Регенерация на кожа

Кожата е сложен орган, съставен от епидермис, дерма и кожни придатъци. Фактори от околната среда, на които е изложена кожната повърхност, включват проникване на вредни ултравиолетови лъчи от слънцето, инвазия на вредни патогени, химични и физични наранявания. Важно е, че кожата също така защитава подлежащите органи, функция, необходима за оцеляването на организма. Като защитен щит за тялото от външната среда кожата постоянно е изложена на потенциално нараняване и по този начин лечението е жизненоважен процес за оцеляването на всички висши организми. Епидермални клетки, като космените фоликули, нокти и потните жлези спомагат за поддържане и защита на кожата и техните важни роли в зарастването на рани, продължават да бъдат изяснявани.

Увреждането на кожната повърхност е прекъсване на морфологията и/или функционалността на тъканта. След увреждане структурната тъкан се лекува с непълна или пълна регенерация на кожа. Докато тъканта без прекъсване на морфологията почти винаги се регенерира напълно. Пример за цялостно регенериране без прекъсване на морфологията е ненараняваната тъкан, като например кожата. Ненаранената кожа има непрекъснато заместване и регенерация на клетките, което винаги води до пълно възстановяване. Времето е важно за заздравяването на рани.

Когато раната е със значителна загуба на тъкан има зеещи, раздалечени краища, то раневият дефект се изпълва постепенно от гранулационна тъкан, която се покрива от епителен слой и цикатризира. Не се наблюдава възстановяване на увредените кожни придатъци. Обикновено регенерация на кожа се характеризира с първично и вторично зарастване на раните.

При първично зарастване на раните образуваният тесен, с равни ръбове кратер бързо се изпълва с кръв и фибрин, които се изливат от разрязаните кръвоносни съдове. Повърхностният слой на образувалия се съсирек дехидратира, изсъхва и се получава круста, която покрива раната. До 24-я час след нараняването епителните клетки от запазените краища на раната започват да мигрират и навлизат в съсирека. Отначало пропълзяващият епител е тънък, с дебелина 3-4 милиметра. До 48-я час след нараняването раната вече покрита от непрекъснат епителен слой. На третия ден след нараняването в дефекта навлизат много макрофаги, лимфоцити, моноцити, които чрез лизозомни ензими спомагат за разрушаването, фагирането и лизирането на съсирека. Започва пролиферация и миграция на фибробласти, миофибробласти и капиляри. На 5-я ден след нараняването образувалата се гранулационна тъкан изпълва изцяло инцизираното пространство. Тя ограничава епителната миграция дълбоко в раната. На 14-я количеството на левкоцитите и капилярите намалява, а се увеличава това на фибробластите и колагенните влакна. През третата седмица могат да разраснат сензорни нерви, обаче не се образуват специализирани нервни структури. Първоначално цикатриксът е надигнат над кожата и има червен цвят.

При вторично зарастване веднага след нараняването дефектът се изпълва с кръв, излязла от разкъсаните кръвоносни съдове и фибрин, които водят до образуването на съсирек. На 1-2 ден след нараняването епителните клетки от ръбовете на раната започват да пролиферират и мигрират, като образуват слой, разрастващ под некротичните материали и крустата. От ръбовете на раната, предимно от долната част на съсирека, проникване на фибробласти и капиляри. Фибробластите заместват детритната материя с основно вещество.

Образуването на гранулационна тъкан в отворена рана позволява да се осъществи фазата на повторно епителизиране, тъй като епителните клетки мигрират през новата тъкан, за да образуват бариера между раната и околната среда. Базовите кератиноцити от ръбовете на раната и дермалните придатъци като космени фоликули, потни жлези и мастни жлези са основните клетки, отговорни за епителилизиращата фаза на зарастване на рани. Те напредват като тънък пласт през раната и пролиферират в краищата си, като престават да се движат, когато се срещнат в средата. В лечението, което води до белег, се образуват потни жлези, космени фоликули и нерви.

Кератиноцитите мигрират без първо да пролиферират. Миграцията може да започне още няколко часа след наранаването. Въпреки това, епителните клетки изискват жизнеспособната тъкан да мигрира навътре, така че ако раната е дълбока, тя трябва първо да бъде напълнена с гранулационна тъкан. По този начин времето на започване на миграцията е променливо и може да се случи около един ден след увреждането. Клетките на границите на раната пролиферират на втория и третия ден след нараняването, за да осигурят повече клетки за миграция.

Ако базовата мембрана не се наруши, епителните клетки се заменят в рамките на три дни чрез разделяне и миграцията на клетките в основата на слоя по същия начин, както при невредима кожа. Въпреки това, ако основната мембрана е разрушена на мястото на раната, трябва да се появи реепителизация от ръбовете на раната и от кожни придатъци като космените фоликули и потните и мастните жлези, които влизат в дермата, облицовани с жизнеспособни кератиноцити. Ако раната е много дълбока, придатъците на кожата също могат да бъдат разрушени и миграцията може да се получи само от ръбовете на раната.

Миграцията на кератиноцитите върху мястото на раната се стимулира от липсата на инхибиране на контакт и от химикали като азотен оксид. Преди да започнат да мигрират, клетките трябва да разтварят своите дезмозоми и хемидесмозоми, които обикновено закотвят клетките с междинни нишки в своя цитоскелет към други клетки. Транс-мембранните рецепторни протеини, наречени интегрини, които са направени от гликопротеини и нормално закотвят клетката към основната мембрана чрез своя цитоскелет, се освобождават от междинните нишки на клетката и се преместват в актинови нишки. По този начин кератиноцитите се отделят от основната мембрана и са в състояние да навлязат в леглото на раната.

Епителните клетки се изкачват една върху друга, за да мигрират. Този растящ лист от епителни клетки често се нарича "епителен език". Първите клетки, които се прикрепят към основната мембрана, формират основния слой. Тези базови клетки продължават да мигрират през леглото на раната и епителните клетки над тях също се плъзгат. Колкото по-бързо се получава тази миграция, толкова по-малко вероятно е да има белег, при регенерация на кожа.

Фибринът, колагенът и фибронектинът могат допълнително да сигнализират клетките да се разделят и мигрират. Подобно на фибробластите, мигриращите кератиноцити използват фибронектин, който е кръстосано свързан с фибрин, който е бил отложен на мястото на възпаление като място за прикрепване.

Тъй като кератиноцитите мигрират, те се придвижват над гранулационната тъкан, но под крустата (ако се образува), отделяйки я от подлежащата тъкан. Епителните клетки имат способността да фагоцитизират остатъци като мъртва тъкан и бактериална материя, които иначе биха възпрепятствали пътя им. Тъй като кератиноцитите продължават да мигрират, нови епителни клетки трябва да се оформят по ръбовете на раната, за да ги заместят и да осигурят повече клетки за развиващия се слой тъкан. Пролиферацията зад мигриращите кератиноцити нормално започва няколко дни след нараняването и се наблюдава със скорост, която е 17 пъти по-висока в този стадий на епителизация, отколкото в нормалните тъкани. Докато цялата повърхност на раната се възобнови, единствените епителни клетки, които пролиферират, са на ръбовете на раната. Факторите на растеж, стимулирани от интегрините, предизвикват пролиферация на клетките по ръбовете на раната. Самите кератиноцити също произвеждат и секретират фактори, включително растежни фактори и белтъчни мембранни протеини, които подпомагат както епителизирането, така и в други фази на зарастване на раната.

Факторите на растежа също са важни за вродената имунна защита на раните на кожата чрез стимулиране на производството на антимикробни пептиди и неутрофилни хемотаксични цитокини в кератиноцитите. Кератиноцитите продължават да мигрират през леглото на раната, докато клетките от двете страни се срещнат в средата, което ги кара да спрат да мигрират. След като завършат мигрирането, кератиноцитите отделят белтъците, които образуват новата мембрана на основата. Клетките обръщат морфологичните промени, които претърпяват, за да започнат да мигрират. Те възстановяват дезмозомите и хемидемозомите и отново се закрепват към мембраната на основата. Базалните клетки започват да се разделят и да се диференцират по същия начин, както при нормалната кожа, за да възстановят слоевете, открити в реепителизираната кожа.