Deschiderea liniilor de comunicare între cercetătorii și comunitatea mai largă

sistemul

  • Pagina de Facebook SITN
  • SITN Twitter Feed
  • Pagina Instagram SITN
  • Prelegeri SITN pe YouTube
  • SITN Podcast pe SoundCloud
  • Abonați-vă la lista de distribuție SITN
  • Flux RSS site-ul web SITN

Mergi pe trotuar și dai peste un petic de gheață. Nu vedeți că vine, așa că vă pierdeți echilibrul și cădeți puternic pe pământ, cu cotul suportând greul impactului. Deși vă întoarceți imediat, rămâne o cotă de sângerare extraordinară pe cot - un „suvenir” nedorit din pustiul de gheață. Cu un prim ajutor rapid, faceți patch-uri pentru a preveni infecția și, după două-trei săptămâni mai târziu, uitați de răzuire pe măsură ce se rezolvă. O întrebare nedumeritoare din acest scenariu comun este cum se vindecă această rană (sau orice rană de altfel)? Răspunsul este că implică un proces complex care nu este pe deplin înțeles. Acest proces coordonează numeroase tipuri de celule (provenind din diferite locații ale corpului) pentru a afecta răspunsul de vindecare. În acest articol vom aprofunda puțin ceea ce se știe despre acest proces uimitor, concentrându-ne în special pe piele și modul în care sistemul imunitar este implicat în sterilizarea plăgilor și repararea țesuturilor.

Fazele răspunsului la vindecarea rănilor

Când cotul a lovit solul, stresul mecanic cauzat de impact a afectat cele două straturi principale ale pielii, epiderma și dermul și a perturbat vasele de sânge subiacente - provocând sângerări. Cum a îngrijit corpul dvs. de rană atât de eficient? Există patru faze ale vindecării rănilor: 1) hemostaza 2) inflamația 3) proliferarea și 4) fazele de remodelare [1]. În prima fază, trombocitele - celule din sânge care sunt critice în formarea cheagurilor - se agregă la locul afectat și inițiază formarea cheagurilor pentru a preveni pierderea de sânge și pentru a crea o acoperire temporară care oferă protecție împotriva mediului extern. Această acoperire este denumită în mod obișnuit ca o crustă. În timp ce trombocitele se agregează, ele secretă și factori care recrutează alte celule imune, iar acești factori inițiază faza inflamatorie.

Celulele imune sunt principalii orchestratori ai vindecării

Roșeața și umflarea care urmează fazei de hemostază apar ca urmare a dilatării vaselor de sânge locale pentru a permite celulelor imune să intre în locul afectat. Primii respondenți sunt celule cunoscute sub numele de neutrofile și acestea elimină materialul străin și bacteriile din rană.

Următorul val de celule imune care ajunge la fața locului include monocite. Aceste celule locuiesc în mod normal în splină și măduva osoasă și pot fi mobilizate ca răspuns la leziuni sau infecții. Odată ajuns în plagă, aceste celule se pot diferenția în celule numite macrofage, care coordonează răspunsul de vindecare a plăgii. Macrofagele pot fi considerate „lucrătorii din construcții” ai sistemului imunitar. Acestea elimină locul deteriorat de resturi pentru a pune bazele reparării țesuturilor. Aceste celule au fost inițial descrise după cum sugerează numele lor ca „mari consumatori” (macro = mare, fag = mănâncă). Aceștia își folosesc capacitatea de „mâncare” pentru a curăța locul înainte de reparare. Aceasta pune bazele fazei proliferative în care macrofagele rezolvă faza inflamatorie și se îndreaptă spre repararea țesuturilor.

În faza proliferativă, aceste macrofage „reparatoare” ajută la promovarea reconstrucției matricei extracelulare a țesutului, o schelă biologică pentru celulele care vor forma țesut nou, prin producerea factorului de creștere a fibroblastelor. Factorul de creștere a fibroblastelor promovează creșterea celulelor numite fibroblaste care apoi repară matricea extracelulară. Fibroblastele produc componentele precursoare ale matricei extracelulare care, atunci când sunt asamblate, vor asigura structura țesutului. Această matrice este temporară și este înlocuită de o matrice mai puternică în faza de remodelare. Odată ce această matrice este reparată, macrofagele pot favoriza creșterea celulelor pielii care umple zona rănită anterior. Fibroblastele din acest site se diferențiază și în miofibroblaste care seamănă cu celulele musculare. Aceste miofibroblaste închid rana prin contractarea similară cu modul în care mușchii se contractă. Acest lucru are ca rezultat închiderea permanentă a plăgii, prevenind expunerea la mediul extern.

Noua formare a vaselor de sânge, dacă rana este suficient de adâncă pentru a perturba vasculatura, este, de asemenea, ghidată de macrofage într-un proces numit angiogeneză. Macrofagele secretă proteine ​​cum ar fi factorul de creștere transformant b1 (TGF-b1) și factorul de creștere endotelial vascular (VEGF) pentru a recruta celulele care formează vasele de sânge și apoi să le modeleze creșterea [2].

figura 1. Schema unei plăgi care perturbă straturile cutanate epidermice și dermice. Diagrama centrală descrie cinetica tipică a răspunsului de vindecare și ilustrează tipurile de celule implicate. Ciclul începe la formarea cheagurilor de sânge și se termină la reepitelizarea completă. ECM = matrice extracelulară [3]

Rezolvarea rănii și a complicațiilor la diabet

Ultima fază a vindecării este remodelarea țesuturilor, care poate persista săptămâni până la luni. În această fază, macrofagele din site mor treptat sau migrează, iar matricea extracelulară este remodelată pentru utilizare pe termen lung. Deși rana este închisă în acest moment, țesutul nu revine complet la normal. Matricea extracelulară așezată în grabă de fibroblaste în faza proliferativă nu trebuie să fie permanentă. Producția sa și închiderea rapidă a plăgii care a însoțit-o sunt pur și simplu măsuri stopgap pentru a preveni pierderea de sânge și infecția. Remodelarea matricei extracelulare în această fază funcționează pentru a oferi rezistență suplimentară la tracțiune noii piele și pentru a spori proprietățile sale de barieră. În majoritatea cazurilor, răspunsurile de vindecare accelerate pot fi predispuse la formarea țesutului cicatricial, care este o acumulare de fibroblaste și componente ale matricei extracelulare în locul plăgii.

Anumite afecțiuni medicale, de exemplu diabetul sau imunosupresia, pot avea efecte negative asupra răspunsului la vindecarea rănilor. În plus față de nivelul ridicat de zahăr din sânge, circulația periferică a sângelui este adesea ocluită în diabet. Acest flux redus de sânge împiedică răspunsul la vindecarea rănilor, probabil prin împiedicarea pătrunderii celulelor precum trombocitele și monocitele în rană. Pacienții cu diabet cu răni cronice, de obicei sub formă de ulcere, se confruntă cu un risc substanțial mai mare de infecție, iar membrele infectate trebuie adesea amputate pentru a preveni răspândirea infecției.

Sistemul imunitar joacă un rol crucial în procesul de vindecare a rănilor. Acest articol încalcă doar suprafața a ceea ce poate face sistemul imunitar. Există multe diferențe celulare și moleculare între rănile acute (normale) și cronice și mulți factori critici pot lipsi sau în cantități insuficiente într-un răspuns cronic de vindecare a rănilor. O înțelegere mai completă a pieselor implicate în răspunsul de vindecare ne va permite să creăm noi terapii, cum ar fi înlocuirea factorului de creștere sau salvarea pe bază de celule, pentru tratarea rănilor cronice. Acest lucru se va dovedi util deoarece ratele de răni cronice vor crește în raport cu epidemia de diabet cu care se confruntă în prezent populația noastră. Având în vedere toate acestea, poate că data viitoare când vă răzuiți genunchiul sau cotul, veți avea o apreciere mai mare pentru cât de complex este procesul de vindecare și cât de important este pentru menținerea sănătății.

Christopher Garris este absolvent al programului de imunologie de la Harvard Medical School.

Referințe

[1] Nguyen, DT și colab. al. „Capitolul 4: Baza fiziopatologică pentru vindecarea rănilor și regenerarea cutanată”. Biomateriale pentru tratarea pierderii pielii. pp25-57. (2009).

[2] Delavary, DM și colab. „Macrofage în leziunile și repararea pielii”. Imunobiologie. 216: 753-762. (2011).

[3] Telci, Dilek și Martin Griffin. "Transglutaminaza tisulară (TG2) - o enzimă de răspuns la răni." Frontiers in Bioscience, 1 ianuarie. 2006. Web. 18 dec. 2012.