Заживает рана: Лактобактерии помогли ускорить заживление ран • Алёна Сухопутова • Новости науки на «Элементах» • Биотехнологии, Медицина, Микробиология

Лактобактерии помогли ускорить заживление ран • Алёна Сухопутова • Новости науки на «Элементах» • Биотехнологии, Медицина, Микробиология

Ученым удалось разработать уникальный биоинженерный метод ускоренного заживления ран. Они «научили» лактобактерии Lactobacillus reuteri синтезировать хемокин CXCL12, стимулирующий деление и работу макрофагов. Обычно этот хемокин быстро дезактивируется энзимом CD26. Однако повышенная кислотность, которую эти бактерии создают вокруг себя, снижает активность CD26, что приводит к значительному повышению эффективности метода. Эксперименты показывают, что применение нового способа лечения может решить проблему незаживающих ран у больных ишемией и диабетом.

Многим из нас еще с детства знакомы царапины, ссадины и другие повреждения кожи, которые, бывает, заживают довольно долго. Кроме того, что рана уже сама по себе является досадной неприятностью, необходимо следить за ее чистотой, чтобы не занести инфекцию. Пожалуй, никто не отказался бы от волшебного лекарства из сумочки Гермионы, которое полностью заживит рану в считанные секунды и не оставит никаких шрамов.

Кстати, шрамы после заживания ран — тоже серьезная проблема, которую пытаются решить исследователи (см.: Регенерация покровных тканей без шрамов возможна у млекопитающих, «Элементы», 01.12.2015). Уже известны многие заживляющие средства, помогающие организму бороться с нарушением кожных покровов (см., например, статью Косметика, которая лечит и новость Клеточный каркас способствует заживлению тканей, «Элементы», 04.05.2005). Они бывают доступными и не очень, у них разная эффективность, но панацеей ни одно из них является.

Способствующее заживлению ран лекарство пригодится многим и особенно тем, кто страдает от многолетних трофических язв, незаживающих порезов и других подобных патологий. Для больных периферической ишемией (сниженным кровообращением в отдельных тканях) и хронической гипергликемией (сахарным диабетом), при которых на коже могут образовываться стойкие плохо заживающие язвы, волшебством уже будет, если их раны будут заживать с нормальной скоростью.

Шаг за шагом ученые приближаются к получению такого чудодейственного средства. Очередной результат на этом пути удалось получить группе исследователей из нескольких научных учреждений Европы во главе с Мией Филлипсон (Mia Phillipson). Они работали с хемокином CXCL12 (chemokine (C-X-C motif) ligand 12, также известный под другим обозначением — SDF-1). Ранее было установлено, что эта сигнальная молекула, способная привлекать к себе клетки иммунной системы и повышать выживаемость клеток, оказывает заживляющее действие на кожные раны (G. Feng et al., 2014. Processing of CXCL12 impedes the recruitment of endothelial progenitor cells in diabetic wound healing) и восстанавливает нормальное кровообращение (M. A. Kuliszewski et al., 2011. Vascular gene transfer of SDF-1 promotes endothelial progenitor cell engraftment and enhances angiogenesis in ischemic muscle).

Но, к сожалению, даже для этих скромных результатов необходимо множество процедур, так как активное вещество в ране постоянно инактивируется. Исследователи наносили CXCL12 на порезы кожи у мышей (на задних лапах). Разовая ежедневная обработка этим веществом не приносила никакого результата. Относительное ускорение заживления раны происходило только, если обработка производилась каждые 10 минут в течение часа — и так каждый день. То есть необходимо постоянное поступление CXCL12, чтобы эффект был заметен.

Это происходит из-за выделения в ране энзима дипептидилпептидазы-4 (CD26), который является поверхностным антигеном и защищает организм от инфекций. Этот энзим может расщеплять очень широкий спектр соединений и в том числе реагирует с хемокином CXCL12, расщепляет и дезактивирует его. Но при наличии средств, предотвращающих проникновение инфекций в рану, CD26 перестает нам помогать и лишь доставляет неприятности. Ранее уже было выяснено, что работа CD26 зависит от кислотности среды (pH). Авторы обсуждаемой статьи обрабатывали раны мышей хемокином CXCL12 в растворах с разной кислотностью (со значениями pH 8,3, 7,3, 6,3 и 5,3). При меньших значениях pH и, соответственно, большей кислотности активность CD26 снижалась, однако наилучшее заживление ран наблюдалось при pH = 6,3.

С помощью генной инженерии они придали бактерии Lactobacillus reuteri способность синтезировать необходимый хемокин. При этом выделение CXCL12 происходит только после искусственной активации бактерии с помощью специального вещества и длится более 10 часов.

Обработка такими бактериями раны один раз в день значительно улучшила заживление кожных порезов у здоровых мышей (рис. 1). Наиболее заметна разница в первые 24 часа, когда в присутствии живых активированных лактобактерий происходит закрытие раны и ее площадь значительно сокращается за счет стягивания краев.

В обработанных ранах исследователи обнаружили ускорение деления клеток кожи, а так же увеличение количества макрофагов и выделяемого ими трансформирующего ростового фактора бета (TGF-β), необходимого для регулирования деления и дифференцировки клеток. Около половины этих макрофагов, судя по наличию маннозного рецептора (MMR), участвуют в ремоделировании кожных покровов. В ране повысилась плотность макрофагов, имеющих рецептор к CXCL12, а кроме того увеличилось количество макрофагов, которые сами синтезировали CXCL12. Роль всех этих макрофагов в заживлении раны пока не совсем ясна, но уже известно, что именно они участвуют в регенерации конечностей у аксолотля (см.: Макрофаг — столп регенерации). Авторы обсуждаемой статьи показали, что у мышей со сниженным количеством макрофагов процесс заживления ран идет с нарушениями и при этом обработка ран исследуемым бактериальным препаратом не приводит к заметным улучшениям. Поэтому можно заключить, что работа нового препарата происходит посредством активации макрофагов разных типов, и именно они участвуют в заживлении раны (рис. 2).

У мышей с ишемией задней лапы кровоток нарушен, а заживление раны происходит значительно дольше, чем у здоровых мышей. Обработка раны препаратом с L. reuteri, синтезирующей хемокин, привела к ускорению заживления раны, особенно в первый день после нанесения раны (рис. 3, В). У мышей с гипергликемией, то есть повышенным содержанием глюкозы в крови — основным симптомом сахарного диабета, скорость заживления ран зависит от индивидуальных особенностей организма. Обработка ран препаратом с лактобактериями в среднем ускорила их закрытие в первые два дня, однако позже значимых различий не наблюдалось (рис. 3, С).

Работа генномодифицированных бактерий так же оказывает воздействие на кровоток вокруг раны. В норме после ранения происходит быстрое сокращение сосудов и на стадии воспалительного процесса наблюдается гиперемия, переполнение этих сосудов кровью из-за их малой проходимости. При ишемии гиперемия вокруг ран не наблюдается, нет ее и у мышей с гликемией, потому что кровоток при этих заболеваниях значительно уменьшен. Обработка ран препаратом с лактобактериями у всех мышей (в том числе и у мышей с гликемией) приводила к нормализации кровотока вокруг раны.

Исследователи проанализировали, какие побочные эффекты могут быть от подобного препарата. Для этого они значительно увеличивали дозировку, но ни при каких условиях не удалось обнаружить в кровотоке ни бактерию L. reuteri, ни производимые ею повышенные количества CXCL12. Тот факт, что препарат не вызывал усиления гиперемии, а даже напротив, снижал ее, свидетельствует о том, что присутствие бактерии в ране не стимулирует никакого дополнительного воспаления.

Авторы также произвели первые шаги по проверке работы нового препарата на людях (рис. 4). Они использовали донорскую кожу, оставшуюся после операций. Диски такой кожи можно содержать на питательной среде и они тогда способны некоторое время вести себя как полноценный кожный покров. Оказалось, что раны и на такой коже, если обработать их препаратом с вырабатывающими CXCL12 лактобактериями, заживают быстрее.

К сожалению, увеличение концентрации бактерий в препарате не дает улучшения результата, и здесь мы, похоже, наталкиваемся на установленный самой природой предел возможностей организма. Однако и полученное ускорение заживления кожных ран на данный момент является наилучшим известным результатом. Это, несомненно, новый шаг в улучшении качества жизни больных ишемией и диабетом. Кроме того, в будущем этот препарат может помочь всем нам: он относительно доступен и может храниться в замороженном виде (исследователи проверили, что эффективность от этого не падает). А само понимание процесса заживления ран и роли разных веществ в нем позволит разрабатывать все новые и новые методы.

Источник: Evelina Vågesjö, Emelie Öhnstedt, Anneleen Mortier, Hava Lofton, Fredrik Huss, Paul Proost, Stefan Roos and Mia Phillipson. Accelerated wound healing in mice by on-site production and delivery of CXCL12 by transformed lactic acid bacteria // PNAS. 2018. DOI: 10.1073/pnas.1716580115.

Алена Сухопутова

Антибиотики и антисептики для лечения хирургических ран, заживающих вторичным натяжением

Что такое «хирургические раны, заживающие вторичным натяжением»?

Это хирургические раны, которые оставляют открытыми для заживления в результате роста новой ткани, а не закрывают обычным способом с помощью швов или других методов, когда концы раны сводят вместе. Обычно этот метод (заживления раны вторичным натяжением) используют при высоком риске инфекции или большой потере тканей в области раны. Подобным образом часто лечат хронические раны в складке между ягодицами (пилонидальные синусы/пазухи) и некоторые виды абсцессов.

Зачем антибиотики и антиспетики используют в лечении хирургических ран, заживающих вторичным натяжением?

Одна из причин, по которым рану оставляют заживать вторичным натяжением после операции, это предполагаемый высокий риск развития инфекции в ране. Если рана уже инфицирована, антибиотики или антисептики применяют, чтобы уничтожить или замедлить рост микроорганизмов, вызывающих инфекцию, и предотвратить дальнейшее развитие и распространение инфекции. Также они могут способствовать заживлению раны. Даже если рана явно не инфицирована, в ней обычно присутствуют популяции микроорганизмов. Считают, что заживление пойдет лучше, если сократить число этих популяций микроорганизмов с помощью антибактериальных средств. Однако, нет четкой взаимосвязи между инфекцией и популяциями микроорганизмов в ранах и заживлением раны.

Что мы нашли

В ноябре 2015 года мы провели поиск максимально возможного числа рандомизированных контролируемых исследований, рассматривающих использование антибиотиков и антисептиков у участников с хирургическими ранами, заживающими вторичным натяжением. Мы обнаружили 11 исследований, в которых приняли участие 886 человек. Во всех исследованиях рассматривали различные сравнения. Были включены несколько различных типов ран. В исследованиях изучали раны после ампутации «диабетической стопы», хирургического лечения пилонидального синуса, лечения разнообразных типов абсцесса, хирургического лечения геморроя, осложнений после кесарева сечения и заживление «отверстий», образованных во время операции хирургами (таких, как колостома).

В большинстве исследований сравнивали различные виды антибактериального лечения с лечением, не обладающим антибактериальной активностью, а в четырех исследованиях сравнивали различные виды антибактериального лечения. Хотя в некоторых клинических испытаниях полагали, что один из видов лечения может быть лучше, чем другой, эти доказательства были ограничены размером исследований, способами их проведения и представления результатов. Число участников во всех исследованиях было низким, а в некоторых случаях даже очень низким. Во многих исследованиях отсутствовала важная информация о том, каким образом они проводились, что не позволяет говорить о правдивости их результатов. Чтобы выяснить эффекты антимикробного лечения хирургических ран, заживающих вторичным натяжением, необходимо больше исследований лучшего качества.

Данные актуальны по ноябрь 2015 года.

Заметки по переводу: 

Перевод: Кукушкин Михаил Евгеньевич. Редактирование: Юдина Екатерина Викторовна. Координация проекта по переводу на русский язык: Cochrane Russia — Кокрейн Россия (филиал Северного Кокрейновского Центра на базе Казанского федерального университета). По вопросам, связанным с этим переводом, пожалуйста, обращайтесь к нам по адресу: [email protected]

Как заживают раны | Johns Hopkins Medicine

Как заживают раны | Медицина Джона Хопкинса

Большинство из нас воспринимает заживление ран как должное. Если вы получили небольшой порез, вы можете очистить его, наложить повязку и жить дальше. Тем не менее, под этой повязкой (или на открытом воздухе) тело организует сложный каскад событий, направленных на заживление больших и малых ран.

Основные этапы заживления ран:

1. Остановка кровотечения (гемостаз). При порезах, царапинах или проколах кожи обычно начинается кровотечение. В течение нескольких минут или даже секунд клетки крови начинают слипаться и образовывать сгустки, защищая рану и предотвращая дальнейшую потерю крови. Эти сгустки, которые по мере высыхания превращаются в струпья, создаются клетками крови, называемыми тромбоцитами. Сгусток также содержит белок, называемый фибрином, который образует сетку, удерживающую сгусток на месте.

2. Воспаление. Как только рана закрывается сгустком, кровеносные сосуды могут немного открыться, чтобы позволить свежим питательным веществам и кислороду попасть в рану для заживления. Кислород, переносимый кровью, необходим для заживления. Также важен правильный баланс кислорода — слишком много или слишком мало, и рана не заживет должным образом. Другой тип клеток крови, лейкоциты, называемые макрофагами, берут на себя роль защитников ран. Эта клетка борется с инфекцией и наблюдает за процессом восстановления. В это время вы можете увидеть немного прозрачной жидкости на порезе или вокруг него. Это помогает очистить рану. Макрофаги также производят химические мессенджеры, называемые факторами роста, которые помогают заживлению раны.

3. Рост и перестройка. Клетки крови, в том числе богатые кислородом эритроциты, прибывают, чтобы помочь построить новую ткань. Химические сигналы дают указание клеткам создавать коллаген, который служит своего рода каркасом, и другим тканям, чтобы начать процесс восстановления. Иногда вы видите результат этого процесса в виде шрама, который сначала краснеет, а затем тускнеет.

4. Усиление. Со временем новая ткань укрепляется. При этом вы можете заметить растяжение, зуд и даже сморщивание раны. В течение 3 месяцев рана заживает почти так же сильно, как и до травмы. Весь процесс заживления может занять пару лет.

Процесс кажется достаточно простым, но заживление ран на самом деле довольно сложно и включает в себя длинную серию химических сигналов. Некоторые факторы могут замедлить или полностью предотвратить заживление.

Одним из наиболее драматических факторов является сниженное или недостаточное кровоснабжение раны. Кислород и питательные вещества, которые новая кровь приносит к ране, необходимы для успешного заживления. Рана, которая не получает достаточного количества крови, может заживать как минимум в два раза дольше, если вообще заживает. По некоторым оценкам, до 6,5 миллионов человек в Соединенных Штатах страдают от плохо заживающих ран. Это так называемые хронические раны, которые чаще встречаются у пожилых людей или людей с диабетом, высоким кровяным давлением, ожирением или другими сосудистыми заболеваниями.

Если у вас есть рана, которая не заживает в разумные сроки, запишитесь на прием к своему лечащему врачу. Если вам кажется, что ваша травма ухудшается или кажется инфицированной, то есть если она более опухла, горяча на ощупь, болезненна или сочится гноем, немедленно обратитесь к врачу.

Связанные

• Гипербарическая оксигенотерапия

  Гипербарическая оксигенотерапия для заживления ран

• Ожоги и раны

  Лечение укусов человека

• Ожоги и раны

  Вакуумное закрытие раны

Похожие темы

Фотографии процесса заживления ран

Медицинское заключение Сабрины Фелсон, доктора медицины, 11 августа 2021 г. Как понять, что вам не нужна медицинская помощь? Домашнее лечение допустимо, если рана не очень глубокая и не находится в месте, где могут возникнуть шрамы, например на лице. Вы также можете вылечить его самостоятельно, если сможете остановить кровотечение за 10 минут легким нажатием. И убедитесь, что в ране нет грязи, и вам сделали прививку от столбняка за последние 10 лет.

На первой из четырех стадий исцеления ваше тело начинает действовать, чтобы остановить поток крови. Стенки ваших кровеносных сосудов сужаются, чтобы пропускать меньше красного вещества. Через несколько минут клетки крови, называемые тромбоцитами, устремляются к месту. Белки в крови действуют как клей, заставляя тромбоциты слипаться и прилипать к отверстию в кровеносном сосуде. При этом образуется сгусток, который закупоривает кровотечение.

Тромбоциты выделяют особые химические вещества, вызывающие воспаление. Вокруг раны может появиться отек и покраснение. На место происшествия направляются лейкоциты. Они очищают поврежденную область от бактерий и других микробов, чтобы предотвратить заражение. Ваши лейкоциты также производят химические вещества, называемые факторами роста, которые помогают восстановить поврежденную область.

Теперь процесс исцеления вашего тела запускается. Клетки крови прибывают, чтобы начать строить новую кожу. Они снабжают вашу рану кислородом и питательными веществами, необходимыми для заживления и роста новых кровеносных сосудов. Химические мессенджеры направляют клетки на выработку коллагена — белка, который действует как каркас для восстановления поврежденной области. Вы можете увидеть шрам, который сначала красный, но со временем должен исчезнуть.

Все, что нужно для восстановления кожи, теперь на месте. Последний этап заживления заключается в укреплении новой кожи. Вы можете увидеть некоторое растяжение или сморщивание раны, когда замещающая ткань приживется. Полное заживление может занять дни, месяцы или даже годы. После того, как повреждение было полностью восстановлено, ваша кожа должна быть примерно такой же прочной, как и до травмы.

Прежде чем что-либо делать, вымойте руки водой с мылом. Тогда первым шагом будет остановка кровотечения. Слегка надавите на кожу марлевым тампоном или чистой тканью. Если кровь просочилась через марлю, добавьте еще один кусок сверху. Если возможно, приподнимите поврежденное место, чтобы замедлить кровоток. Поддерживайте давление в течение нескольких минут.

Затем очистите рану от грязи и мусора, чтобы предотвратить заражение. Промойте порез под проточной водой или залейте его стаканом чистой воды. Вы также можете использовать салфетку, не содержащую спирта, или стерильную марлевую салфетку, смоченную водой. Не используйте антисептик для промывания раны, потому что это может вызвать раздражение кожи.

Нанесите немного мыла на мочалку и промойте поврежденное место. Старайтесь, чтобы мыло не попало на рану. Не используйте перекись водорода или йод, потому что они могут раздражать уже поврежденную кожу. После этого осторожно промокните область насухо чистым полотенцем или салфеткой. Не используйте ватный диск, так как его кусочки могут застрять в ране.

Если вы все еще видите грязь в порезе после того, как помыли его, используйте пинцет, промытый спиртом, чтобы аккуратно удалить его. Вы также можете использовать пинцет, чтобы удалить стекло, гравий или другие предметы, оставшиеся внутри раны. Если вы не можете удалить все, обратитесь к врачу.

Аккуратно нанесите на порез тонкий слой антибиотической мази, такой как Неоспорин или Полиспорин. Это не поможет вам быстрее выздороветь, но предотвратит инфекцию. Это также позволяет вашей коже оставаться влажной. Некоторые люди чувствительны к мазям. Если вы заметили сыпь вокруг пореза, прекратите его использование.

Вам не нужно замазывать небольшие порезы и царапины. Но если ваша рана находится в месте, которое трется об одежду или может испачкаться, например, на колене или руке, наложите марлевую подушечку или стерильную повязку.

Повязка поддерживает влажность области, что помогает предотвратить образование струпьев и шрамов. Повязка также защитит от бактерий и предотвратит инфекцию. Для более глубоких порезов используйте повязку «бабочка», чтобы удерживать кожу закрытой.

Надевайте новый не реже одного раза в день, чтобы поддерживать чистоту раны. И замените его, если старый бинт промокнет или загрязнится.

Мойте руки перед сменой повязки. Старайтесь не прикасаться к ране. Вы можете нанести еще один слой мази с антибиотиком, прежде чем накладывать новую повязку.

Любое отверстие на коже может быть заражено. По мере заживления раны обратите внимание на эти признаки и проконсультируйтесь с врачом, если у вас есть:

• Покраснение и отек
• Сильная боль возле раны
• Густая сероватая жидкость, выделяющаяся из нее
• Температура выше 100.4 F
• Красные полосы возле пореза

ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРЕДОСТАВЛЕНЫ:

1) Sebastian Arning / EyeEm / Getty Images

2) MedicalWriters / Science Source

3) MedicalWriters/Science Source

4) MedicalWriters/Science Source

5) MedicalWriters/Science Source

6) Trish Gant/Getty Images

7) Astrakan Images/Medical Images

8) Wikivisual/0 Creative Commons

9) fotojog / Thinkstock

10) метинкияк / Thinkstock

11) мудборд / Thinkstock

12) Toa55 / Thinkstock

13) Dr P.