген и другие белки, которые составляют структуру ткани. В течение трех недель после травмы рана заживает.



Но такое быстрое лечение имеет большой недостаток. Этот быстрый ремонт часто приводит к образованию шрамов, особенно когда рана глубокая. В здоровой коже коллагеновые волокна образуют решетку. Но во время заживления раны фибробласты укладывают волокна коллагена параллельно друг другу, что создает жесткую и слабую ткань.

Это связано с тем, что эволюция выбрала скорость, а не совершенство: до открытия антибиотиков медленное выздоровление, вероятно, означало бы заражение или длительное кровотечение. В данном случае это вопрос выживания, а не эстетики.

Большие шрамы, рубцы: особенности регенерации

Большие шрамы могут изменить жизнь. Рубцовая ткань не обладает растяжимостью, подвижностью и диапазоном движений, как у нормальной кожи. Это особенно проблематично, когда шрамы покрывают суставы. Представьте, что вы не можете держать вилку или поднять руки, чтобы вымыть голову.

Кожа плода начинает образовывать шрамы только на поздних сроках беременности, это говорит о том, что кожа человека обладает по крайней мере некоторыми регенеративными способностями. 

Получите консультацию врача-терапевта в течение 5 минут!

Раны плода - не единственные раны, устойчивые к образованию рубцов. Томас Леунг, дерматолог из Медицинской школы Перельмана в Филадельфии, заметил, что у пожилых людей часто появляются более тонкие рубцы, чем у молодых. Для понимания этого факта он рассмотрел эти процессы у мышей.



Ученый и его коллеги сравнили заживление ран у молодых и старых мышей, пробив дыры в ушах грызунов. По словам Леунга, у животных месячного возраста такие раны заживают толстым рубцом и никогда не закрываются полностью - подобно дырам в серьгах у людей. У 18-месячных мышей, которые примерно эквивалентны 65-летним людям, заживление заняло больше времени, но отверстия закрылись полностью и с меньшим количеством рубцов. Те же наблюдения проводились для ран на спине мышей.

Теории, основанные на исследованиях

Исследователи задались вопросом, способствует ли состав крови молодых мышей образованию рубцов. Чтобы проверить теорию, они объединили старых и молодых мышей, дав им общую систему кровообращения с помощью хирургической техники, называемой парабиозом.



Команда обнаружила, что воздействие крови молодых животных вызывало раны у пожилых мышей с рубцом. Дальнейшие эксперименты выявили возможного виновника: CXCL12, ген, который кодирует белок, называемый фактор 1, полученный из стромальных клеток (SDF1). Когда команда удалила SDF1, раны даже у молодых животных зажили с минимальными рубцами. Это открытие предлагает путь к заживлению ран без рубцов у людей: подавление активности CXCL12.

Исследователи склонны рассматривать воспаление как препятствие для регенеративного заживления. Соответственно, разница между образованием рубца у взрослых и у плода может заключаться в том, что у взрослых наблюдается сильный воспалительный ответ после повреждения, тогда как у плода нет. Но установить связь между воспалением и регенерацией было трудно. Усилия по предотвращению образования рубцов путем подавления воспаления не увенчались успехом. 

Гораздо более крупное млекопитающее - северный олень (Rangifer tarandus) - также дает представление о регенеративном потенциале кожи. Как мужские, так и женские особи отращивают новые рога каждый год.

Получите консультацию врача-терапевта в течение 5 минут!

Пушистый бархат, который покрывает рога по мере их роста, очень похож на кожу человека - толстый с кровеносными сосудами, волосяными фолликулами и сальными железами. Но есть одно важное отличие: если повредить бархат, он прекрасно восстанавливается. Это действительно перспективная модель для лечения кожи.

Регенерация кожи - все еще отдаленная цель, но несколько компаний работают над тем, чтобы вывести на рынок средства для эффективного лечения рубцов.  

Получите консультацию врача-терапевта в течение 5 минут!

Тем не менее, многие исследователи с осторожностью надеются, что лучшее понимание механизмов, которые приводят к образованию рубцов, проложит путь для инновационных стратегий по сокращению образования рубцовой ткани.