Integralną cechą organizmu ludzkiego jest zdolność odnowy uszkodzonych komórek lub zastąpienia ich tkanką łączną tworzącą bliznę. Gojenie się, w tym także ran pooperacyjnych, można podzielić na dwa procesy: regenerację oraz gojenie się przez włóknienie.

Regeneracja

Regeneracja jest możliwa jedynie w przypadku, gdy spełnione są dwa warunki. Pierwszy polega na zachowaniu struktury łącznotkankowej narządu oraz błon podstawnych – zapewnia to właściwą polaryzację oraz ułożenie przestrzenne regenerujących się komórek, a tym samym niezmienioną strukturę i czynność narządu. Drugi warunek to możliwość proliferacji i różnicowania się w życiu pozapłodowym komórek uszkodzonego narządu lub tkanki. W wyniku regeneracji dochodzi do pełnego odtworzenia zniszczonych komórek tak, że w większości przypadków nie pozostaje żaden ślad przebytego urazu.

Pod względem możliwości proliferacyjnych tkanki w organizmie można podzielić na trzy kategorie:

• tkanki, których komórki, mimo że są już w pełni zróżnicowane i nie mogą ponownie wejść w cykl komórkowy, stale odnawiają się w wyniku podziałów zachowanych w życiu pozapłodowym ich komórek macierzystych; do tych tkanek zaliczają się nabłonek wielowarstwowy płaski rogowaciejący skóry, nabłonek wyścielający przewód pokarmowy, macicę i pochwę, drogi moczowe, a także nabłonek przewodów wyprowadzających gruczołów ślinowych, trzustki i dróg żółciowych oraz komórki szpiku i krwi;
• komórki, które normalnie nie ulegają proliferacji, lecz pod wpływem określonych czynników stymulujących mogą ponownie wejść w cykl komórkowy – do tej grupy należą komórki miąższowe wątroby, nerek i trzustki, a także komórki mięśni gładkich, fibroblasty, chondrocyty, osteocyty, komórki śródbłonka naczyniowego oraz limfocyty i leukocyty;
• komórki, które nie mają możliwości podziału w życiu pozapłodowym – do tej grupy należą neurony oraz komórki mięśni poprzecznie prążkowanych i mięśnia sercowego.

Gojenie się przez włóknienie

Drugi typ gojenia prowadzi do wytworzenia blizny łącznotkankowej, co najwyraźniej można zaobserwować po uszkodzeniu skóry i tkanek położonych poniżej. Takie uszkodzenie zachodzi również po przecięciu powłok skórnych podczas zabiegu operacyjnego, przy czym w tym przypadku gojenie się jest ułatwione z uwagi na zbliżenie uszkodzonych części skóry i tkanek podskórnych przez szew chirurgiczny. Niezależnie jednak od rodzaju tkanki patofizjologiczne aspekty gojenia są wspólne i zależą od tych samych czynników. Proces gojenia przebiega w kilku następujących po sobie fazach.

Pierwszy etap procesu gojenia, czyli aktywacja krzepnięcia krwi i wytworzenie skrzepu, rozpoczyna się natychmiast po urazie. Krew z uszkodzonych naczyń wylewa się do rany, co aktywuje hemostazę. W pierwszym momencie dochodzi do odruchowego obkurczenia się naczyń krwionośnych. W czasie uszkodzenia tkanek następuje również aktywacja fosfolipazy A2 – enzymu, który katalizuje reakcję uwolnienia kwasu arachidonowego z fosfolipidów błon komórkowych. Kwas arachidonowy ulega następnie metabolizmowi do tromboksanu, leukotrienów i prostaglandyn. Reakcja ta zachodzi pod wpływem cyklooksygenaz i końcowych syntetaz. Powstały w toku powyższych reakcji tromboksan powoduje obkurczanie naczyń i na tej drodze sprzyja hemostazie. Opisany szlak metaboliczny kwasu arachidonowego odgrywa także znaczącą rolę w fazie zapalenia oraz angiogenezy.

Ponadto uszkodzenie śródbłonka odsłania tkanki leżące pod nim i powoduje zależną od kolagenu agregację płytek. Równocześnie dochodzi do aktywacji osoczowych czynników krzepnięcia. W wyniku tego fibrynogen ulega konwersji do fibryny i powstaje skrzep. Włókienka fibryny stanowią prowizoryczną macierz i bazę dla migrujących komórek. Aktywowane płytki krwi są ważnym źródłem mediatorów procesu gojenia się, np. płytkopochodnego czynnika wzrostu (ang. platelet derived growth factor, PDGF), który wykazuje m.in. działanie chemotaktyczne i aktywujące w stosunku do makrofagów i fibroblastów, oraz transformującego czynnika wzrostu β, który m.in. oddziałuje chemotaktycznie na makrofagi.

W przypadku ran skóry w ciągu kilku godzin od urazu rozpoczyna się proces naskórkowania na powierzchni rany. Komórki naskórka, pochodzące zarówno z uszkodzonych brzegów skóry, jak i z jej przydatków, wnikają poziomo w obręb rany i oddzielają skrzep od skóry właściwej. Aby to było możliwe, konieczna jest częściowa degradacja skrzepu oraz macierzy zewnątrzkomórkowej (ang. extracellular matrix, ECM) w obrębie rany, tak aby wytworzyła się przestrzeń dla migrujących komórek. Zachodzi to dzięki wytwarzanym przez komórki naskórka enzymom, kolagenazie i aktywatorowi plazminogenu. Kolagenaza należy do grupy enzymów proteolitycznych nazywanych metaloproteinazami (ang. matrix metalloproteinases, MMP), które z kolei należą do rodziny endoproteinaz. Aktywator plazminogenu aktywuje plazminę, a także kolagenazy, i na tej drodze doprowadza do rozpuszczenia skrzepu oraz degradacji kolagenu i innych białek macierzy zewnątrzkomórkowej. Drugi warunek, który musi być spełniony, aby doszło do migracji keratynocytów w obręb rany, to rozluźnienie wzajemnych połączeń między nimi, jak również między nimi a ich błoną podstawną. To zjawisko zachodzi dzięki znaczącym zmianom fenotypowym odbywającym się w keratynocytach i polegających na przeorganizowaniu wewnątrzkomórkowych tonofilamentów i desmosomów, jak również wytworzeniu cytoplazmatycznych filamentów aktyny umożliwiających ruch komórki. Równocześnie na powierzchni keratynocytów pojawiają się białka z rodziny integryn. Umożliwiają one połączenie się migrujących keratynocytów z białkami macierzy zewnątrzkomórkowej, takimi jak fibronektyna, witronektyna i kolagen typu I, które ściśle przeplatają się z włókienkami fibryny tworzącymi skrzep. W ciągu 24–48 godzin po urazie obserwuje się proliferację keratynocytów. Czynniki odpowiedzialne za migrację i późniejszą proliferację keratynocytów nie są do końca poznane. Wydaje się, że kluczową rolę odgrywają tu wytwarzane przez makrofagi i same keratynocyty TGF-β i TGF-α oraz inne czynniki wzrostu, takie jak czynnik wzrostu naskórka (ang. epidermal growth factor, EGF), wytwarzany przez makrofagi, i czynnik wzrostu keratynocytów (ang. keratinocyte growth factor, KGF), wytwarzany przez fibroblasty. Ponadto wyniki wielu badań wskazują, że w procesie naskórkowania pewną rolę odgrywają także wolne rodniki tlenowe. Wpływają one na aktywację kolagenaz oraz są mediatorami przekazywania sygnału wewnątrzkomórkowego przez EGF. Na powierzchni keratynocytów stwierdza się również dużą ekspresję receptorów dla HGF. Zatem ekspozycja na HGF powoduje przyspieszenie migracji keratynocytów. Ukazały się także prace wskazujące, że na wzrost migracji keratynocytów, a w późniejszych fazach gojenia się również fibroblastów, wpływa angiotensyna II. Byłoby to związane z transaktywacją receptora dla EGF, co zachodzi po połączeniu się angiotensyny II z jej receptorem typu 1 (ang. angiotensin II receptor type 1, AT1R). W czasie migracji i proliferacji keratynocytów tworzą się białka, które stanowią substrat dla syntezy nowej błony podstawnej. Po zakończeniu migracji i proliferacji keratynocyty powracają do swojego wyjściowego fenotypu, dzięki czemu ponownie tworzą połączenia zarówno między sobą, jak i ich błoną podstawną.

Po zakończeniu hemostazy rozpoczyna się kolejny etap gojenia – reakcja zapalna. Pierwszymi komórkami zapalnymi, które pojawiają się w ranie, są leukocyty obojętnochłonne (neutrofile). Największą ich liczbę obserwuje się po ok. 48 godzinach od urazu, ale ich przewaga ilościowa nad innymi komórkami trwa do trzeciego dnia. Podstawowa rola tych komórek to fagocytoza martwiczych tkanek i neutralizacja drobnoustrojów. Sfagocytowane drobnoustroje zostają następnie zneutralizowane przez enzymy proteolityczne znajdujące się w lizosomach leukocytów obojętnochłonnych. Enzymy proteolityczne uwolnione przez neutrofile wpływają także na inne etapy gojenia się przez degradację niektórych białek macierzy zewnątrzkomórkowej, nasilenie przepuszczalności naczyń, przyspieszenie krzepnięcia krwi, oddziaływanie chemotaktyczne na komórki zapalne i regulację aktywności czynników wzrostu. W prawidłowo gojących się ranach wytwarza się pewnego rodzaju równowaga między oddziaływaniem enzymów proteolitycznych i ich inhibitorów. Równowaga ta zabezpiecza tkanki przed uszkodzeniem, jak również chroni przed nieprawidłowościami procesu gojenia. Neutralizacja drobnoustrojów przez neutrofile jest także wynikiem działania wytworzonych w tych komórkach wolnych rodników tlenowych. Podczas gojenia wolne rodniki tlenowe wytwarzane są nie tylko przez neutrofile, lecz także przez makrofagi, fibroblasty i komórki śródbłonka, i spełniają również inne funkcje. W warunkach prawidłowych ok. 90% tlenu tkankowego ulega metabolizmowi w mitochondriach. Z 1–5% metabolizowanego w mitochondriach tlenu powstają wolne rodniki tlenowe. Jeśli wytwarzane są one w odpowiednich ilościach, ich działanie sprzyja prawidłowemu gojeniu się z uwagi na neutralizację drobnoustrojów, ale także dzięki temu, że nasilają one wytwarzanie niektórych czynników wzrostu – PDGF i TGF. Ponadto wspomagają one gojenie się w fazie hemostazy przez wpływ na aktywację czynników krzepnięcia i wzrost aktywacji płytek krwi oraz w fazie naskórkowania. W fazie zapalenia wolne rodniki tlenowe wykazują działanie chemotaktyczne w stosunku do komórek zapalnych, a w fazie proliferacji i tworzenia tkanki ziarninowej nasilają syntezę kolagenu i konwersję fibroblastów do miofibroblastów oraz oddziałują na proces neoangiogenezy. Wolne rodniki tlenowe wpływają także na wzrost ekspresji endogennych enzymów powodujących ich neutralizację, np. dysmutazy nadtlenowej (ang. superoxide dismutase, SOD). W ranach niedokrwionych lub takich, które są wynikiem przewlekłego stanu zapalnego, skutkiem większego stężenia cytokin prozapalnych jest zwiększone wytwarzanie wolnych rodników tlenowych, które przyczyniają się do niszczenia tkanek własnych i nieprawidłowości w gojeniu się.

Podsumowanie

Wydaje się, że dla właściwego przebiegu procesu gojenia konieczne jest zachowanie równowagi między wytwarzaniem wolnych rodników tlenowych a mechanizmami tkankowymi prowadzącymi do ich neutralizacji.

dr n. med. Kinga Burda-Malarz