神经在皮肤创伤再生和瘢痕愈合中的作用
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创伤愈合创伤愈合(wound healing)是指机体遭受外力作用,皮肤等组织出现离断或缺损后的愈复过程,为包括各种组织的再生和肉芽组织增生、瘢痕形成的复杂组合,表现出各种过程的协同作用。
一、创伤愈合的基本过程最轻度的创伤仅限于皮肤表皮层,稍重者有皮肤和皮下组织断裂,并出现伤口;严重的创伤可有肌肉、肌腱、神经的断裂及骨折。
下述有伤口的创伤愈合的基本过程。
1.伤口的早期变化伤口局部有不同程度的组织坏死和血管断裂出血,数小时内便出现炎症反应,表现为充血、浆液渗出及白细胞游击,故局部红肿。
白细胞以中性粒细胞为主,3天后转为以巨噬细胞为主。
伤口中的血液和渗出液中的纤维蛋白原很快凝固形成凝块,有的凝块表面干燥形成痂皮,凝块及痂皮起着保护伤口的作用。
2.伤口收缩 2~3天后伤口边缘的整层皮肤及皮下组织向中心移动,于是伤口迅速缩小,直到14天左右停止。
伤口收缩的意义在于缩小创面。
实验证明,伤口甚至可缩小80%,不过在各种具体情况下伤口缩小的程度因动物种类、伤口部位、伤口大小及形状而不同。
伤口收缩是伤口边缘新生的肌纤维母细胞的牵拉作用引起的,而与胶原无关。
因为伤口收缩的时间正好是肌纤维母细胞增生的时间。
5-HT、血管紧张素及去甲肾上腺素能促进伤口收缩,糖皮质激素及平滑肌拮抗药则能抑制伤口收缩。
抑制胶原形成则对伤口收缩没有影响,植皮可使伤口收缩停止。
3.肉芽组织增生和瘢痕形成大约从第3天开始从伤口底部及边缘长出肉芽组织,填平伤口。
毛细血管大约以每日延长0.1~0.6mm的速度增长,其方向大都垂直于创面,并呈袢状弯曲。
肉芽组织中没有神经,故无感觉。
第5~6天起纤维母细胞产生胶原纤维,其后一周胶原纤维形成甚为活跃,以后逐渐缓慢下来。
随着胶原纤维越来越多,出现瘢痕形成过程,大约在伤后一个月瘢痕完全形成。
可能由于局部张力的作用,瘢痕中的胶原纤维最终与皮肤表面平行。
瘢痕可使创缘比较牢固地结合。
伤口局部抗拉力的强度于伤后不久就开始增加,在第3~5周抗拉力强度增加迅速,然后缓慢下来,至3个月左右抗拉力强度达到顶点不再增加。
无瘢痕愈合的细胞外基质研究进展作者:赵明权张刚来源:《中国美容医学》2008年第07期自从1971年Burrington首次发现胎儿皮肤创伤后修复无瘢痕形成,并确定无瘢痕愈合的概念以来,不仅发现胎儿可以无瘢痕愈合,而且女性月经期子宫内膜也可以无瘢痕愈合。
不少学者对无瘢痕愈合机制进行了许多研究,发现无瘢痕愈合的机制可能与炎症的低反应,效应细胞成纤维细胞的数量和功能,细胞外基质的成分和数量,基因(prx-2和hoxb13)的表达差异及特殊环境等有关。
本文就近年来无瘢痕愈合的细胞外基质研究状况综述如下。
1蛋白1.1 胶原纤维:胶原纤维是正常真皮结缔组织和各种瘢痕组织的主要结构蛋白,由成纤维细胞合成和分泌,胶原纤维有不同的亚型,在早中期胚胎皮肤中,胶原蛋白以Ⅲ型为主,至成年时逐渐转化以I型为主,不同的亚型胶原蛋白组成的胶原纤维粗细不同,且排列方式不同。
由Ⅲ型胶原蛋白组成的胶原纤维较细,排列较规则,形成松散疏松的网状结构,而I型胶原蛋白组成的胶原纤维较粗,排列紧密和不规则。
提示局部胶原含量和胶原构成的比例不同可能是无瘢痕愈合的重要原因之一。
1.2 伴侣素和线粒体蛋白P1前体:分子伴侣在细胞内能够协助其他多肽进行折叠等发挥重要的生理作用。
邱俊等[1]研究发现伴侣素/线粒体蛋白P1前体在胎兔皮肤伤口后表达增加,它们能够协助其他蛋白和多肽的折叠、组装和转运,维持正确构象的微管蛋白和微丝蛋白,保持正确的细胞骨架,从而发挥促进伤口愈合的作用。
1.3 波形蛋白和微管蛋白β多肽:波形蛋白是中等纤维的主要成分之一,在成纤维细胞中起着细胞支架与网络的作用。
邱俊研究发现波形蛋白在伤后的胎兔皮肤中表达高于未受伤胎兔和成年兔。
波形蛋白在成年个体伤后可能促进瘢痕的增殖。
在胚胎时具有调整胶原纤维的排列,抑制瘢痕增生与愈合的作用。
胎兔伤后皮肤中微管蛋白β多肽表达增加,微管蛋白可能在促进细胞增殖,分化和保护上皮组织等方面起一定作用[1]。
BMPs在皮肤伤口愈合和瘢痕形成中的作用研究进展作者:黄欣麦慧来源:《中国美容医学》2014年第07期骨形成蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)属于转移生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β) 超家族(BMP-1除外),目前已知的有20多种亚型,是分泌型糖蛋白,可通过自分泌或旁分泌的方式发挥作用,控制多项细胞进程,如:细胞周期和分化、成熟、发育、运动、粘附、神经元生长、骨形态发生和伤口愈合[1]。
在20世纪70年代末,BMPs被发现是一种有效的骨形成诱导物[2],近10年来,组织工程学的发展, 作为是骨再生的可能关键因素之一,BMPs受到极度重视,随后,BMPs在其他组织和生物过程的重要性很快被证实。
具有活性的二聚体是由两个BMPs的单体通过二硫化桥梁所形成的,为同型二聚体或异源二聚体,BMPs是通过有效的IA或IB型受体与Ⅱ型受体的协助完成来信号的传导,首先是在细胞表面接受配体信号,进而在胞浆内进行处理,信号最终进入胞核而发挥作用。
BMPs与跨细胞膜的丝氨酸-苏氨酸激酶构成的特殊的I型和 II 型受体结合,可诱导两种不同的信号通路:“典型”信号通路由 Smad蛋白引导,通过受体磷酸化将信号转导至核内。
“非典型”信号通路则为裂丝原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK) 通路。
实际上,考虑到骨和皮肤在形态发生和损伤后愈合过程中有一定程度的相似性,令人联想到BMPs也许在皮肤伤口愈合和瘢痕形成过程中扮演重要角色。
近年来,这一领域也有不少研究和进展,本文就此综述如下。
1皮肤伤口愈合与瘢痕皮肤损伤后,愈合过程可分为在时间和空间上相互重叠的四个时期[3]:①出血和血液凝固期:纤维蛋白栓子和血小板聚集释放炎性介质如细胞因子、趋化因子和生长因子等,并激活伤口愈合的炎症期;②炎症期:主要表现为细胞反应,早期为中性粒细胞反应,后期变为单核细胞反应。
TGF—β亚型在创伤愈合及瘢痕形成中的作用作者:张旭张选奋来源:《中国美容医学》2014年第04期创伤愈合有两种形式,完全性修复(即再生)和瘢痕性愈合。
转化生长因子-β(transforming growth factor β,TGF-β)是迄今为止与创伤愈合关系最为密切的生长因子,TGF-β至少有6个亚型,各亚型之间有64%~82%的同源性[1],在成人皮肤组织中,TGF-β1、β2、β3 三种异构体均有阳性表达。
TGF-β1、β2、β3参与创伤愈合的诸多步骤:炎症反应、促血管新生、成纤维细胞增殖、胶原合成与分解以及新的ECM重建。
以往研究大都聚焦于TGF-β亚型对创伤愈合的促进作用,但TGF-β亚型在创伤愈合和瘢痕形成中的具体作用机制尚未明晰,且近年有关TGF-β亚型对创伤愈合和瘢痕形成有负性作用的报道逐渐增多。
本文的目的在于系统梳理TGF-β亚型对创伤愈合和瘢痕形成的正反两方面作用,找出存在的疑点与矛盾,展望实现皮肤创伤再生修复的可能研究途径。
1 TGF-β1在创伤愈合及瘢痕形成中的作用正常皮肤创伤形成初期,TGF-β1在创缘皮肤中的含量即明显增加[2],并在创伤愈合过程中持续高表达,而在慢性难愈创面中往往观察到TGF-β1低信号[3-5],提示TGF-β1可促进创面愈合。
然而,Smad缺陷小鼠以及正常小鼠应用TGF-β1受体(TβR)拮抗剂后都表现出再上皮化加速,创伤愈合加速[6-8],提示TGF-β1可能对创面愈合有负性作用。
在无瘢痕愈合研究中,发现前2/3孕期间胎儿皮肤伤口中TGF-β1呈明显的低表达[9],在瘢痕疙瘩和增生性瘢痕中TGF-β1明显高表达,而在正常皮肤中几乎不表达[10],推测TGF-β1可促进瘢痕形成。
然而,TGF-β1的抗炎作用[11]、对角质形成细胞(KC)及胎儿成纤维细胞的抑制作用[12],又与早期胎儿创伤无收缩、无炎症的无瘢痕愈合相吻合,提示TGF-β1可能对瘢痕形成有抑制作用。
病理学:纤维性修复纤维性修复是指缺损处或周围肉芽组织增生,溶解、吸收损伤局部的坏死组织及其他异物,并填充组织缺损,以后肉芽组织转化成以胶原纤维为主的瘢痕组织,修复便告完成。
一、肉芽组织肉芽组织由新生的薄壁毛细血管以及增生的成纤维细胞构成,并伴有炎性细胞浸润,肉眼表现为鲜红色,颗粒状,柔软湿润,形似鲜嫩的肉芽故而得名。
(1)肉芽组织的成分和形态:镜下可见三种成分:新生的毛细血管、成纤维细胞、炎性细胞。
内皮细胞增生形成的实性细胞索及扩张的毛细血管,对着创面垂直生长,并以小动脉为轴心,在周围形成神状弯曲的毛细血管网,在此种毛细血管周围有许多新生的成纤维细胞,此外有大量的渗出液及炎性细胞。
炎性细胞常以巨噬细胞为主,也有多少不等的嗜中性粒细胞及淋巴细胞。
肉芽组织中一些成纤维细胞的胞浆中含有细肌丝,此种细胞除有成纤维细胞的功能外,尚有平滑肌的收缩功能,因此称其为肌成纤维细胞。
(2)肉芽组织的作用及结局:肉芽组织在损伤修复过程中有重要作用。
1)抗感染保护创面;2)填补创口及其他组织缺损;3)机化或包裹坏死、血栓、炎性渗出物及其他异物。
肉芽组织在损伤2〜3天后出现,向坏死或缺损处生长推进填补创口或机化异物。
随着时间的推移(1〜2周),逐渐成熟,炎性细胞减少甚至消失,毛细血管减少,闭塞。
成纤维细胞产生越来越多的胶原纤维后转变为纤维细胞,至此,肉芽组织成熟为纤维结缔组织,并逐渐转化为老化的瘢痕组织。
二、瘢痕组织瘢痕组织是指肉芽组织完成损伤修复作用后改建成熟形成的纤维结缔组织。
瘢痕组织由大量平行或交错分布的胶原纤维束组成,纤维束往往呈均质性红染即玻璃样变。
(1)瘢痕组织对机体有利的一面:1)填补连接创口,可使组织器官保持完整性;2)胶原纤维可使这种填补及连接相当牢固,使组织器官保持其完整性。
(2)瘢痕组织对机体不利的一面:1)瘢痕收缩可使关节挛缩或活动受限,形成幽门梗阻;2)瘢痕性粘连;3)器官内广泛性损伤导致广泛性纤维化、玻璃样变,可发生器官硬化;4)瘢痕组织增生过度,又称肥大性瘢痕,可形成瘢痕疙瘩三、创伤愈合创伤愈合是指机体遭受外力作用,皮肤等组织出现离断或缺损后的愈合过程,包括各种组织的再生和肉芽组织增生、瘢痕形成的复杂组合,表现出各种过程的协同作用。