Морфологические особенности заживления ожоговых ран в эксперименте

172 2018, №4 (104) Проблемы биологии и медицины

УДК 616 – 001.17 - 092:572.7

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЗАЖИВЛЕНИЯ ОЖОГОВЫХ РАН В

ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Д.Н.

ПАЛЫМБЕТОВА

1

, Р.Р.

САДЫКОВ

1

, Р.А.

САДЫКОВ

2

1 - Ташкентская Медицинская Академия,

2 - ГУ «Республиканский специализированный научно-практический медицинский центр хирургии

имени академика В.Вахидова», Республика Узбекистан, г.Ташкент

ТАДҚИҚОТЛАРДА КУЙГАН ЖАРОҲАТЛАР БИТИШИНИНГ МОРФОЛОГИК

ХУСУСИЯТЛАРИ

Д.Н. ПАЛИМБЕТОВА

1

, Р.Р. САДИКОВ

1

, Р.А. САДИКОВ

2

1 - Тошкент Тиббиёт Академияси,

2 – “Академик В.Вохидов номидаги Республика ихтисослаштирилган хирургия илмий-амалий тиббиет

маркази” ДМ, Ўзбекистон Республикаси, Тошкент ш.

MORPHOLOGICAL FEATURES OF WOUND BURN HEALING IN THE EXPERIMENT

D.N. PALIMBETIVA

1

, R.R. SADYKOV

1

, R.A. SADYKOV

2

1 - Tashkent Medical Academy,

2 - Republican Specialized Center of Surgery named of academician V.Vakhidov,

Republic of Uzbekistan, Tashkent

Термик куйиш - шикасталнишнинг оғир шакли бўлиб, кўплаб тана тизимларида тизимли ва

функционал касалликларга олиб келади. Жараённинг мураккаблиги ва бир нечта танадаги

тизимларнинг иштироки туфайли in vitro экспериментларда бу ҳолатни текшириш мумкин эмас.

Сўнги йигирма йил ичида бир қатор экспериментал куйиш моделлари ишлаб чиқилди. Тадқиқот

жараёнларида куйиб шикастланган ҳайвонларда жароҳатни даволашнингушбу моделлардан оқилона

фойдаланишнинг афзалликлари ва камчиликлари хусусиятлари кўриб чиқиляпти. Мақолада куйиш

жароҳатларини моделлаштириш учун ишлатиладиган учта асосий турдаги ҳайвонлар кўриб чиқилган.

Калит сўзлар:

куйган жароҳат, термал жароҳат, экспериментал модел.

Thermal burn is a severe form of injury, causing structural and functional disorders in numerous div

systems. Because of the complexity of the process and the involvement of several div systems, it is impossible

to analyze this state by in vitro experiments. Over the past two decades, a number of experimental burn models

have been developed. The review examines the healing of wounds in animals with burn injury, the advantages

and disadvantages of these models for rational use. The paper considers three main types of animals used for

modeling burn wounds.

Keywords:

Burn, thermal trauma, experimental model.

Введение.

Ожоговая травма является одной

из наиболее тяжёлых травм у людей. По данным

ВОЗ за 2017 год, на долю ожогов приходится по-

чти 265 000 смертей во всем мире. Проблема ле-

чения больных с последствиями ожогов продол-

жает оставаться актуальной и одной из самых

сложных проблем реконструктивной и пластиче-

ской хирургии [1]. Этот вид травм вызывает мно-

гочисленные патологические изменения функции

органов, что приводит к высоким уровням забо-

леваемости и смертности [14]. В частности, при

обширных ожогах возникают системные наруше-

ния, такие как гиперметаболизм [13] и сепсис [11,

13]. Несмотря на снижение смертности при ожо-

гах, лечение ожоговых больных еще далеко от

совершенства.

Лабораторные животные являются хорошей

моделью организма человека, вследствие чего

планированию и использованию лабораторных

животных в экспериментах уделяется особое

внимание. [2]

.

Исследования моделей ожогов

invitro не способны осветить все аспекты патофи-

зиологии ожогов и сложных клинических особен-

ностей ожоговой травмы человека [5]. Ожоговые

модели на животных необходимы для выявления

молекулярных [10] и клеточных [6] аспектов, ха-

рактеризующих ожоговые травмы человека, а

также для получения возможности, протестиро-

вать новые терапевтические подходы.

В последние годы отмечается тенденция

использования моделей животных для изучения

механизмов заживления ран. У большинства ви-

дов раневой процесс состоит из трех последова-

тельных фаз: воспаления (включающего в себя

стадию гемостаза), пролиферации (грануляции) и

ремоделирования (созревания) [6]. При этом про-

цессы восстановления хотя и имеют строгую по-

следовательность, но могут накладываться во

времени или протекать одновременно [4]. Воспа-

лительная фаза возникает сразу же после повре-

ждения. Развивается острое воспаление с мест-

ными гемостатическими реакциями, которые ха-

рактеризуются вазоконстрикцией микрососудов,

сменяющейся вазодилатацией и появлением кро-

Д.Н. Палымбетова, Р.Р. Садыков, Р.А. Садыков

Биология ва тиббиёт муаммолари 2018, №4 (104) 173

ви в зоне раны, образованием фибрина и инфиль-

трацией расположенных вокруг тканей с отграни-

чением зоны повреждения. Активированные

тромбоциты привлекают фибробласты [7], кера-

тиноциты, эндотелиальные клетки и макрофаги

посредством дегрануляции с выбросом фактора

роста тромбоцитов, инсулиноподобного фактора

роста-1, фактора роста эпидермиса [5]. В течение

нескольких часов гранулоциты мигрируют через

стенку сосудов в зону повреждения, через 16-24

часа в ране преобладают моноциты и макрофаги.

На первые сутки после ранения кожи наблюдает-

ся утолщение эпидермиса, окружающего рану, в

результате увеличения объема клеток и расшире-

ния межклеточных пространств, а также его пол-

ное или частичное отслоение от подлежащей дер-

мы [4]. Во вторую пролиферативную фазу фиб-

робластами синтезируются фибриновая матрица,

фибронектин, гиалуронан, коллаген и протеогли-

каны. Внеклеточный матрикс способствует адге-

зии клеток нарастающего эпителиального пласта,

их направленной миграции и дифференцировке

[10]. Особенностью фибробластов является, оса-

ждение коллагена в области дермальной раны.

Увеличение синтеза коллагена III типа и фибро-

тектина происходит в течение первых 3 дней по-

сле повреждения ткани. Это активирует несколь-

ко сигнальных путей, которые стимулируют за-

живление [13]. Цитокины, выделяющиеся макро-

фагами, стимулируют пролиферацию сосудов.

Образуются петли капилляров, в которые входят

фибробласты, синтезирующие коллаген. Коллаген

структурируется в волокна, затем в пучки, пре-

вращаясь в фиброзную ткань, придающую проч-

ность образующемуся рубцу. Содержание колла-

гена в ране регулируется продукцией и деграда-

цией коллагена посредством коллагеназы. Со

временем снижается экссудация, грануляционная

ткань целиком заполняет раневой дефект.

Уменьшение раневой поверхности также осу-

ществляется вследствие раневой контракции, ко-

торую обеспечивают миофибробласты грануля-

ционной ткани [3, 10].

В третьей фазе при нормальном течении ра-

невого процесса снижается плотность капилляров

и количество фибробластов. Коллаген подверга-

ется ремоделированию, и прочность реорганизо-

ванной рубцовой ткани нарастает. Однако, по ме-

ре развития ремоделирования, происходят как

синтез коллагена, так и его катаболизм. Дисба-

ланс либо в виде чрезмерного синтеза коллагена,

либо в уменьшении катаболизма коллагена может

привести к келоиду [8] и образованию гипертро-

фических рубцов [10]. Наряду с этим происходит

эпителизация – процесс миграции кератиноцитов

от краев раны, их пролиферация и дифференци-

ровка. Она начинается одновременно с образова-

нием грануляционной ткани. Когда внеклеточный

матрикс реорганизуется и реконструируется,

вновь образованные кровеносные сосуды про-

должают созревать и образуют функциональные

сосудистые сети. В зависимости от размера раны,

этап ремоделирования может длиться от несколь-

ких недель до нескольких лет.

Мышь является одной из наиболее часто

используемых моделей животных в исследовани-

ях, связанных с заживлением ран. В ходе изуче-

ния данной модели были получены сведения о

сигнальных путях, участвующих в процессе за-

живления, в значительной степени из-за множе-

ства специфических для мыши реагентов и транс-

генных свойств мыши. Хотя модель мыши имеет

свои специфические преимущества, ее основным

недостатком является неспособность полностью

имитировать процесс заживления ран у людей.

Заживление ран у мышей происходит в основном

путем сокращения [11, 13], что делает срок за-

живления довольно коротким. Еще одним потен-

циальным препятствием в использовании мышей

для изучения заживления ран является не способ-

ность формирования гипертрофических или кело-

идных рубцов. Поскольку мышь обладает густы-

ми волосяным покровом, а волосяные фолликулы

богаты клетками-предшественниками, то ее кожа

имеет большой запас клеток-предшественников,

что способствует быстрому заживлению кожи и

кератинизации [13]. Таким образом, при попытке

экстраполяции любых результатов исследований

мыши на человека следует учитывать разницу в

процессе заживления ран (сокращение раны) и

различия в иммунной системе.

Ранозаживляющий механизм крыс также

существенно отличается от механизма человека.

Сокращение раны считается основным методом

заживления крыс, в отличие от повторной эпите-

лизации, наблюдаемой у людей. Это происходит

потому, что крысы, обладают подкожной мышцей

паннокулюс, которая облегчает заживление кожи

как сокращением раны, так и образованием кол-

лагена [11]. Общее время заживления ран у крыс

существенно ниже. Таким образом, крысы менее

подвержены системному сепсису [11] и иммуно-

супрессии [9], наблюдаемым у более крупных

животных. Сокращение времени заживления в

моделях ожога у грызунов позволяет исследова-

телям сократить время изучения механики зажив-

ления ран. Архитектоника кожи, васкуляризация,

процесс заживления ран у свиньи схожи с челове-

ческими [14]. Временная шкала заживления ран у

свиней и людей довольно изменчива из-за ряда

факторов, таких как размер раны, причина трав-

мы, условия заживления и общий статус здоровья.

Ожоги свиней обычно заживают на 21 день, при-

чем повторная эпителизация, происходит между 7

и 14 днями после ранения. Аналогичные сроки

также наблюдались у человека. Для оптимального

Морфологические особенности заживления ожоговых ран в эксперименте

174 2018, №4 (104) Проблемы биологии и медицины

закрытия раны ряд факторов роста выделяется на

сложных стадиях воспаления, пролиферации и

ремоделирования. Анализ этих факторов роста у

свиней выявил сходные закономерности экспрес-

сии и концентрации во время заживления ран че-

ловеку [5]. Однако существенным недостатком

использования свиньи в качестве эксперимен-

тальной модели, является высокий риск инфици-

рования, развития сепсиса и летальности.

Возможно, наиболее важным фактором

клинической значимости является метод, исполь-

зуемый для индукции ожогов у подопытных жи-

вотных. Методы, которые использовались для

создания ожоговых поверхностей в эксперимен-

тальных моделях животных, включают прямой

контакт с нагретым металлом, электричеством и

нагретой водой [10, 11].

Заключение.

Исследования на животных

имеют большие перспективы в биомедицинских

исследованиях, так как модели на животных мо-

гут проложить путь к пониманию механизмов

развития заболевания, процессов способных их

остановить, методов позволяющих их излечить.

Изучение экспериментальных моделей ожоговых

ран in vivo способствуют пониманию физиологи-

ческих и патофизиологических механизмов, свя-

занных с ожоговой травмой. Молекулярные меха-

низмы, полученные из этих исследований, помо-

гут определить новые стратегии лечения, которые

могут быть переведены в клинический опыт. Ни

одна из трех моделей ожога на животных, не мо-

жет считаться превосходящей другие, для прове-

дения экспериментальных исследований, лучше

всего рассматривать их как взаимодополняющие.

Наиболее подходящей моделью для формирова-

ния ожогового рубца является свинья с точки зре-

ния сходства структуры и процессов заживления

кожи с человеческой. В связи с высокой леталь-

ностью и подверженностью септическим ослож-

нениям, экономической эффективностью наибо-

лее приемлемой является модель на крысах.

Литература:

1.

Альтшулер Е.М, Гнедь М.А. Артеменко Л.А

Устранение тяжелых приводящих контрактур

плечевого сустава лоскутами широчайшей мыш-

цы спины, Комбустиолог(2017), №59-60).

2.

Исламов Р.А. Методология эксперимента с

использованием лабораторных животных Вестник

КазНМУ (2016). №1- 491 с.

3.

Савельев Клиническая хирургия: националь-

ное руководство: в 3 т. / под ред. В.С., А.И. Кири-

енко. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - Т.I. - 864 с.].

4.

Abdullahi A. Amini Nik S. Jeschke M. G. (2014)

Animal models in burn research Springer Basel

2014DOI 10.1007/s00018-014-1612-5.

5.

Amini-Nik S, Glancy D, Boimer C, Whetstone H,

Keller C, Alman BA (2011) Pax7 expressing cells

contribute to dermal wound repair; regulating scar

size through a beta-catenin mediated process. Stem

Cells. doi:10.1002/stem.688.

6.

Blit PH, Jeschke MG (2012) Keloids: what do we

know and what do we do next? Transl Res

159(3):173–174. doi:10.1016/j.trsl.2011.11.007.

7.

Branski LK, Al-Mousawi A, Rivero H, Jeschke

MG, Sanford AP, Herndon DN (2009) Emerging in-

fections in burns. Surg Infect (Larchmt) 10(5):389–

397. doi:10.1089/sur.2009.024.

8.

Dahiya P (2009) Burns as a model of SIRS.

FrontBiosci 14:4962–4967 pii:3580.

9.

Gauglitz GG, Korting HC, Pavicic T, Ruzicka T,

Jeschke MG (2011) Hypertrophic scarring and ke-

loids: pathomechanisms and current and emerging

treatment strategies. Mol Med 17(1–2):113–125.

doi:10.2119/molmed.2009.00153.

10.

Keck M, Herndon DH, Kamolz LP, Frey M,

Jeschke MG (2009) Pathophysiology of burns. Wien

Med

Wochenschr

159(13–

14):327–

336.doi:10.1007/s10354-009-0651-2.

11.

Oshimori N, Fuchs E (2012) Paracrine TGF-beta

signaling counterbalances BMP-mediated repression

in hair follicle stem cell activation. Cell Stem Cell

10(1):63–75. doi:10.1016/j. stem.2011.11.005.

12.

Seok J co-autors (2013) Genomic responses in

mouse models poorly mimic human inflammatory

diseases. ProcNatlAcadSci USA 110(9):3507–3512.

doi:10.1073/pnas.1222878110.

13.

W illiams FN, Herndon DN, Jeschke MG (2009)

Thehypermetabolic response to burn injury and inter-

ventions to modify this response. ClinPlastSurg

36(4):583–596. doi:10.1016/j. cps.2009.05.001.

14.

Wong VW, Sorkin M, Glotzbach JP, Longaker

MT, Gurtner GC (2011) Surgical approaches to cre-

ate murine models of human wound healing. J Bio-

med Biotechnol 2011:969618.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

ЗАЖИВЛЕНИЯ ОЖОГОВЫХ РАН В

ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Д.Н.

ПАЛЫМБЕТОВА

1

, Р.Р.

САДЫКОВ

1

,

Р.А.

САДЫКОВ

2

Термический ожог- тяжелая форма травмы,

вызывающая структурные и функциональные

нарушения в многочисленных системах организ-

ма. В связи со сложностью процесса и вовлечен-

ностью нескольких систем организма, в экспери-

ментах in vitro невозможно исследовать это со-

стояние. В течение последних двух десятилетий

был разработан ряд экспериментальных ожоговых

моделей. В обзоре рассматриваются особенности

заживления ран у животных с ожоговой травмой,

достоинства и недостатки этих моделей для раци-

онального применения. В статье рассмотрены три

основных вида животных, используемых для мо-

делирования ожоговых ран.

Ключевые слова:

Ожог, термическая

травма, экспериментальная модель.