СТРУКТУРНАЯ ДИНАМИКА волокнистой основы РЕПАРАТИВНОГО РЕГЕНЕРАТА ПРИ СПОНТАННОМ ЗАЖИВЛЕНИИ КОЖНОЙ РАНЫ

Аннотация:

Структурная динамика волокнистой основы репаративного регенерата при спонтанном заживлении кожной раны имеет многоэтапный характер, последовательно переходит от одного уровня организации к другому, более сложному, образует многоуровневую 3D-конструкцию, включающую молекулярные, надмолекулярные, фибриллярные, волоконные и тканевые элементы. Сформированный репаративный регенерат интегрирован с сохранившейся кожей и имеет с ней единую волокнистую основу, в которой присутствуют три части, различающиеся по организации волокнистыми конструкциями: атипичной (центральной), тканеорганоспецифичной (периферической) и переходной. Ключевые слова: кожная рана, структура репаративного регенерата, спонтанное заживление, фиброгенез. Кожа является самым крупным органом, выполняющим целый ряд важных функций, главная из которых — защитно-изолирующая, или пограничная. В связи с этим она постоянно подвержена воздействию неблагоприятных факторов внешней среды, часть из которых вызывают в ней различные по обширности и глубине повреждения. Сложившиеся эволюционно тканевые механизмы регенерации у млекопитающих и в том числе у человека в постнатальном периоде не обеспечивают полноценного (морфологически и функционально) заживления раневых дефектов, которое завершается образованием кожного регенерата — рубца. Атипичность строения репаративного регенерата связана в основном с атипичностью строения его волокнистой основы, которая состоит из коллагеновых волокон, отличающихся от таковых в нормальной дерме. Попытки приблизить 3D-конструкцию репаративного регенерата к нативной пока безуспешны. Учитывая, что формирование волокнистой основы репаративного регенерата имеет многоэтапный характер — молекулярный, субмолекулярный, фибриллярный, волоконный и тканевой, возможности влияния на будущий регенерат логично искать в динамике этого процесса. Однако освещение последнего в литературе практически отсутствует. Целью данного исследования являлось формирование волокнистой основы репаративного регенерата при спонтанном (естественном) заживлении кожной раны. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ. Кожные раны размером 1х1 см моделировали у белых крыс-самцов Вистар (п=50) массой 180-200 г путем иссечения кожи по глубине до фасции подкожной мышцы. Возраст животных в начале эксперимента составлял 24 нед. Протокол экспериментов (выбор, содержание животных, проведение операций и выведение их из опыта) был составлен в соответствии с принципами биоэтики, правилами лабораторной практики (GLP), Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных (1985 г.) и Приказом МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г. "Об утверждении правил лабораторной практики". Материалом исследования служили фрагменты кожи (2x2 см), включающие зону раневого дефекта (1x1 см), формирующийся на его месте регенерат и окружающая его кожа. Образцы были взяты через 3, 7, 14, 21 и 30 сут. Для световой микроскопии (СМ) и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) кожу фиксировали 10% забуференным нейтральным формалином, обезвоживали в замороженном состоянии в спиртах возрастающих концентраций. Для СМ обезвоженные образцы заливали в парафин. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином, по Маллори. Гистологические препараты изучали в светооптическом прямом микроскопе "Eclipse 80i" ("Nikon"). Для СЭМ после спиртового обезвоживания образцов использовали метод сушки в критической точке с помощью аппарата Quorum К350 ("Quorum Gala Instrument GmbH"). Подготовленные таким образом образцы монтировали на специальный алюминиевый столик токопроводящим углеродным клеем, напыляли золотом или платино-пападиевым сплавом в напылительной установке "Quorum Q150TS" ("Quorum Gala Instrument GmbH) и просматривали в сканирующем электронном микроскопе "Hitachi" S 3400N. Для трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ) исследуемые фрагменты измельчали до размеров 1x1 мм, фиксировали в 1.5% глута-ровом альдегиде на какодилатном буфере, дофиксировали тетраоксидом осмия на том же буфере. Обезвоживали в спиртах возрастающих концентраций и заливали в эпоксидную смолу аралдит. После полимеризации смолы готовили полутонкие и ультратонкие срезы на ультрамикротоме "Leica" ЕМ UC7. Полутонкие срезы окрашивали азур-эозином и исследовали в качестве гистологических препаратов для выбора места для ультратонких срезов, которые исследовали в просвечивающем электронном микроскопе ("Hitachi" НТ-7700). РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Началом построения волокнистой основы кожного репаративного регенерата является синтетическая активность фибробластов, мигрировавших в рану из соединительной ткани, окружающей дефект (в основном из рыхлой неоформленной соединительной ткани сохраненной подкожной фасции и сосудов). Они пролиферируют и синтезируют компоненты нового внеклеточного матрикса, которые представлены свободно расположенными электронноплотными гранулами диаметром 5-10 нм или их аморфными скоплениями, или небольшими цепочками (рис. 1, а). В этом матриксе, во всем его объеме, полилокально происходит структурирование его компонентов в виде многоуровневых надмолекулярных агрегатов. Первыми в структурной волокнистой иерархии появляются визуализируемые с помощью ТЭМ коллагеновые фибриллы, складывающиеся из цепочек электронноплотных гранул (рис. 1, б). Начальная толщина видимых образующихся фибрилл составляет 20 нм, длина — около 50 нм. На первом этапе фибриллообразования преобладают фибриллы с минимальными размерами. Постепенно происходит увеличение их толщины до 50 нм и длины до 100-200 нм. У части фибрилл хорошо визуализируются тонкие линии поперечной исчерченности, образующие характерную периодичность структуры фибрилл, которая является их специфичным морфологическим маркером (рис. 1, в). В отдельных местах, в скоплениях новообразованных фибрилл последние не имеют какой-либо определенной преимущественной ориентации (рис. 1, г). В других местах десятки фибрилл располагаются параллельно друг другу. Наряду с увеличением размеров фибрилл (поперечных и продольных)происходит их дальнейшее новообразование, поэтому во внеклеточном матриксе накапливаются различные по размерным характеристикам и ориентации коллагеновые фибриллы. Наблюдается относительно равномерное распределение фибрилл в пространстве дефекта. Часть коллагеновых фибрилл с незавершенной молекулярной интеграцией взаимодействует концевыми отделами, формируя более длинные фибриллы. Таким образом, используются два механизма удлинения фибрилл — наращивание за счет торцевого присоединения надмолекулярных агрегатов и объединение сформированных фибриллярных фрагментов за счет концевых взаимодействий. В результате этого к 7-м суткам образуется единый фибриллярный остов. Одновременно с началом образования остова в него начинают врастать кровеносные сосуды (капилляры), и к 7-м суткам образуется грануляционная ткань—соединительная ткань с большим количеством сосудов. В образовавшемся матриксе появляются локусы агрегации, в которых фибриллы ориентируются параллельно друг другу и сближаются до расстояния меньше 20 нм. Промежутки между ними заполнены мелкогранулярным электронноплотным веществом. На 14-е сутки формируются волокнистые элементы следующего уровня агрегации — коллагеновые волокна. Большая часть таких волокон имеет пластинчатую форму со спиральной конформацией (рис. 2, а, б). При формировании волокон в их структуру включаются отростки фибробластов. Следует отметить, что построение плоских волокон происходит в составе единого фибриллярного каркаса, т.е. отдельных плоских коллагеновых волокон в волокнистой части регенерата не существует. Толщина таких волокон, являющихся фрагментами каркаса, составляет 1-5 мкм и зависит от количества слоев фибрилл, входящих в состав волокна (рис. 2, в). Максимальное расстояние между такими волокнами 100 мкм. Очевидно, что межволоконные пространства являются единой системой своеобразных интерстициапьных каналов (капилляров). Большая часть межволоконных пространств на перпендикулярном поверхности кожи срезе имеет форму эллипсоидов. Эти пространства заполнены неструктурированной частью внеклеточного матрикса. Общая ориентация плоских волокон по отношению к поверхности кожи тангенциальная или параллельная. К 21-30-м суткам дальнейшее формирование волокнистой основы регенерата проявляется утолщением (10-15 мкм) плоских волокон за счет агрегации на их поверхности новых слоев коллагеновых фибрилл с одновременным уменьшением межволоконных пространств до 5-7 мкм (рис. 2, г). Несколько изменяется форма утолщенных коллагеновых пластинок. В их поверхностном слое коллагеновые фибриллы не имеют выраженной преимущественной ориентации. Еще одной неотъемлемой частью регенераторного процесса является интеграция новообразующегося репаративного регенерата с оставшейся после повреждения дермой, основную часть которой составляет ее волокнистая основа. В оставшемся пограничном участке дермы между коллагеновыми волокнами, обращенными в кожный дефект, расширены межволоконные пространства (рис. 3, а, б). В свою очередь, наблюдается дезинтеграция пограничных частей коллагеновых волокон на отдельные коллагеновые фибриллы, а последних — на микрофибриллы: промежуточную волокнистую структуру между молекулами и фибриллами (рис. 3, в), Эти структуры окружаются новообразованным неструктурированным внеклеточным матриксом и одновременно с его структурированием интегрируются с формирующейся волокнистой основой репаративного кожного регенерата (рис. 3, г). Из-за разной конструктивной формы коллагеновых волокон сохранившейся дермы и регенерата на месте его интеграции формируется переходная волокнистая структура — третья конструктивная зона, которая отличается от двух других зон (регенерата и сохранившейся дермы) взаиморасположением фибрилл в волокнах, формой самих волокон и их пространственным взаимодействием. Зона перехода окружает со всех сторон новообразованный регенерат, кроме места его контакта с эпителием. Важной особенностью вновь образованного репаратативного регенерата является то, что его форма и размер не совпадают с иссеченным фрагментом кожи, а также с возникшим в результате этого дефектом. Так, объем или площадь на перпендикулярном поверхности кожи срезе новообразованного атипичного регенерата — рубца — значительно меньше изначально созданного дефекта, а по глубине он выходит за естественные границы волокнистой части дермы и заполняет то место, где находились подкожные слои жировой и мышечной ткани, до подкожной фасции в иссеченном фрагменте. Частичное несоответствие по объему (недостаток) компенсирует прилегающая к дефекту интактная дерма, перемещающаяся в дефект и заполняющая его значительную периферическую часть. В свою очередь, регенерат заходит под переместившуюся в дефект дерму, до оставшегося подкожного жирового и мышечного слоя кожи, и его коллагеновые волокна интегрируются с коллагеновыми волокнами этих слоев. В сформировавшуюся волокнистую часть атипичного регенерата не врастают производные эпидермиса, который его покрывает. После заживления редуцируется большая часть сосудов грануляционной ткани.

Авторы:

Издание: Бюллетень экспериментальной биологии и медицины
Год издания: 2018
Объем: 5с.
Дополнительная информация: 2018.-N 8.-С.236-240. Библ. 10 назв.
Просмотров: 30