Про почти чудесную регенерацию ящериц и некоторых других земноводных я уже писала ранее. А как восстанавливают дефекты тканей млекопитающие?
Мы регенерируем с формированием рубцовой ткани. Так исторически сложилось, что любая открытая рана несла за собой высокую вероятность сепсиса и смерти. «Быстрый и простой» рубец, который заживает за несколько дней, эволюционно превосходил идеальный процесс регенерации, который (хоть и нес очевидные функциональные преимущества) мог занимать недели и ставил под угрозу выживаемость вида. Но выжить всегда лучше, чем быть идеальным трупом, не так ли?
Формирование рубца
Клеточные механизмы образования рубцов у человека и других млекопитающих можно разделить на три основных пункта:
1. Клеточная активность. Все в бой!
Первое, что происходит – это гемостаз/остановка кровотечения, которая начинается незамедлительно после травмы. Сосуды сужаются, полчища кровяных клеток оседают на раневой поверхности, формируется кровяной сгусток, который закрывает просвет раны. Когда возникает глубокая рана (например, достигающая дермы), организм активирует специализированные клетки для борьбы с повреждением: тромбоциты, лейкоциты, макрофаги, фибробласты и прочие. Тромбоциты участвуют не только в свертывании крови, но и в производстве факторов роста (например, TGF-бета), которые действуют как химические сигнальные ракеты, призывая клетки-посредники для восстановления к месту повреждения. Воспаление тут неизбежно. Лейкоциты попроще встречают бой с бактериями, макрофаги в начале очищают всю зону от омертвевших тканей, а затем координируют построение новой ткани. Фибробласты мигрируют в рану и производят коллаген III типа. Тот самый ранний, тонкий, неорганизованный коллаген, который как быстросохнущий цемент, старается заделать, образовавшуюся брешь.
2. Пролиферация. Структурные различия
Начинается формироваться новая ткань, но по своему составу и строению она неидентична первоначальной. В неповрежденной коже коллагеновые волокна сплетены в сложный, многонаправленный узор «корзиночного плетения». Это позволяет коже растягиваться во всех направлениях. При образовании рубца для экономии времени, коллагеновые волокна откладываются параллельными пучками, что делает этуткань очень прочной на растяжение, но гораздо менее эластичной, чем исходную кожу.
3. Формирование зрелого рубца. Фаза перестройки
Это самая длительная часть процесса заживления у человека, продолжающаяся от полугода до 2-х лет. В течение этого времени коллаген III типа постепенно заменяется более прочным коллагеном I типа. III тип обеспечивает эластичность и позволяет структурам расширяться и сокращаться, I тип обеспечивает механическую прочность, каркасность. Многие из дополнительных кровеносных элементов и фибробластов, которые были необходимы во время «экстренной» фазы, подвергаются запрограммированной клеточной смерти. Именно поэтому рубец, который изначально был ярко-красным, со временем становится бледным или белым. Если говорить про восстановление кожного покрова, то происходит реэпителизация, когда клетки кожи (кератиноциты) распространяются по поверхности раны, создавая новый поверхностный слой, который будет лишен волосяных фолликулов и потовых желез.
Формирование рубцов для организма человека абсолютно естественный процесс, который происходит практически в любых тканях. Это и наше спасение, и беда, т.к. рубцовая ткань не может соответствовать первичной: например, не так хорошо тянется как кожа; не такая сильная как мышца; менее прочная чем сухожилие и т.д.
Мало кто задумывается, но во время операции мы создаем новую барабанную перепонку из аутотканей, в основном фасции височной мышцы, но приживается она, в частности, через процессы рубцевания. Какой будет новая перепонка, достаточно ли тонкой, плотной, подвижной? Все эти вопросы в конечном счете индивидуальны.