а) Воспалительная фаза. Воспалительная фаза идентична при заживлении любых тканей. Данная фаза состоит из формирования сгустка, раннего и позднего воспаления.
1. Формирование сгустка. Формирование сгустка начинается с сокращения кровеносных сосудов. В результате выброса серотонина происходит дегрануляция тромбоцитов, что приводит к увеличению проницаемости сосудистой стенки, позволяя экссудату, богатому белками, проникать в раневую область. Далее второй этап — формирование сгустка. На этом этапе происходит внутрисосудистая агрегация тромбоцитов.
Далее активируются как внешние, так и внутренние механизмы свертывания крови. Одновременно с этим процессом происходит активация кининовых, комплементарных и фибринолитических систем, а также образование плазмина. Все перечисленные этапы приводят к стабилизации гемостаза и провоцируют производство ряда митогенов и хемоаттрактантов, инициируя обеззараживание раны.
В результате образуется коагулят, состоящий из случайно расположенных нитей фибрина, с включениями экссудата, эритроцитами, обрывками тканей и клетками, отвечающими за воспаление. Сдавление хирургического лоскута сразу после операции способствует уменьшению толщины фибринового сгустка и ускорению заживления.
2. Раннее воспаление: полиморфно-ядерные нейтрофилы. После выделения хемоаттрактантов различными компонентами сгустка полиморфно-ядерные нейтрофилы (вид ПМЯЛ, составляющий, по разным данным, до 75% от общего количества ПМЯЛ) начинают проникать в область раны через 6 ч после стабилизации сгустка. Количество нейтрофилов неуклонно растет, достигая пика примерно через 24-48 ч после травмы.
Миграция нейтрофилов обеспечивается за счет трех факторов: 1) внутрисосудистая агглютинация, обеспечиваемая красными кровяными тельцами, позволяет нейтрофилам придерживаться клеток эндотелия, 2) активный выход нейтрофилов через сосудистую стенку и миграция нейтрофилов в очаг воспаления, 3) при которой нейтрофилы за счет способности значительно менять форму своего цитоскелета и используя амебоидное движение осуществляют перемещение в очаг.
Основная роль нейтрофилов — обеззараживание раны за счет фагоцитоза бактерий. Большое количество нейтрофилов в ране находится относительно короткое время. Их число быстро падаетна третьи сутки.
3. Позднее воспаление: организация макрофагов. Примерно в то время, когда численность нейтрофилов снижается (от 48 до 96 ч после травмы), макрофаги начинают проникать в раневую область. Пик концентрации достигается примерно на третий или четвертый день. Эти клетки, образующиеся из циркулирующих моноцитов, выходят из кровотока под влиянием хемоаттрактантов в раневой области. Моноциты впоследствии превращаются в макрофаги.
Макрофаги имеют большую продолжительность жизни, чем нейтрофилы. Они остаются в ране до полного заживления. Подобно нейтрофилам, макрофаги играют важную роль в обеззараживании раны путем фагоцитоза и переваривания микроорганизмов.
Макрофаги биологически более активны, чем нейтрофилы, и могут выделять широкий спектр цитокинов. Ключевым действием многих из этих биологически активных веществ является запуск пролиферативной фазы заживления раны, что достигается путем побуждения к образованию грануляционной ткани. Две другие основные функции макрофагов — это прием и обработка антигенов для представления Т-лимфоцитам, которые попадают в рану после макрофагов. В отличие от нейтрофилов, макрофаги играют важную роль в регуляции заживления ран. Снижение количества макрофагов в ране задерживает заживление, поэтому рана не переходит к следующей фазе.
Снижение потенциала заживления может быть связано с возрастом и, по-видимому, частично является результатом потери регуляции эстрогеном макрофагов в тканях.
Заживление раны и образование рубца.
(А) Заживление небольшой раны: небольшое количество грануляционной ткани и образование тонкого рубца с минимальным сокращением раны.
(Б) Заживление обширной раны: большое количество грануляционной ткани и образование рубца, а также сокращение раны.
б) Пролиферативная фаза. Пролиферативная фаза характеризуется образованием грануляционной ткани в ране. Основную роль в этом процессе играют 2 типа клеток — фибробласты и эндотелиальные клетки. Грануляционная ткань — это хрупкая структура, состоящая из фибринового внеклеточного матрикса, фибронектина, гликозаминогликанов, пролиферирующих эндотелиальных клеток, новых капилляров и фибробластов, смешанных с воспалительными макрофагами и лимфоцитами. Кроме того, в этой фазе заживления мягких тканей активное участие принимают эпителиальные клетки, ответственные за первоначальное закрытие раневой поверхности.
Процедуры направленной тканевой регенерации основаны на контроле скорости роста этих клеток в пролиферативной фазе заживления.
1. Фибробласты: фиброплазия. Недифференцированные мезенхимальные стволовые клетки (MSC) в периваскулярной ткани и фибробластах, находящихся в близлежащей соединительной ткани, мигрируют в область раны на третий день после травмы и достигают своего пика примерно на седьмой день. Этот процесс стимулируется комбинацией цитокинов [например, фактора роста фибробластов (FGF), инсулиноподобного фактора роста-1 (ИФР-1) и 2-15 тромбоцитарных факторов роста (PDGF)], которые изначально вырабатываются тромбоцитами, а затем макрофагами и лимфоцитами. Поскольку число макрофагов снижается, а популяция фибробластов увеличивается, ткань в ране трансформируется из гранулематозной в грануляционную.
Фибробласты являются важными клетками, способствующими восстановлению тканей при заживлении ран, поскольку они производят большую часть структурных белков, образующих внеклеточный матрикс (например, коллаген). Впервые коллаген обнаруживается в ране примерно на третий день после травмы. Сначала фибробласты производят коллаген типа III, а затем, когда рана созревает, коллаген I типа. Когда эта сеть коллагеновых волокон укладывается, эндотелиальные и гладкомышечные клетки начинают мигрировать в рану. Впоследствии, по мере заживления раны, коллагеновые волокна организуются путем сшивания. Регулярно (по всей длине) выровненные пучки коллагена начинают ориентироваться, чтобы иметь возможность противостоять стрессу при заживлении раны.
Тип фибробластов, известный как миофибробласт, играет значимую роль в заживлении раны, особенно подкожного типа. Миофибробласт выравнивается параллельно раневой поверхности, а затем вытягивает края раны. Эти клетки удаляются апоптозом после заживления раны.
2. Эндотелиальные клетки: ангиогенез. Зачатки капилляров происходят из сосудов, расположенных по периферии раны, и распространяются в собственно рану. Это происходит одновременно с пролиферацией фибробластов и может начаться уже через 48-72 ч после травмы. Без ангиогенеза рана не имела бы кровоснабжения, необходимого для дальнейшего активного заживления.
Капиллярные ростки в конечном итоге соединяются, образуя сеть капиллярных петель (капиллярных сплетений) по всей ране.
В дополнение к низкой концентрации кислорода в ране было выявлено несколько факторов, таких как сильные стимуляторы ангиогенеза, включая фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), основной фактор роста фибробластов (bFGF), кислотный фактор роста фибробластов (aFGF), трансформирующий фактор роста α (ТФР-α) и ТФР-β, эпидермальный фактор роста (EGF), интерлейкин-1 (IL-1) и фактор некроза опухоли α (ФНО-α), молочная кислота. Все это, как было показано авторами, стимулирует развитие новых сосудов.
3. Эпителий. Первым шагом в восстановлении эпителия является образование эпителиального уплотнения на поверхности фибринового сгустка. Этот процесс начинается по краю раны, где базальные и супрабазальные шиповатые клетки быстро претерпевают митоз. Затем клетки мигрируют через фибриновый сгусток с колоссальной скоростью (0,5-1 мм в день). Монослой эпителиальных клеток продолжает мигрировать, контактируя и продвигаясь вдоль фибринового каркаса сгустка. Миграция прекращается в результате контактного торможения эпителиальных клеток с противоположного края раны. После того как эпителий с обеих сторон раны начинает контактировать между собой, достигается эпителиальное уплотнение.
При заживлении ран первичным натяжением образование эпителиального уплотнения обычно занимает от 21 до 28 ч после сближения краев раны.
в) Фаза созревания. В идеальных условиях созревание раны начинается через 5-7 дней после травмы. Снижение количества фибробластов, сосудистых каналов и внеклеточных жидкостей означает переход к этой стадии заживления. На ранних стадиях созревания раны матрица раны состоит главным образом из фибронектина и гиалуроновой кислоты. По мере увеличения прочности раны на растяжение происходит значительная активизация фиброгенеза коллагена (образование и прорастание соединительной ткани). Реконструкция коллагена происходит с образованием более крупных пучков коллагена и изменением межмолекулярного сшивания.
В результате грануляционная ткань превращается в волокнистую соединительную ткань, уменьшается параллелизм коллагена в направлении раны. Агрегированные пучки коллагеновых фибрилл увеличивают прочность раны на растяжение. По мере заживления раны коллаген постепенно реорганизуется. Это требует деградации и реорганизации коллагена. Деградация коллагена контролируется различными ферментами коллагеназы. Ремоделирование приводит к постепенному уменьшению количества клеток и васкуляризации заживающей ткани. Степень, в которой это происходит, определяет степень образования рубцовой ткани. Ремоделирование рубцовой ткани продолжается очень медленно.
Созревание эпителиального слоя следует быстро за образованием эпителиального уплотнения. Монослой клеток, образующих эпителиальное уплотнение, дифференцируется, в нем происходят митозы с образованием вполне развитого слоя плоского эпителия. Таким образом, формируется эпителиальный барьер, который защищает находящуюся под ним рану от дальнейшего вторжения микрофлоры полости рта. Эпителиальный барьер обычно образуется через 36-42 ч и характеризуется значительным увеличением прочности раны.
