Тверская государственная медицинская академия, Тверь

Эта статья опубликована сборнике научных трудов "Проблемы и перспективы современной науки" с материалами Четвертой Международной Телеконференции "Фундаментальные науки и практика" - Том 3 - №1. - Томск - 2011.

 

Изучение повреждений  кожи  до сих пор остается актуальной общепатологической проблемой, поскольку кожа несет большую функциональную нагрузку, в связи с чем она не только часто подвергается влиянию повреждающих факторов, но и легко вовлекается в патологические процессы [1]. По данным З.С.Хлыстовой с  соавт. [2] показано наличие в эпидермисе кожи гормонального фактора тимуса - тималина,  способствующего дифференцировке Т-лимфоцитов, что дает основание считать кожу  органом иммуногенеза. Именно поэтому Не менее важными являются и вопросы стимуляции процессов репаративной регенерации кожи,  поскольку в современных условиях течение заживления ран кожи осложняется рядом причин (резистентностью микробной флоры к антибиотикам, снижением иммунитета, аллергизацией населения и другими).  Для исключения подобного рода проявлений в комплексном лечении больных предлагается широкий спектр стимулирующих факторов (физические, химические, биологические, методы традиционной медицины).  В связи с этим перед врачом встает задача правильного выбора методов стимуляции на различных этапах репаративного процесса и в каждом конкретном случае.
 Целью исследований, проводимых на кафедре биологии, явилось морфофизиологическое обоснование применения разных стимуляторов в соответствии со стадиями заживления ран кожи. В качестве стимуляторов применялись инфракрасное магнитолазерное излучение аппарата “Узор” и гиалуроновая кислота.
Особенности репаративного процесса изучались  на экспериментальной раневой модели, созданной на белых крысах массой 110-120 г, которым наносили на спинной стороне тела повреждения площадью 225 мм2. При создании модели инфицированной раны в область повреждения вводили 1 мл суточной культуры патогенного стафилококка штамма 209 Р (1 мл взвеси содержал 1 миллиард микробных тел). Через 48 часов рана приобретала признаки острого гнойного воспаления. Животные были разделены на три группы: 1) контрольная, ее составляли крысы со спонтанным течением репаративного процесса; 2) опытная (МЛТ) – при заживлении ран у животных данной серии ежедневно использовали магнитолазерную терапию (МЛТ); 3) опытная (ГК) – в нее входили животные, которым на рану ежедневно наносили 1 % мазь с гиалуроновой кислотой (ГК). 
Исследования велись в двух направлениях. Изучались морфологические изменения, полученные на всех уровнях структурной организации (от субклеточного до организменного) с использованием цитологических, гистологических, электронномикроскопических, морфометрических и авторадиографических методов исследования. Второе направление позволило выявить некоторые биохимические изменения, развивающиеся в процессе заживления ран. Для биохимических исследований у животных интактной серии брали навеску соединительной ткани (500 мг), а у крыс контрольной и опытной серий – грануляционную ткань. Взятие материала осуществляли через 7, 14 и 21 день после операции. Определение количества фосфоинозитидов и диацилглицеролов производили усовершенствованным методом проточной хроматографии, арахидоновой кислоты -  методом газожидкостной хроматографии, простагландины исследовались радиоиммунологическим  методом, а их количество подсчитывалось с помощью стинцилляционного счетчика.
Как известно, существует несколько классификаций раневого процесса,  но  наиболее   обоснованной   считается   классификация С.С.Гирголава [3] и R.Ross [4], по которой на микроскопическом уровне при репарации кожи выделяют три фазы: воспаления,  пролиферации,  созревания и оформления рубца [5,6].
Наши исследования показали что, стимулирующий эффект излучения инфракрасного лазера у  животных наиболее выражен на стадии воспаления. Этот фактор определяет высокую активность нейтрофилов в очаге воспаления и интенсивную продукцию в них биологически активных веществ, которые стимулируют начало макрофагической фазы воспаления. Максимальные показатели выселения и накопления нейтрофилов в очаге воспаления отмечались в более ранние сроки, чем у животных контрольной серии (312  16,27 в серии МЛТ  в 10 полях зрения через 12 часов после операции против 234 +- 21,84 в контроле). Нейтрофилы, как известно, выделяют хемотоксины, стимулирующие миграцию в очаг воспаления макрофагов и их последующую дифференцировку. В условиях применения МЛТ количество  макрофагов значительно превышает контрольные показатели (соответственно 26 +- 0,33 и 4 +- 0,57). Макрофаги характеризуются крупными размерами, их цитоплазма содержит огромное количество пищеварительных вакуолей, что свидетельствует о высокой фагоцитарной активности клеток.
Специфический количественный и качественный состав раневого эксудата в условиях МЛТ определяет в дальнейшем скорость и характер развития грануляционной ткани. Особенность формирующейся грануляционной ткани состоит в мощном развитии сосудов и отсутствии функциональных нарушений со стороны микроциркуляторного русла. Преобладающими элементами молодой ткани  являются фибробласты с высокими протеинсинтезирующими потенциями, что подтверждается данными, полученными в результате электронномикроскопических исследований.
  У животных опытной серии, подвергавшихся МЛТ, характер ультраструктурных изменений подавляющего большинства клеток свидетельствует об их значительной метаболической активности. Ядра  фибробластов крупные, овальной или округлой формы, с четким разделением на эу- и гетерохроматин, хорошо выраженным перинуклеарным пространством и порами в кариолемме. Цитоплазматический ретикулум развит хорошо и состоит из сети расширенных цистерн, заполненных мелкозернистым содержимым. Мембранные профили ретикулума плотно упакованы рибосомами, а в цитоплазме располагается огромное количество розетковидных полисомных комплексов и отдельных рибосом. В тесном контакте с мембранами цитоплазматической сети находится множество крупных митохондрий с протяженными кристами и просветленным матриксом. Кристы приобретают правильную ориентацию и между ними можно заметить  полисомные комплексы. Пластинчатый комплекс располагается не только в околоядерной зоне,   но  и периферической  части  цитоплазмы. В его состав входят уплощенные цистерны, крупные вакуоли и множество мелких везикул, распределенных по всей цитоплазме. Пузырьки, которые являются преобладающим компонентом пластинчатого комплекса, содержат мелкозернистое вещество средней электронной плотности.
Среди клеток данной популяции одновременно обнаруживаются и фиброциты. Наиболее выраженным изменениям в них подвергается цитоплазматический ретикулум, который состоит из отдельных немногочисленных каналов и цистерн, ориентированных вдоль  оси клетки. Ядра этих клеток имеют причудливую вытянутую форму и характеризуются маргинальной локализацией хроматина. Пластинчатый комплекс также слабо развит. Уменьшается количество и размеры митохондрий, кристы в них немногочисленны и правильно ориентированы, матрикс средней электронной плотности. В цитоплазме  встречаются отдельные лизосомы и ламелярные структуры. В межклеточном веществе новообразованной ткани располагаются широкие поля зрелых коллагеновых волокон с характерной поперечной исчерченностью. Волокна агрегируются в пучки, которые имеют упорядоченную направленность.
Таким образом, активность системы клеточных элементов “нейтрофил – макрофаг – фибробласт”, обеспечивает высокую пролиферативную активность последних и, тем самым, ускоряет формирование грануляционной ткани, трансформацию ее в соединительную и рост молодого эпителия. Одновременно с быстрым формированием тканей регенерата, магнитолазерная терапия изменяет и способы заживления, усиливая контракцию раны.
Гиалуроновая кислота относится к группе гликозаминогликанов и, являясь биологически активным веществом, оптимизирует заживление инфицированных ран, что особенно ярко проявляется на заключительном этапе заживления – эпителизации ран.
Нашими исследованиями доказано, что через 18 дней после операции на месте раневого дефекта у животных, находившихся под воздействием гиалуроновой кислоты, формируется органоспецифический регенерат. Его структура и толщина мало отличаются от неповрежденного эпидермиса. Базальная мембрана молодого эпителия образует множество выростов различной формы и длины, в которых формируются волосяные фолликулы и сальные железы. У контрольных животных в этот же срок, и даже через 21 день после операции, процесс полной эпителизации только завершается и на месте повреждения остается рубец большой протяженности. Эпителиальный регенерат ровный, представлен 6-8 рядами слабо дифференцированных клеток.
Результаты морфологических исследований находятся в полном соответствии с данными биохимического анализа крови и грануляционной ткани. У животных с инфицированными   ранами в условиях применения гиалуроновой кислоты наблюдается изменение процесса фосфорилирования фосфатидилинозитов в сторону повышения уровня содержания фосфатидилинозит-3-фосфатов, фосфатидилинозит-4,5-дифосфатов и фосфатидилинозит-3,4,5-трифосфатов. Одновременно отмечено, что уровень содержания фосфатидилинозит-3,4-дифосфатов на всех этапах репаративного процесса в среднем в три раза превышает их показатели у животных интактной серии. В то же время, значения других фосфорилированных в четвертой позиции инозитольного кольца форм фосфоинозитидов (фосфатидилинозит-4-фосфатов и фосфатидилинозит-4,5-дифосфатов) были ниже их показателей у контрольных животных. Приведенные данные могут свидетельствовать о различной направленности в фосфорилировании фосфоинозитидов на различных этапах заживления инфицированных ран кожи, что отражает стадийность репаративного процесса. Полученные данные согласуются с мнением ряда исследователей [7,8], показавших, что, так называемый, фосфоинозитидный ответ представляет собой универсальный трасмембранный сигнал, направленный на регуляцию многочисленных функций клетки, в том числе и ее пролиферацию.
При  гидролизе полифосфоинозитидов и других фосфолипидов могут образоваться вторичные мессенджеры, способствующие реализации  внутриклеточных процессов. Это подтверждают количественные изменения одного из продуктов  метаболизма фосфоинозитидов и других фосфолипидов – арахидоновой кислоты, уровень содержания которой через 14 дней после операции у животных опытной серии был  в 1,4 раза выше, чем в  контроле. Известно, что арахидоновая кислота принимает непосредственное участие в стимуляции пролиферативных процессов, что сопровождается мощным развитием грануляционной ткани, богатой различными клеточными элементами..
Уровень содержания диацилглицеролов у животных опытной серии, раны которых смазывали мазью с гиалуроновой кислотой, через 7 дней после операции снижался незначительно по сравнению с контролем, а начиная с 14 дня и до конца периода наблюдения соответствовал показателям у животных контрольной серии. Одновременно нами установлено, что у животных контрольной серии уровень содержания диацилглицеролов на всех этапах наблюдения был ниже, чем у животных, получавших ГК. Поддержание постоянного количества диацилглицеролов имеет важное значение, так как их считают посредниками в передаче экзогенного сигнала внутрь клетки. Кроме того известно, что они активизируют протеинкиназу С, участвующую в усилении сигнала от возбужденного рецептора клеточной поверхности к белкам-исполнителям, вызывающим репрессию или дерепрессию генов. 
В свою очередь арахидоновая кислота и диацилглицеролы являются  источниками образования простагландинов, количество которых  через  7 дней  после операции у животных, раны которых смазывали мазью с ГК, было в 1,5 раза ниже,  чем в грануляционной ткани контрольных  крыс. Этот факт можно объяснить тем, что простагландины, нарушая стабильность лизосом, высвобождают –глюкуронидазу. По данным Могилевского-Гуревич М.М. [9] повышение концентрации гиалуроновой кислоты в ткани способствует подъему активности гиалуронидаз, в том числе, и –глюкуронидазы. Можно предположить, что простагландины и гиалуроновая кислота одновременно воздействуют на воспалительную реакцию, сокращая ее во времени. Через 14 дней у животных опытной  серии уровень содержания простагландинов восстанавливался до  уровня интактных крыс, тогда как в контроле эти показатели не восстанавливались и через 21  день  после нанесения травмы.
Таким образом, нами доказано, что гиалуроновая кислота обладает выраженным стимулирующим эффектом на всех этапах осуществления посттравматической регенерации инфицированных ран кожи. У животных, находившихся в условиях применения ГК, восстановительный процесс завершается на 3 дня раньше, чем в контроле. Полученные данные позволяют обосновать показания к применению мази с гиалуроновой кислотой для стимуляции восстановительных процессов в осложненных инфекцией ранах.
Данные наших исследований дают основание предположить наличие общего механизма реализации стимулирующего эффекта при регенерации кожи. Вероятно, стимулирующий агент связывается с белками-рецепторами клеточной мембраны, вследствие чего активируются ферменты мембраны, расщепляющие полифосфоинозитиды до вторичных мессенджеров. Последние способствуют повышению активности ряда ферментов, расщепляющих ядерные белки-гистоны, что приводит к увеличению кислых, негистоновых белков и тем самым к дерепрессии отдельных генов. В результате наблюдается активация процессов репликации ДНК, транскрипции и трансляции, ускорение синтеза основных ферментных систем, повышение пролиферативной активности клеток, а, следовательно, и стимуляции процессов регенерации тканей.

Список литературы
1.Чернух А.М. Кожа. //М.-1982.
2. Хлыстова З.С., Калинина И.И., Хавинсон В.Х. Кожа как орган иммуногенеза. //Морфология    раневого    процесса.:    Тез.докл.на научной конф.-С.-Петербург.-1992.-С.50.
3.Гирголав С.С. Огнестрельная рана.- Л.-1959.-331 с.
4.Ross R.  The  fibroblast   and   wound   repair. //Biol.Rev.(Cambr.).-1968.-Vol.43,N1.-P.51-95.
5.Хомулло Г.В.  Репаративные  процессы у животных при различных изменениях нейроэндокринной регуляции.     //Дисс.докт.мед.наук.-Калинин.-1967.
6.Ефимов Е.А. Кожа.//Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций. /Под ред.Д.С.Саркисова.-М.,Медицина.-1987.-Гл.5.-С.-84-100.
7.Бажурина И.М., Панов М.А. Механизмы формирования клеточного ответа на внешние воздействия. //Итоги науки и техники ВИНИТИ. Серия: общие проблемы физ.-хим.биологии. – М., 1986.- С.258.
8. Bell R.M. Protein kinase C activation by diacylglycerol second messengers. //Cell. – 1990.- №5.- P.631-632.
9.Могилевский-Гуревич М.Ш. Экспериментальные исследования системы гиалуронидаза-гиалуроновая кислота и ее роль в патологии. //Автореф. на …д.м.н.- Л.- 1969.- 35 с.