Peamised naha funktsionaalsed üksused, mis osalevad nahadefektide paranemisel ja armistumisel

Liimmolekule on palju – need kõik loovad tugivõrgustiku, mida mööda rakud liiguvad, seondudes teatud retseptoritega rakumembraanide pinnal, edastades üksteisele teavet vahendajate abil: tsütokiinid, kasvufaktorid, lämmastikoksiid jne.

Basaalsed keratinotsüüdid

Basaalsed keratinotsüüdid ei ole mitte ainult epidermise emarakk, millest kasvavad kõik pealmised rakud, vaid ka mobiilne ja võimas bioenergeetiline süsteem. Need toodavad palju bioloogiliselt aktiivseid molekule, nagu epidermise kasvufaktor (EGF), insuliinilaadsed kasvufaktorid (IGF), fibroblastide kasvufaktorid (FGF), trombotsüütide kasvufaktor (PDGF), makrofaagide kasvufaktor (MDGF), veresoonte endoteeli kasvufaktor (VEGF), transformeeriv kasvufaktor alfa (TGF-α) jne. Olles infomolekulide kaudu epidermise kahjustusest teada saanud, hakkavad basaalsed keratinotsüüdid ja higinäärmete ning karvanääpsude kambiumrakud aktiivselt vohama ja liikuma mööda haava põhja selle epiteeliseerimiseks. Haavadetriidi, põletikumediaatorite ja hävinud rakkude fragmentide stimuleerimisel sünteesivad nad aktiivselt kasvufaktoreid, mis soodustavad haavade kiiremat paranemist.

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

Kollageen

Side- ja armkoe peamine struktuurikomponent on kollageen. Kollageen on imetajatel kõige levinum valk. Seda sünteesivad nahas fibroblastid vabadest aminohapetest kofaktori - askorbiinhappe - juuresolekul ja see moodustab peaaegu kolmandiku inimese valkude kogumassist. See sisaldab väikestes kogustes proliini, lüsiini, metioniini ja türosiini. Glütsiin moodustab 35% ning hüdroksüproliin ja hüdroksülüsiin kumbki 22%. Umbes 40% sellest leidub nahas, kus seda esindavad I, III, IV, V ja VII tüüpi kollageen. Igal kollageenitüübil on oma struktuurilised omadused, eelistatud lokaliseerumine ja vastavalt sellele täidab see erinevaid funktsioone. III tüüpi kollageen koosneb õhukestest fibrillidest, nahas nimetatakse seda retikulaarseks valguks. Suuremas koguses esineb seda dermise ülemises osas. I tüüpi kollageen on inimesel kõige levinum kollageen, see moodustab dermise sügavamate kihtide paksemaid fibrille. IV tüüpi kollageen on basaalmembraani komponent. V tüüpi kollageen on osa veresoontest ja kõigist dermise kihtidest, VII tüüpi kollageen moodustab "ankurdavaid" fibrille, mis ühendavad basaalmembraane dermise papillaarse kihiga.

Kollageeni põhistruktuur on kolmikpolüpeptiidahel, mis moodustab kolmikheeliksi struktuuri, mis koosneb erinevat tüüpi alfa-ahelatest. Alfa-ahelaid on 4 tüüpi, nende kombinatsioon määrab kollageeni tüübi. Iga ahela molekulmass on umbes 120 000 kDa. Ahelate otsad on vabad ja ei osale heeliksi moodustumisel, seega on need punktid tundlikud proteolüütiliste ensüümide, eriti kollagenaasi suhtes, mis lõhub spetsiifiliselt glütsiini ja hüdroksüproliini vahelisi sidemeid. Fibroblastides on kollageen prokollageeni kolmikheeliksi kujul. Pärast ekspressiooni rakkudevahelises maatriksis muundatakse prokollageen tropokollageeniks. Tropokollageeni molekulid on omavahel ühendatud 1/4 pikkuse nihkega, fikseeritud disulfiidsildadega ja omandavad seeläbi elektronmikroskoobis nähtava ribakujulise struktuuri. Pärast kollageenimolekulide (tropokollageeni) vabanemist rakuvälisesse keskkonda kogunevad nad kollageenikiududeks ja kimpudeks, mis moodustavad tihedaid võrgustikke, luues dermises ja hüpodermises tugeva raamistiku.

Subfibrille tuleks pidada inimese naha dermise küpse kollageeni väikseimaks struktuuriüksuseks. Nende läbimõõt on 3–5 μm ja nad on spiraalselt paiknenud piki fibrilli, mida peetakse II järgu kollageeni struktuurielemendiks. Fibrillide läbimõõt on 60–110 μm. Kimpudeks rühmitatud kollageenifibrillid moodustavad kollageenkiude. Kollageenikiu läbimõõt on 5–7 μm kuni 30 μm. Lähedalt paiknevad kollageenikiud moodustuvad kollageenikimpudeks. Kollageeni struktuuri keerukuse ja erineva järgu ristsidemetega ühendatud spiraalsete kolmikstruktuuride olemasolu tõttu võtab kollageeni süntees ja katabolism pikka aega, kuni 60 päeva.

Nahavigastuste korral, millega alati kaasneb hüpoksia, lagunemisproduktide ja vabade radikaalide kogunemine haavas, suureneb fibroblastide proliferatiivne ja sünteetiline aktiivsus ning nad reageerivad suurenenud kollageeni sünteesiga. On teada, et kollageenikiudude moodustumine nõuab teatud tingimusi. Seega kiirendavad kergelt happeline keskkond, mõned elektrolüüdid, kondroitiinsulfaat ja teised polüsahhariidid fibrillogeneesi. C-vitamiin, katehhoolamiinid, küllastumata rasvhapped, eriti linoolhape, pärsivad kollageeni polümerisatsiooni. Kollageeni sünteesi ja lagunemise iseregulatsiooni reguleerivad ka rakkudevahelises keskkonnas leiduvad aminohapped. Seega polükatioon polü-L-lüsiin pärsib kollageeni biosünteesi ja polüanioon polü-L-glutamaat stimuleerib seda. Tulenevalt asjaolust, et kollageeni sünteesi aeg on olulisem kui selle lagunemise aeg, toimub haavas märkimisväärne kollageeni kogunemine, mis saab tulevase armi aluseks. Kollageeni lagunemine toimub spetsiaalsete rakkude fibrinolüütilise aktiivsuse ja spetsiifiliste ensüümide abil.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Kollagenaas

Nahas kõige levinumate I ja III tüüpi kollageenide lagundav spetsiifiline ensüüm on kollagenaas. Sellistel ensüümidel nagu elastaas, plasminogeen ja teistel ensüümidel on abiroll. Kollagenaas reguleerib kollageeni hulka nahas ja armkoes. Arvatakse, et pärast haava paranemist nahale jääva armi suurus sõltub peamiselt kollagenaasi aktiivsusest. Seda toodavad epidermise rakud, fibroblastid, makrofaagid, eosinofiilid ja see on metalloproteinaas. Fibroblaste, mis osalevad kollageeni sisaldavate struktuuride hävitamises, nimetatakse fibroklastideks. Mõned fibroklastid mitte ainult ei erita kollagenaasi, vaid ka absorbeerivad ja kasutavad kollageeni. Sõltuvalt haava konkreetsest olukorrast, makroorganismi seisundist, ravimeetmete ratsionaalsusest, kaasuva floora olemasolust domineerivad vigastustsoonis kas fibrinogeneesi või fibroklaasi protsessid, st kollageeni sisaldavate struktuuride süntees või hävimine. Kui uued kollagenaasi tootvad rakud lakkavad põletikukoldesse sisenemast ja vanad kaotavad selle võime, tekib kollageeni kogunemise eeldus. Lisaks ei tähenda kõrge kollagenaasi aktiivsus põletikukohas, et see tagab reparatiivsete protsesside optimeerimise ja haava kindlustamise fibroossete transformatsioonide eest. Fibrolüütiliste protsesside aktiveerumist peetakse sageli põletiku süvenemiseks ja selle krooniseerumiseks, samas kui fibrogeneesi domineerimist peetakse selle nõrgenemiseks. Fibrogenees ehk armkoe moodustumine nahakahjustuse kohas toimub peamiselt nuumrakkude, lümfotsüütide, makrofaagide ja fibroblastide osalusel. Vasoaktiivse momendi käivitamine toimub nuumrakkude, bioloogiliselt aktiivsete ainete abil, mis aitavad lümfotsüüte kahjustusele ligi meelitada. Koe lagunemissaadused aktiveerivad T-lümfotsüüte, mis lümfokiinide kaudu seovad makrofaage fibroblastilise protsessiga või stimuleerivad makrofaage otse proteaasidega (nekrohormoonidega). Mononukleaarsed rakud mitte ainult ei stimuleeri fibroblastide funktsiooni, vaid ka pärsivad neid, toimides fibrogeneesi tõeliste regulaatoritena, vabastades põletikumediaatoreid ja teisi proteaase.

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

Mastirakud

Nuumrakud on rakud, mida iseloomustab pleomorfism suurte ümmarguste või ovaalsete tuumade ja hüperkroomselt värvunud basofiilsete graanulitega tsütoplasmas. Neid leidub suurtes kogustes dermise ülemises kihis ja veresoonte ümbruses. Nad on bioloogiliselt aktiivsete ainete (histamiin, prostaglandiin E2, kemotaktilised faktorid, hepariin, serotoniin, trombotsüütide kasvufaktor jne) allikaks. Nahakahjustuse korral vabastavad nuumrakud need rakuvälisesse keskkonda, käivitades vigastusele reageerides esialgse lühiajalise vasodilataatori reaktsiooni. Histamiin on tugev vasoaktiivne ravim, mis viib vasodilatatsioonini ja veresoone seina, eriti postkapillaarsete venulite läbilaskvuse suurenemiseni. 1891. aastal hindas I. I. Metšnikov seda reaktsiooni kaitsvaks, et hõlbustada leukotsüütide ja teiste immunokompetentsete rakkude juurdepääsu kahjustusele. Lisaks stimuleerib see melanotsüütide sünteetilist aktiivsust, mis on seotud sageli esineva traumajärgse pigmentatsiooniga. See põhjustab ka epidermise rakkude mitoosi stimuleerimist, mis on haavade paranemise üks võtmemomente. Hepariin omakorda vähendab rakkudevahelise aine läbilaskvust. Seega ei ole nuumrakud mitte ainult vigastustsooni vaskulaarsete reaktsioonide, vaid ka rakkudevaheliste interaktsioonide ning seega haava immunoloogiliste, kaitsvate ja reparatiivsete protsesside regulaatorid.

Makrofaagid

Fibrogeneesi protsessis, haavade parandamisel, mängivad lümfotsüüdid, makrofaagid ja fibroblastid otsustavat rolli. Teistel rakkudel on abiroll, kuna nad saavad histamiini ja biogeensete amiinide kaudu mõjutada triaadi (lümfotsüüdid, makrofaagid, fibroblastid) funktsiooni. Rakud suhtlevad omavahel ja rakuvälise maatriksiga membraaniretseptorite, adheesiivsete rakkudevaheliste ja rakulise maatriksi molekulide, mediaatorite kaudu. Lümfotsüütide, makrofaagide ja fibroblastide aktiivsust stimuleerivad ka koe lagunemissaadused, T-lümfotsüüdid ühendavad lümfokiinide kaudu makrofaage fibroblastilise protsessiga või stimuleerivad makrofaage otse proteaasidega (nekrohormoonid). Makrofaagid omakorda mitte ainult ei stimuleeri fibroblastide funktsioone, vaid ka pärsivad neid, vabastades põletikumediaatoreid ja teisi proteaase. Seega on haavade paranemise etapis peamised aktiivsed rakud makrofaagid, mis osalevad aktiivselt haava puhastamisel rakulisest detriidist, bakteriaalsest infektsioonist ja soodustavad haavade paranemist.

Epidermises makrofaagide funktsiooni täidavad ka Langerhansi rakud, mida leidub ka dermises. Nahakahjustuse korral kahjustuvad ka Langerhansi rakud, vabastades põletikumediaatoreid, näiteks lüsosomaalseid ensüüme. Koemakrofaagid ehk histiotsüüdid moodustavad umbes 25% sidekoe rakulistest elementidest. Nad sünteesivad mitmeid mediaatoreid, ensüüme, interferoone, kasvufaktoreid, komplemendi valke, tuumorinekroosifaktorit, omavad kõrget fagotsüütilist ja bakteritsiidset aktiivsust jne. Nahakahjustuse korral suureneb histiotsüütides järsult ainevahetus, nad suurenevad, nende bakteritsiidne, fagotsüütiline ja sünteetiline aktiivsus suureneb, mille tõttu satub haava suur hulk bioloogiliselt aktiivseid molekule.

On kindlaks tehtud, et makrofaagide poolt sekreteeritav fibroblastide kasvufaktor, epidermise kasvufaktor ja insuliinilaadne faktor kiirendavad haavade paranemist, transformeeriv kasvufaktor beeta (TGF-B) stimuleerib armkoe teket. Makrofaagide aktiivsuse aktiveerimine või rakumembraanide teatud retseptorite blokeerimine võib reguleerida naha taastumisprotsessi. Näiteks immunostimulantide abil on võimalik aktiveerida makrofaage, suurendades mittespetsiifilist immuunsust. On teada, et makrofaagidel on retseptorid, mis tunnevad ära mannoosi ja glükoosi sisaldavaid polüsahhariide (mannaane ja glükaane), mida leidub aaloes, seega on pikaajaliste mitteparanevate haavade, haavandite ja akne korral kasutatavate aaloepreparaatide toimemehhanism selge.

Fibroblastid

Sidekoe alus ja kõige levinum rakuline vorm on fibroblast. Fibroblastide funktsiooniks on süsivesikute-valkude komplekside (proteoglükaanide ja glükoproteiinide) tootmine, kollageeni, retikuliini ja elastsete kiudude moodustumine. Fibroblastid reguleerivad nende elementide ainevahetust ja struktuurilist stabiilsust, sealhulgas nende katabolismi, nende "mikrokeskkonna" modelleerimist ja epiteeli-mesenhümaalse interaktsiooni. Fibroblastid toodavad glükosaminoglükaane, millest kõige olulisem on hüaluroonhape. Koos fibroblastide kiudkomponentidega määravad nad ka sidekoe ruumilise struktuuri (arhitektoonika). Fibroblastide populatsioon on heterogeenne. Erineva küpsusastmega fibroblastid jagunevad vähediferentseeritud, noorteks, küpseteks ja inaktiivseteks. Küpsete vormide hulka kuuluvad fibroklastid, mille puhul kollageeni lüüsi protsess on ülimuslik selle tootmise funktsiooni suhtes.

Viimastel aastatel on täpsustatud "fibroblastide süsteemi" heterogeensust. On leitud kolm fibroblastide mitootilist aktiivset eelkäijat - rakutüübid MFI, MFII, MFIII ja kolm postmitootilist fibrotsüüti - PMFIV, PMFV, PMFVI. Rakkude jagunemise teel diferentseerub MFI järjestikku MFII-ks, MFIII-ks ja PMMV-ks, PMFV-ks, PMFVI-ks. PMFVI-le on iseloomulik võime sünteesida I, III ja V tüüpi kollageeni, progeoglükaane ja teisi rakkudevahelise maatriksi komponente. Pärast kõrge metaboolse aktiivsuse perioodi PMFVI degenereerub ja läbib apoptoosi. Optimaalne suhe fibroblastide ja fibrotsüütide vahel on 2:1. Fibroblastide akumuleerumisel aeglustub nende kasv küpsete rakkude, mis on üle läinud kollageeni biosünteesile, jagunemise lakkamise tagajärjel. Kollageeni laguproduktid stimuleerivad selle sünteesi tagasisidepõhimõtte kohaselt. Uute rakkude moodustumine eelkäijatest lakkab kasvufaktorite ammendumise, samuti fibroblastide endi poolt kasvu inhibiitorite - haloonide - tootmise tõttu.

Sidekude on rikas rakuliste elementide poolest, kuid rakuliste vormide ulatus on eriti lai kroonilise põletiku ja fibroosiprotsesside korral. Seega ilmuvad keloidi armidesse atüüpilised, hiiglaslikud, patoloogilised fibroblastid. suuruses (10x45 kuni 12x65 μm), mis on keloidi patognoomiline tunnus. Hüpertroofilistest armidest saadud fibroblaste nimetavad mõned autorid müofibroblastideks tänu kõrgelt arenenud aktiinsete filamentide kimpudele, mille moodustumine on seotud fibroblastide kuju pikenemisega. Sellele väitele saab aga vastu vaielda, kuna kõigil in vivo fibroblastidel, eriti armides, on piklik kuju ja nende jätkete pikkus ületab mõnikord enam kui 10 korda rakukeha suurust. Seda seletatakse armkoe tiheduse ja fibroblastide liikuvusega. Liikudes mööda kollageenikiudude kimpe armi tihedas massis ebaolulises koguses interstitsiaalset ainet. Nad venivad piki oma telge ja muutuvad mõnikord õhukesteks spindlikujulisteks rakkudeks, millel on väga pikad jätked.

Fibroblastide suurenenud mitootilist ja sünteetilist aktiivsust pärast nahatraumat stimuleerivad esmalt kudede lagunemissaadused, vabad radikaalid, seejärel kasvufaktorid: (PDGF) - trombotsüütidest pärinev kasvufaktor, fibroblastide kasvufaktor (FGF), seejärel iMDGF - makrofaagide kasvufaktor. Fibroblastid ise sünteesivad proteaase (kollagenaas, hüaluronidaas, elastaas), trombotsüütidest pärinev kasvufaktor, transformeeriv kasvufaktor beeta, epidermise kasvufaktor, kollageen, elastiin jne. Granulatsioonkoe reorganiseerumine armkoeks on keeruline protsess, mis põhineb pidevalt muutuval tasakaalul kollageeni sünteesi ja selle kollagenaasi poolt hävitamise vahel. Sõltuvalt konkreetsest olukorrast toodavad fibroblastid kas kollageeni või sekreteerivad kollagenaasi proteaaside ja eelkõige plasminogeeni aktivaatori mõjul. Noorte, diferentseerumata fibroblastide vormide; hiiglaslike, patoloogiliste, funktsionaalselt aktiivsete fibroblastide olemasolu koos liigse kollageeni biosünteesiga tagab keloidsete armide pideva kasvu.

[ 14 ], [ 15 ]

Hüaluroonhape

See on looduslik suure molekulmassiga (1 000 000 daltonit) polüsahhariid, mis sisaldub interstitsiaalses aines. Hüaluroonhape on liigispetsiifiline, hüdrofiilne. Hüaluroonhappe oluline füüsikaline omadus on selle kõrge viskoossus, mille tõttu see toimib tsementeeriva ainena, sidudes kollageenikimpe ja fibrille üksteise ja rakkudega. Kollageenifibrillide, väikeste veresoonte ja rakkude vaheline ruum on täidetud hüaluroonhappe lahusega. Hüaluroonhape, mis katab väikeseid veresooni, tugevdab nende seina ja takistab vere vedela osa eritumist ümbritsevatesse kudedesse. See täidab peamiselt tugifunktsiooni, säilitades kudede ja naha vastupidavuse mehaanilistele teguritele. Hüaluroonhape on tugev katioon, mis seob aktiivselt anioone interstitsiaalses ruumis, seega sõltuvad rakkudevahelise ja rakuvälise ruumi vahelised ainevahetusprotsessid ja naha proliferatiivsed protsessid glükosaminoglükaanide ja hüaluroonhappe olekust. Ühel hüaluroonhappe molekulil on võime enda lähedal hoida umbes 500 veemolekuli, mis on aluseks interstitsiaalse ruumi hüdrofiilsusele ja niiskuse mahutavusele.

Hüaluroonhapet leidub suuremas koguses dermise papillaarses kihis, epidermise granuleeritud kihis, samuti naha veresoontes ja derivaatides. Tänu arvukatele karboksüülrühmadele on hüaluroonhappe molekul negatiivselt laetud ja saab liikuda elektriväljas. Happe depolümerisatsiooni viib läbi ensüüm hüaluronidaas (lidaas), mis toimib kahes etapis. Esiteks depolümeriseerib ensüüm molekuli ja seejärel lagundab selle väikesteks fragmentideks. Selle tulemusena väheneb happe moodustunud geelide viskoossus järsult ja nahastruktuuride läbilaskvus suureneb. Tänu nendele omadustele saavad hüaluronidaasi sünteesivad bakterid nahabarjääri kergesti ületada. Hüaluroonhappel on stimuleeriv toime fibroblastidele, suurendades nende migratsiooni ja aktiveerides kollageeni sünteesi, sellel on desinfitseeriv, põletikuvastane ja haavasid parandav toime. Lisaks on sellel antioksüdantsed, immunostimuleerivad omadused, see ei moodusta valkudega komplekse. Olles sidekoe rakkudevahelises ruumis stabiilse geeli kujul veega, tagab see ainevahetusproduktide eemaldamise läbi naha.

Fibronektiin

Põletikulise reaktsiooni peatamise käigus taastub sidekoe maatriks. Üks rakuvälise maatriksi peamisi struktuurikomponente on glükoproteiin fibronektiin. Haava fibroblastid ja makrofaagid eritavad aktiivselt fibronektiini, et kiirendada haava kokkutõmbumist ja taastada basaalmembraani. Haava fibroblastide elektronmikroskoopiline uurimine paljastab suure hulga paralleelseid rakuliste fibronektiini filamentide kimpe, mis võimaldas paljudel teadlastel nimetada haava fibroblaste müofibroblastideks. Kuna tegemist on adhesiivmolekuliga ja esineb kahes vormis - rakulises ja plasmaatilises - toimib fibronektiin rakkudevahelises maatriksis "parvedena" ja tagab fibroblastide tugeva adhesiooni sidekoe maatriksiga. Rakulised fibronektiini molekulid seonduvad üksteisega disulfiidsidemete kaudu ja täidavad koos kollageeni, elastiini ja glükosaminoglükaanidega rakkudevahelise maatriksi. Haava paranemise ajal toimib fibronektiin primaarse raamistikuna, mis loob teatud fibroblastide ja kollageenikiudude orientatsiooni parandustsoonis. See seob kollageenikiud fibroblastidega fibroblastide filamentide aktiiniliste kimpude kaudu. Seega võib fibronektiin toimida fibroblastiliste protsesside tasakaalu regulaatorina, põhjustades fibroblastide ligitõmbamist, seondudes kollageenifibrillidega ja pärssides nende kasvu. Võib öelda, et fibronektiini tõttu läheb haava enda põletikulise infiltratsiooni faas üle granulomatoos-kiulise staadiumi.

[ 16 ]