ŽMOGAUS REKOMBINANTINIO AUGIMO HORMONO ĮTAKA ŽIURKIŲ ODOS ŽAIZDŲ GIJIMUI

KAUNO MEDICINOS UNIVERSITETAS

Jurijus Klebanovas

ŽMOGAUS REKOMBINANTINIO AUGIMO HORMONO

ĮTAKA ŽIURKIŲ ODOS ŽAIZDŲ GIJIMUI

Daktaro disertacija

Biomedicinos mokslai, medicina (07 B)

Disertacija ginama eksternu.

Nuoširdžiai dėkoju

Gerbiamam profesoriui Liudvikui Lašui – už mūsų idėjų bei siekių akademinę toleranciją ir palaikymą, mokymą plačiau žvelgti į mokslo ir gyvenimo problemas bei galimybę dirbti mokslo-tiriamąjį darbą Endokrinologijos instituto Hormonologijos laboratorijoje.

Profesorei Daliai Pangonytei – už paskatinimą dirbti mokslo-tiriamąjį darbą ir visokeriopą pagalbą, už sudarytas sąlygas atlikti tyrimus Kardiologijos instituto Kardialinės patologijos laboratorijoje, už suteiktas mokslo žinias bei už mokslinės metodikos naudojimo tiriamajame darbe mokymą.

Gerbiamam profesoriui Vidmantui Barauskui bei vaikų chirurgijos ir chirurgijos klinikos bendradarbiams – už palaikymą atliekant mokslo-tiriamąjį darbą.

TURINYS

1. ĮVADAS ... 6

2. ŠIUOLAIKINIAI PROBLEMOS ASPEKTAI (LITERATŪROS APŽVALGA)... 11

2.1. Žaizdos gijimo ypatumai... 11

2.2. Žaizdos gijimo etapai... 12

2.3. Tarpląstelinės kolageno matricos formavimosi ypatumai žaizdos gijimo metu... 19

2.4. Nudegimo žaizdos gijimo ypatumai... 22

2.5. Kolagenas... 29

2.6. Augimo hormonai augimo ir žaizdų gijimo procese... 32

2.7. Eksperimentinis žaizdos modelis... 46

3. TIRTŲJŲ KONTINGENTAS IR TYRIMO METODAI ... 53

3.1. Tyrimo medžiaga... 53

3.2. Histomorfometrinis įvertinimas... 57

3.3. Statistinis įvertinimas ... 58

4. REZULTATAI... 59

4.1. Odos paviršinės mechaninės žaizdos gijimo ypatumai... 59

4.2. Visos odos mechaninės žaizdos gijimo ypatumai... 69

4.3. Visos odos nudegimo žaizdos gijimo ypatumai... 74

5. REZULTATŲ APTARIMAS ... 88

5.1. Odos paviršinės mechaninės žaizdos gijimo ypatumai... 96

5.2. Visos odos mechaninės žaizdos gijimo ypatumai... 101

5.3. Visos odos nudegimo žaizdos gijimo ypatumai... 103

6. IŠVADOS... 114

7. CITUOJAMOS LITERATŪROS SĄRAŠAS... 115

SANTRUMPOS

aFGF ir bFGF – rūgštus ir šarminis fibroblastų augimo faktorius (angl. acidic fibroblast growth

factor and basic fibroblast growth factor )

AH – augimo hormonas

C – žaizdos centro zona

CSF-1 – kolonijų augimą stimuliuojantis faktorius-1 (angl. colony-stimulating factor-1) DG – paviršinė tikrosios odos mechaninės žaizdos žiurkių grupė

DKG – kontrolinis paviršinės tikrosios odos mechaninės žaizdos žiurkių pogrupis DTG – tiriamasis paviršinės tikrosios odos mechaninės žaizdos žiurkių pogrupis EGF – epidermio augimo faktorius (angl. epidermal growth factor)

HE – hematoksilinas-eozinas GAG – gliukozaminoglikanai

GHBP – augimo hormoną sujungiantis baltymas (angl. growth hormone binding

protein)

GHR – augimo hormono receptorius (angl. growth hormone receptor)

GLI – glicinas

IFN-γ – interferonas gama

IGFBP – IGF sujungiantis baltymas (angl. insulin like growth factor binding protein) IGF-I – į insuliną panašus augimo faktorius (angl. insulin like growth factor-I ) IL-1, 2, 6 – interleukinas-1, 2, 6

KGF – keratinocitų augimo faktorius (angl. keratinocyte growth factor ) MG – mechaninės viso tikrosios odos storio žaizdos žiurkių grupė MGF – monocitų augimo faktorius (angl. monocyte growth factor)

MKG – kontrolinis mechaninės viso tikrosios odos storio žaizdos žiurkių pogrupis MMP – matricos metaloproteazės

MTG – tiriamasis mechaninės viso tikrosios odos storio žaizdos žiurkių pogrupis NG – nudegimo viso tikrosios odos storio žaizdos žiurkių grupė

NKG – kontrolinis nudegimo viso tikrosios odos storio žaizdos žiurkių pogrupis NTG – tiriamąjį nudegimo viso tikrosios odos storio žaizdos žiurkių pogrupis P – žaizdos periferinė zona

PDGF – plokštelių augimo faktorius (angl. platelet-derived growth factor)

PG – proteoglikanai

žrAH – žmogaus rekombinantinis augimo hormonas SD – standartinis nuokrypis

SP – standartinė paklaida

SPARC – išskirtas, rūgštus ir prisotintas cisteinu baltymas (angl. secreted protein acidic

and rich in cystein)

SUAS – sisteminio uždegiminio atsako sindromas

TGF-β – transformuojantis augimo faktorius- β (angl.transforming growth factor- β) TKM – tarpląstelinę kolageno matricą

TNF-α ir - β – auglių nekrozės faktorius -α ir -β (angl. tumor necrosis factor-α, -β)

VEGF – kraujagyslinius endotelio augimo faktorius (angl. vascular endotelial growth

factor)

1. ĮVADAS

Chirurgija – gydymo metodas, labiausiai priklausomas nuo žaizdų gijimo proceso subtilybių. Kiekvienam praktikuojančiam chirurgui pravartu gerai žinoti gijimo procesą bei įvaldyti metodus, darančius įtaką šio proceso mechanizmams. Ypatingą svarbą įgauna galimybė koreguoti gijimo procesą jam sutrikus: sergant cukralige, trofinėmis opomis, jungiamojo audinio ligomis, sulėtėjus gijimui dėl metabolinių sutrikimų, išplitusių nudegimų, atsiradus radiacijos sukeltoms žaizdoms, kitų sunkių būklių atvejais [1-6].

Kaip teigia S. Levenson su bendr., sugijęs odos randas užtikrina tik 70 proc. sveikos odos pasipriešinimo tempimui jėgos [7]. Žaizda per pirmąsias tris gijimo savaites turi tik 20 proc. savo pasipriešinimo tempimui galutinės jėgos, kadangi joje vis vyksta fibrilinio kolageno kaupimasis bei jo skaidulų formavimasis. Būtent todėl žaizdos priešinimosi tempimui jėgos sugrįžta lėtai, nes jos atspindi kolageno kaupimąsi, pluoštų formavimąsi bei remodeliaciją [8]. Akivaizdu, kad kolageno kiekis, kaupimosi ir remodeliavimosi greitis yra susijęs su rando arba žaizdos audinių atnaujinamuoju stiprumu, pasipriešinimu fizinei jėgai. Šį sąlyga įgauna svarbą gyjant operacinei žaizdai, žarnyno anastomozei, laparotominiam pjūviui. Kolageninių pluoštų stiprumas turi ypatingą svarbą persirgus miokardo infarktu, nes besiformuojančios kolageninės matricos vietoje nekrozės pažeisto raumens plyšimas tampa gyvybiškai grėsminga komplikacija [9,10]. Todėl kolageno sintezės skatinimas žaizdos gijimo metu galėtų užtikrinti tobulesnį audinių sugijimą, kartais net išgelbėti ligonio gyvybę.

patologinio rando susiformavimu. Todėl kuo greitesnis odos atnaujinimas yra pagrindinė šiuolaikinio kompleksinio nudegusių gydymo grandis, o atnaujinimo intensyvumas – viena pagrindinių sąlygų, nulemiančių gydymo sėkmę. R. H. Demling 1983 metais, C. Scott-Conner su bendr. 1988 metais pateikė duomenis, rodančius ryšį tarp pasveikimo ir žaizdos gijimo greičio [11,12]. O W. McDonald ir E. Deitch teigia, kad sugijimo greitis koreliuoja su estetine rando išvaizda [13]. Be to, sunki trauma arba liga didina organizmo energinių resursų panaudojimo poreikį, pagreitina angliavandenių, baltymų ir riebalų metabolizmą. Hipermetabolinio atsako pasekmės gali tęstis net metus po traumos. Jos pasireiškia sulėtėjusiu žaizdų gijimu, padidėjusia infekcijos rizika, kūno masės praradimu, pasunkėjusia paciento reabilitacija bei jo integracija į visuomenę [14]. Todėl medicinoje nemažai pastangų buvo sutelkta šios patogenezinės grandies korekcijai bei gijimo proceso spartinimui. Vienas iš šios problemos sprendimo būdų – medikamentinis žaizdos gijimo skatinimas. Eksperimentų metu ir klinikoje žaizdos gijimui stimuliuoti buvo pasiūlyta daugybė medikamentų, sintetinių bei augalinių preparatų, pagalbinių metodų, tiesiogiai ir netiesiogiai veikiančių gijimo procesą [15-24]. A. Dart, B. Dowling, C. Smith nurodė keletą preparatų ir medžiagų, skatinančių žaizdų gijimą. Autoriai mini ir gijimo proceso mediatorius – augimo veiksnius ir trombocitu prisotintą plazmą, aktyvuotų makrofagų suspensiją, solkoserilą, ketanseriną – serotonino receptorių antagonistą, vario tripeptido ir tetrapeptido kompleksus, maltodekstriną, mielių ląstelių derivatus, kortikosteroidus, alijošiaus acemananą, fenitoiną – preparatą nuo epilepsijos, medų, cukrų ir netgi musių lervas [25].

Vienas iš preparatų, turinčių didelę įtaką beveik visiems organizmo audiniams, jų metabolizmui bei kolageno sintezei, yra žmogaus augimo hormonas (žAH). Paskutiniais dešimtmečiais AH poveikis gijimui pritraukė eksperimentatorių bei klinicistų dėmesį [4,26-28]. Jo universalios savybės sudomino ne tik endokrinologus, bet ir kitų sričių specialistus. Augimo hormonas, stiprus anabolikas, iš dalies panaikina žalingą hipermetabolinės būklės poveikį organizmui [29,30]. Eksperimentiniai ir klinikiniai tyrimai parodė, kad AH galima sėkmingai vartoti gydant sunkiai gyjančias opas ir žaizdas, kaulų lūžius, ekstremalius nudegimus [1,4,21,22,31-33]. Būtent todėl augimo hormono klinikinio pritaikymo diapazonas išsiplėtė ir prasiskverbė už endokrinologijos ribų. Prasidėjusi žmogaus rekombinantinio augimo hormono (žrAH) gamyba gerokai paskatino jo vartojimą įvairiose medicinos srityse.

biosintetinio žmogaus augimo hormono poveikį suaugusiems nudegusiems ligoniams, teigia, kad hormonas patikimai nepagerino ligonių metabolizmo, bet sustiprino atsparumą insulinui. Tas pats autorius, 1990 metais atlikdamas eksperimentinius tyrimus su 80 žiurkių, gavo rezultatus, kurie leido teigti, kad biosintetinis žmogaus augimo hormonas neužtikrina, kad laparatominis pjūvis nudegusioms žiurkėms sugijo geriau. Tuo tarpu skyrus AH nenudegusiems gyvūnams, 6-ąją gijimo parą tensiometriniai matavimai parodė, kad raumens-fascijos pjūvio pasipriešinimo plyšimui jėga yra patikimai didesnė, palyginant su kontroline grupe [41,42]. A. Dart, L. Cries, L. Jeffcott, D. Hodgson, R. Rose, 2002 metais tirdami arklių rekombinantinio augimo hormono poveikį antriniam žaizdų gijimui, pastebėjo šiek tiek greitesnę žaizdų retrakciją veikiant rekombinantiniam augimo hormonui, tačiau teigia, kad kliniškai 10 mikrog/kg ir 20 mikrog/kg arklių rekombinantinio AH dozė žaizdų gijimui teigiamo poveikio neturėjo [43]. 2000 metais, tirdami žrAH poveikį sunkiai nudegusiems suaugusiems ligoniams, M. Pelzer su bendr. nenustatė statistiškai patikimo žaizdų gijimo bei donorinių žaizdų epitelizacijos pagreitėjimo ir teigia, kad AH nei kenkia, nei skatina nudegimo žaizdų gijimo [44]. F. Losada su bendr., 2002 metais paskelbė, kad, 0,15 mg/kg per parą rekombinantinio augimo hormono skyrimas sunkiai nudegusiems suaugusiems ligoniams nepaskatino jų donorinių žaizdų epitelizacijos ir nesutrumpino jų hospitalizacijos trukmės [45]. J. Stamm su bendr. nerado kolageno sintezės padidėjimo egzogeninio AH poveikyje žiurkėms sergančioms sepsiu [46]. Taigi nuomonių įvairovė šiuo klausimu paskatino mus ištirti žmogaus rekombinantinio augimo hormono poveikį žaizdų gijimui eksperimento sąlygomis.

Numatę atlikti eksperimentinius tyrimus, mes vadovavomės prielaida, kad turintis sisteminį anabolinį poveikį, skatindamas fibroblastų proliferaciją bei kolageno metabolizmą, žaizdos epitelizaciją tiesiogiai ir per IGF-I liniją, žmogaus augimo hormonas turėtų daryti įtaką kolageno kaupimuisi žiurkių odos pažeidimo srityje. Šio teiginio patikrinimui suformulavome hipotezę, kad žmogaus augimo hormonas turėtų didinti kolageno kaupimąsi žiurkių odos pažeidimo srityje ir skatinti žaizdos gijimą. Savo tyrimui mes pasirinkome žrAH preparatą – Biosoma, pagamintą Lietuvoje UAB „BIOTECHNA“. Tiriant rekombinantinio AH preparato Biosoma mažų dozių poveikį jauniems bei suaugusiems pacientams, stokojantiems AH, įrodyta, kad pacientams patikimai didėjo kūno masės indeksas, pagrindinė medžiagų apykaita, mažėjo liemens ir šlaunų santykis, keitėsi kūno sandara (didėjo liesoji kūno ir vandens masė), gerėjo bendra savijauta, raumenų jėga, psichologinė savijauta, emocinė būklė, savęs vertinimas [47]. Tačiau Biosoma poveikis žaizdų gijimo procesams iki šiol tirtas nebuvo.

procesui, gerindamos ar blogindamos gijimą. Todėl daugelis tyrėjų tapatina TKM sintezės intensyvumą su gijimo proceso kokybės išraiška.

Tiriant žaizdos srities audinių preparatus, kolageno metabolizmui įvertinti mes numatėme naudoti automatinį histomorfometrinės analizės metodą, nustatydami fibrilinio kolageno tinklo pluoštų

perimetro ilgį (mm/mm2_{) ir pluoštų skaičių (1 mm}2_{) bei apskaičiuodami fibrilinio kolageno tinklo}

procentinį tūrį. Šis metodas leidžia ne tik palyginti kolageno kiekybinius parametrus, bet ir įvertinti jo

struktūrinius ypatumus. Mokslinėje literatūroje neaptikome aprašytų fibrilinio kolageno tinklo procentinio tūrio ir kitų fibrilinio kolageno tinklo kiekybinių parametrų – pluoštų skaičiaus, jų perimetro pokyčių nustatymo, tiriant AH poveikį žaidų gijimui.

Be to, odos defekto gijimui įvertinti kaip integralinę gijimo išraišką mes panaudojome žaizdos ploto kitimo dinamiką. Tam pritaikėme žaizdos fotovaizdo automatinę planimetrinę programą. Šis metodas odos žaizdų gijimui įvertinti dažnai naudojamas tiek eksperimentų, tiek ir klinikinių tyrimų metu, tačiau, tiriant žrAH poveikį žiurkių odos defekto antriniam gijimui, naudojamas pirmą kartą [48-50,50,51]. Taip pat, vertindami žrAH poveikį gijimui, mes pirmą kartą naudojome žiurkėms dermatomu padarytą 0,15 mm dalies tikrosios odos storio žaizdą.

Kad būtų galima tiksliai palyginti žaizdų gijimą pagal planimetrinių parametrų skirtumus, būtina siekti, kad pradinis žaizdos plotas lyginamose grupėse būtų vienodas. Mechaninės odos žaizdos atvejais ši sąlyga pasiekiama pakankamai lengvai. Tačiau standartinis nudegimo žaizdos modelis mums nebuvo priimtinas, nes žaizdą sukelia odos nuplikinimas karštu skysčiu [52]. Patalpinant gyvūną į karštą vandenį sunku kontroliuoti tikslų kontaktinio ploto dydį ir galima sukelti šilumos šoką, kuris paveikia organizmo metabolizmą ir gali sukelti net žūtį. Be to, nudegimui karštu vandeniu būdinga smarkus žaizdos progresavimas, kuris gali padidinti pradinį žaizdos plotą ir gylį [53,54]. Daugelis nudegimo modelių nesudaro aiškios demarkacijos zonos pažeistoje odoje [55,56]. Tačiau kai sąlyčio temperatūros poveikis yra pakankamos energijos jis sukelia negyvybingų audinių plotą su ryškiomis ribomis ir aiškia demarkacijos linija tarp pažeistų ir sveikų audinių. Todėl mes turėjome parinkti originalius temperatūros parametrus, leidžiančius sukelti gilų subderminį reikiamo ploto nudegimą su ryškiais nekrozės demarkacijos požymiais ir minimaliu žaizdos „progresavimu“.

Tyrimo tikslas

Tyrimo uždaviniai

1. Mechaniškai sukėlus eksperimentiniams gyvūnams odos paviršiaus iki tinklinio sluoksnio defektą, įvertinti Biosoma poveikį žaizdos gijimui, atliekant žaizdos dugno kolageno tinklo histomorfometrinius matavimus.

2. Eksperimento su gyvūnais metu mechaniškai sukėlus visos odos (įskaitant panniculus

carnosus) storio defektą, įvertinti Biosoma poveikį žaizdos gijimo greičiui, įvertinant jos kontūro

kitimą ir struktūrinius pokyčius.

3. Nustatyti temperatūros ir ekspozicijos parametrus siekiant sukelti standartizuotą visos odos sąlyčio nudegimo žaizdos modelį.

4. Įvertinti Biosoma įtaką eksperimentinių gyvūnų visos odos nudegimo žaizdos gijimui pagal žaizdos kontūro kitimą bei palyginti jį su visos odos mechaninės žaizdos gijimu.

2. ŠIUOLAIKINIAI PROBLEMOS ASPEKTAI (LITERATŪROS

APŽVALGA)

2.1. Žaizdos gijimo ypatumai

Žmonijos istorijoje komplikuotas, iškraipytas žaizdų gijimas būdavo dažniau norma negu išimtis. XIX–XX amžiaus laikotarpiu iš esmės pasikeitęs požiūris į žaizdos priežiūrą bei infekcijos atsiradimo priežastis ir kovos būdus su ja labai paspartino chirurgijos vystymąsi. Per paskutiniuosius XX amžiaus dešimtmečius žaizdų gijimo teorijos pagrindai progresavo daugiau nei per visą prieš tai trukusį laikotarpį. Šiuolaikinė žaizdų teorija galutinai susiformavo biomolekulinės chemijos bei ląstelinės onkogenezės mokslo pasiekimų dėka bei tiriant nudegimo žaizdos gijimą. Kaip teigia T. Hunt, sąvoka „normalus“ gijimas visada buvo siejama su sąvoka „maksimalus“. Dabartinė gijimo teorija leidžia susieti gijimo proceso išraišką su tam tikrais biologiniais mechanizmais, ribojančiais ar skatinančiais šį procesą. Pavyzdžiui, kaip intensyviai ląstelės sugeba proliferuoti, kaip greitai gijimo zonoje gali atsirasti matrica ar naujos kraujagyslės. Tai, kad gamta neišnaudoja visų organizmo gijimo mechanizmo galimybių, rodo faktas, kad kai kurie audiniai sugyja be rando. Veiksniai ribojantys gijimą, dar nėra iki galo žinomi, nes vaisiaus arba liežuvio audinių gijimas be randų, atsparumas analinės srities arba burnos žaizdų infekcijai rodo, kad ne visas gijimo mechanizmų arsenalas yra panaudojamas gijimo metu ir kad organizmas turi rezervų, galinčių užtikrinti „optimalų“ gijimo būdą [57]. Tačiau šie gijimo mechanizmai dar nėra iki galo ištirti [58,59].

Yra žinoma, kad kai kurios amfibijos gali regeneruoti prarastas galūnes, tačiau žinduoliai neteko šios savybės, išskyrus kaulinio audinio ir kepenų regeneraciją. Žinduolių audinių gijimo proceso išraiška priklauso nuo gyvūno rūšies. Nors nė vieno gyvūno žaizdų gijimas nėra visiškai analogiškas žmogaus žaizdų gijimui, tačiau gijimą paskatinantys mechanizmai, ląsteliniai elementai bei tarpląsteliniai komponentai, dalyvaujantys vietiniame audinių atsinaujinime, iš principo yra analogiški ir apibendrinami kaip seka signalų ir atsako veiksnių, kurie epitelio, endotelio, uždegimo ląstelių, trombocitų bei fibroblastų tarpusavio sąveikos dėka pašalina audinių defektą ir, tai įvykdę, nutraukia savo veiklą [3,57,60-64].

Pagal gijimo būdą bei galutinį rezultatą skiriami du pagrindiniai gijimo tipai: · regeneracija, visiškas formos ir funkcijos atsinaujinimas;

· reparacija, dalinis funkcijos ir formos atsinaujinimas – randėjimas.

gijimo išraiška. Autoriai konstatavo, kad klasikinė žaizdos gijimo periodizacija išlieka aktuali ir dabar. Tačiau dabartinis proceso suvokimas suteikia didesnę reikšmę procesų persidengimams (tai yra vienas prasideda tada, kai dar nesibaigia kitas). Geriau tapo suprantamas trombocitų, makrofagų, leukocitų, fibroblastų, endotelinių ląstelių ir keratinocitų vaidmuo gijimo procese, ypač uždegimo ir proliferacijos fazėse. Paskutiniai tyrimai parodė, kad tokios medžiagos, kaip interferonas, integrinas, proteoglikanai (PG) ir gliukozaminoglikanai (GAG), matricos metaloproteinazės ir kiti reguliuojantys citokinai, įgauna kritinę reikšmę žaizdos gijimo mechanizmo reguliacijos metu [65].

Gijimas, be abejo, priklauso ir nuo žaizdos tipo, audinių pažeidimo laipsnio bei jų infekuotumo, kurie lemia gijimo būdą. Paviršiniai pažeidimai, nepaliečiantys pamatinės epidermo-dermalinės membranos, gyja per reepetelizacijos procesą ir nepalieka odos randinių pakitimų. Negilus, paviršinis dermos pažeidimas sugyja iš esmės per reepitelizaciją su neintensyvia matricos sinteze. Klasikinis tokio gijimo pavyzdys yra odos skelto transplantato donorinės žaizdos gijimas. Nedidelės, neužterštos, uždaros žaizdos gyja greitai, susidarant nedideliam randui. Mažiausia audinių sintezė vyksta esant pjautinei žaizdai su nedelsiamu audiniu vientisumo atnaujinimu. Nors šios rūšies žaizdoms būdingos visos išvardintos gijimo stadijos, jų kraštų sukibimas ir izoliacija nuo išorinės aplinkos įvyksta labai greitai, per 24-48 valandas. Daugiausia organizmo plastinių resursų reikalaujantis audinių atsinaujinimas susijęs su dideliais audinių defektais bei ekstremalaus ploto nudegimo žaizdų gijimu, palieka pastebimus randus. Ekstremalaus ploto nudegimo žaizdos dėl vietinio audinių pažeidimo sukelia sisteminį atsaką, pasireiškiantį nudegimo sindromu [2,66,67].

Atvirų ir uždarų žaizdų gijimas vyksta tais pačiais principiniais etapais – epitelizacijos bei matricos sintezės. Šiuos procesus užtikrina du skirtingi mechanizmai – keratinocitų migracija ir suintensyvėjusi žaizdos odos kraštų mitozė epitelizacijos metu. Kitas mechanizmas – žaizdos dugno fibroblastų sukelta naujo jungiamojo audinio kontrakcija, priartinanti žaizdos kraštus vieną prie kito [63]. Daugybė audinių gijimo tyrinėjimų atlikta su odos žaizdos modeliu, nes principiniai odos žaizdos gijimo mechanizmai būdingi beveik visiems audiniams. Tačiau vidinių organų, tokių kaip šlapimo pūslė, žarnynas, trachėja, kraujagysles, pilvaplėvė, audiniai turi išskiriančias gijimo savybes ir pasižymi tuo, kad jų sužalojimai užsipildo granuliaciniu audiniu, kuris pasidengia seroza, mukoze, endoteliu arba mezoteliu [59,68].

2.2. Žaizdos gijimo etapai

gamybos, angiogenezės, epitelizacijos, susitraukimo, remodeliacijos [57]. Kaip teigia daugelis autorių, gijimas yra visuma vieningai vykstančių procesų, bet ne atskirų etapinių žingsnių [3,57,58]. Kai kurie autoriai, aprašydami gijimo stadijas, išskiria skirtingą stadijų skaičių. Pavyzdžiui, pagal S. Mathes – keturios (uždegimo, migracijos, proliferacijos, maturacijos), T. Hunt – šešios (krešėjimo, uždegimo, fibroplazijos, matricos depozicijos, angiogenezės, epitelizacijos ir kontrakcijos), A. Singer – trys (uždegimo, audinių formavimosi ir audinių remodeliacijos). Tačiau autoriai pripažįsta, kad gijimo proceso į stadijas dalijimas yra dirbtinis ir nukreiptas proceso suvokimui palengvinti [3,57,69]

Paplitusi klasikinė žaizdos gijimo teorija aprašo keturias stadijas:

SUŽALOJIMAS KREŠULYS KRAUJO PLOKŠTELĖS

UŽDEGIMAS

KOLAGENO IRIMAS KOLAGENO SINTEZĖ

REMODELIACIJA

SUGIJUSI ŽAIZDA

1 pav. Principinė žaizdos gijimo diagrama. Pagal T. Hunt „Basic principles of wound healing“. J Trauma

• Uždegimas – audinių vientisumo pažeidimas – sukelia veiksmus, kurie sudaro uždegimo atsaką.

• Migracijos stadija – daugybė ląstelių, tokių kaip neutrofilai, limfocitai, makrofagai, fibroblastai, migruoja į pažeidimo židinį ir apsaugo audinius nuo tolesnio jų pažeidimo, išvalo žaizdą nuo negyvybingų audinių, apsaugo ją nuo infekcijos bei išskiria medžiagas, reguliuojančias gijimo procesą ir ląstelių funkcijas.

• Proliferacijos stadija – fibroblastų dauginimas, tarpląstelinio kolageno kaupimas, matricos, granuliacinio audinio susidarymas ir epitelizacijos bei rando susiformavimas. • Kontrakcijos, arba brendimo (maturacijos), stadija vyksta palaipsniui. Tai fibroplazijos

proceso tęsinys ir atsakas į organizmo pastangas pagerinti rando funkcines savybes, atsparumą tempimui bei linkimui.

Tačiau ne visų audinių pažeidimo gijimas vyksta pagal šią schemą, pavyzdžiui, kaulų lūžiai gija be reepitelizacijos stadijos. N. Adzick ir H. Lorenz bei C. Heldin su bendr. pažymi stebėtinus sutapimus tarp ląstelinių ir molekulinių įvykių gyjant žaizdai bei regeneracijos, embriogenezės ir neoplastinio proceso. Yra daug panašumų tarp žaizdos ir auglio stromoje vykstančių procesų, tačiau pagrindinis skirtumas yra valdymo veiksnys: žaizdos gijimas save reguliuojantis, tuo tarpu neoplastinis augimas – ne [68,70]. Gijimo stadijų bei elementų sąveiką schematiškai vaizduoja T. Hunt pasiūlyta diagrama (1 pav.). Kadangi vieningos gijimo stadijų schemos nėra, mes nagrinėsime vykstančius žaizdoje pakitimus nuosekliai, pagal jų intensyvumą laiko atžvilgiu, pradėdami nuo pažeidimo pradžios.

deguonio radikalus. Per kitas 48 val. neutrofilus pamažu pakeičia makrofagai. Jie tęsia neutrofilų pradėtas funkcijas ir per 3–4 paras tampa vyraujančiais leukocitais žaizdoje. Jie išlieka žaizdoje iki gijimo proceso pabaigos. Makrofagų aktyvumo slopinimas, skiriant steroidu, kad sumažėtų uždegimas, gresia gijimo sutrikimais [72]. Makrofagai ir jų gaminami citokinai – neatsiejamos ir būtinos gijimo sudedamosios dalys kartu su fibrinu, citokinais, endotoksinais, dideliu laktato kiekiu bei hipoksija. Anoksija, acidozė, laktato kiekis labai didėja infekcijos atveju. Paveikti šių sąlygų, makrofagai didina citokinų, stimuliuojančių angiogenezę, gamybą [73].

Tais atvejais, kai trombocitai patenka į žaizdą, jie praranda grūdėtumą, išskirdami į aplinką biologiškai veiklias medžiagas, svarbias žaizdų gijimui. Mažiausiai trys organėlių tipai susiję su trombocitų degranuliacija: pirma, б-granulės turi augimo faktorius, tokius kaip PDGF, transformuojantis augimo faktorius-в (angl. transforming growth factor-β – TGF-β) ir į insuliną panašus augimo faktorius (angl. insulin like growth factor-I – IGF-I). Taip pat adhezinius glikoproteinus – fibronektiną, fibrinogeną, trombospondiną, von Willebrand‘o faktorių. Antra, trombocitų dantyti kūneliai, kaupiantys vazoaktyvius aminus – serotoniną, didinantys kraujagyslių pralaidumą. Trečia, lizosomos, kaupiančios hidrolazes ir proteazes [68]. Krešėjimo kaskada ir trombocitų aktyvacija sumažina kraujavimą ir paverčia fibroblastus ir endotelinės ląsteles į reparacinę formą. Krešumo mechanizmas paverčia protrombiną trombinu, kuris savo ruožtu fibrinogeną paverčia fibrinu. Fibrinas polimerizuojasi į stabilų krešulį. Jei krešulys kontaktuoja su aplinka, jis pasiverčia sausu šašu, kuris tampa laikina žaizdos danga. Po šašu fibrinas su fibronektinu suformuoja laikiną matricą ir sudaro galimybes ankstyvai ląstelių migracijai į žaizdą. Paveikti chemoatraktiniu tarpląstelines matricos baltyminiu fragmentu, leukotrenu, komplemento faktoriais C3_a, C3_b, C5_a, C5_b polimorfobrandoliniai neutrofilai, patekę į žaizdą, išvalo ją nuo mikrosvetimkūnių, bakterijų ir vėliau pasišalina su šašu arba būna fagocituojami makrofagų. Dėl pažeisto kolageno, fibrino, TGF-в, monocitų chemoatraktinio proteino-1 poveikio monocitai infiltruoja žaizdos audinius ir tampa joje aktyvuotais makrofagais [74]. Jie išskiria PDGF ir kraujagyslinius endotelio augimo faktorius (angl.

vascular endotelial growth factor – VEGF), kurie pradeda formuoti granuliacinį audinį. Makrofagų

fibroblastų atžvilgiu. Monocitai vykdo fagocitozę, apdoroja antigeną, išskiria citokinus, proteazes it kitus uždegimo mediatorius. Svarbūs gijimui citokinai, išskiriami monocitų ir makrofagų yra: TGF α, TGF β, interleukin-1 ir IGF-I [76-80]. TGF-β inicijuoja atsaką į pažeidimus, aktyvuoja alfa aktino, kolageno, tarpląstelinės medžiagos, metalo proteinazių ir kitų citokinų genų transkripciją. Monocitųu ir makrofagu produkuojami augimo faktoriai yra būtinos gijimo bei naujų audinių atsiradimo sudedamosios dalys, nes, kaip parodė tyrimai, gyvūnams kuriems yra makrofagų deficitas, žaizdų gijimas nėra visavertis [65,81,82]. Limfocitai patenka į žaizdą daug vėliau, ir jų vaidmuo gijimo procese nėra iki galo aiškus, teigia N. Adzick ir H. Loretz. Interleukinas-1 yra limfocitų produktas, reguliuojantis kolagenazės aktyvumą, todėl limfocitai gali turėti reikšmę žaizdos remodeliacijos fazėje [68].

Granuliacinio audinio formavimasis. Naujas jungiamasis audinys, vadinamas granuliaciniu, pradeda užpildyti žaizdą maždaug ketvirtąją parą po sužeidimo. Naujai įaugę kapiliarai aprūpinantys naują stromą deguonimi ir mityba suteikia grūdėtumo išvaizdą. Makrofagai, fibroblastai ir kraujagyslės pradeda atsirasti žaizdoje maždaug vienu metu [57]. Fibroblastai patenka į žaizdą pasinaudodami kaip pastoliais po traumos atsiradusia laikina matrica, tai yra naujai susintetintam fibrinui, fibronektinui [83]. R. Clark nurodo, kad fibroblastai iš aplinkinių audinių pradeda migruoti į žaizdą trečiąją parą ir per visą gijimo laikotarpį patiria keturių fenotipinių formų transformaciją:

• proliferacijos; • migracijos;

• tarpląstelinės matricos molekulių sintezės; • transformacijos į miofibroblastus [84].

Ši fibroblastų transformacija įvyksta daugiausia PDGF, TGF-в1 ir tarpląstelinės matricos molekulių sąveikos dėka [74,74,76,76,78,85,86].

Schematiškai, naujo jungiamojo audinio sintezę užtikrina:

• makrofagai, gamindami augimo faktorius, būtinus fibroplazijai ir angiogenezei; • fibroblastai, gamindami naują tarpląstelinę matricą būtiną tolesnei ląstelių migracijai; • kraujagyslės, aprūpinančios deguonimi ir maitinamosiomis medžiagomis ir užtikrinančios

ląstelių metabolizmą.

migracija į kraujo krešulį su persipynusiomis fibrino skaidulomis arba į tarpląstelinę matricą neįmanoma be proteolitinės sistemos aktyvacijos. Šios sistemos poveikio dėka atsiveria laisvas kelias ląstelių migracijai. Įvairovė fibroblastų gaminamų enzimų, kraujo serumo plazminas, dalyvauja šiame procese kartu su plazminogeno aktyvatoriumi, kolagenazėmis, gelatinaze A bei stromelizinu [89]. Jaunas jungiamasis audinys, atsirandantis žaizdoje su suartintais kraštais, nėra visai toks pat, kaip granuliacinis, tačiau susideda iš tokių pat elementų [90]. Be skaidulų, tarpląstelinėje matricoje yra vadinamosios pagrindinės medžiagos, kuri gaubia jungiamojo audinio ląsteles ir skaidulas, ir yra gelio pavidalo. Šis gelis sudarytas iš glikozaminoglikanų ir didelio kiekio audinių skysčio, kuris yra skystoji gelio fazė. Taigi granuliacinis audinys yra puri matrica, atsirandanti atvirose žaizdose ir susidedanti iš fibrilinių baltymų – kolageno, elastino bei pagrindinės medžiagos. Ją sudaro GAG – linijiniai disacharidų polimerai. Susijungę su baltymais jie sudaro PG molekules. Taip pat granuliaciniame audinyje randama jungiamųjų glikoproteinų – fibronektino, trombospondino, tenascino, laminino, hialurono rūgšties, proteinsulfatų. Šis audinys gausiai infiltruotas makrofagais, fibroblastais ir kapiliarų endotelio ląstelėmis [91,92]. Migravę į žaizdą fibroblastai, paveikti TGF-в1, pradeda sintetinti tarpląstelinę kolageno matricą (TKM), kuri palaipsniui keičia pirminę tarpląstelinę matricą [88]. W. Li su bendr. teigia, kad, TKM poveikis fibroblastų migracijai gali vykti nedalyvaujant augimo faktoriams, tuo tarpu PDGF-BB poveikis migracijai, nesant TKM, nerealizuojamas [78]. Fibroblastų migracijai ir granuliacinio audinio formavimuisi, kaip teigia Basu A. su bendr., turi įtaką neseniai identifikuotas baltymas iš matricelulinių gliukoproteinų šeimos, vadinamas išskirtu, rūgščiu ir prisotintu cisteinu baltymu (angl. secreted protein acidic and rich in cystein – SPARC arba osteonektin, BM-40) [93]. Susikaupus kolagenui žaizdos dugne, fibroblastai, susijungę su angiogenetiniu matricos baltymu CCN1, nustoja gaminti kolageną ir patiria apoptozę [94-96]. Granuliacinis audinys virsta beląsteliniu randiniu audiniu. Kolageno sintezės ir degradacijos dezorganizacija pasireiškę kolageno kaupimusi. Apoptozės mechanizmo sutrikimai sukelia fibrozines ligas, tokias kaip keloidozė, hipertrofinis randas, skleroderma.

Neovaskuliarizacija. Granuliacinio audinio pagrindą sudaro ląsteliniai elementai, GAG, PG, jaunųjų kapiliarų tinklas. Angiogenezė yra viena iš esminių gijimo sudedamųjų dalių. Šis procesas daugiausia indukuojamas rūgščiojo ir šarminio fibroblastų augimo faktorių (angl. acidic fibroblast

growth factor – aFGF ir basic fibroblast growth factor – bFGF). Yra daugybė kitų cheminių medžiagų

angiogenezę pirmas tris gijimo paras, tuo tarpu VEGF – granuliacinio audinio formavimosi periodu ketvirtąją septintąją parą [97]. A. Singer ir R. Clark aprašo tolimesnę įvykių eigą sukeliančią neoangiogenezę. Audinių pažeidimas sukelia jų destrukciją ir hipoksija. Angiogenezės veiksniai aFGF ir bFGF tuoj pat išskiriami iš makrofagų, kartu su padidėjusia dėl hipoksijos poveikio VEGF gamyba epiderminėse ląstelėse. Proteolitiniai fermentai, matricos metaloproteazės skatina matricos kolagenų degradaciją. Šių baltymų fragmentai sutelkia kraujyje cirkuliuojančius monocitus, kurie, patekę į pažeidimo židinį, tampa aktyvuotais makrofagais ir išskiria angiogenezinius veiksnius. Makrofagų išskiriamas bFGF stimuliuoja endotelines ląsteles išskirti plazminogeno aktyvatorių ir prokolagenazę. Plazminogeno aktyvatorius konvertuoja plazminogeną į plazminą, o prokolagenazę į veiklią kolagenazę. Dėl šių proteazių poveikio kraujagyslių sienelių pamatinė membrana suardoma. Pamatinės membranos defragmentacija sudaro galimybę endotelio ląstelėms migruoti iš kraujagyslių spindžio į pažeidimo vietą. Kai žaizda prisipildo granuliacijų, angiogenezė nutrūksta ir kaip apoptozės rezultatas pranyksta daugybė naujų kraujagyslių. Ši užprogramuota ląstelių mirtis reguliuojama įvairių matricos molekulių: trombospandinų 1 ir 2, bei angiostatino, endostatino ir angiopoetino 2 [98].

Žaizdos epitelizacija. Reepitelizacija prasideda per kelias valandas po sužeidimo, tačiau savo kulminaciją epitelizacijos procesas pasiekia susiformavus granuliaciniam paviršiui ir prasidėjus žaizdos retrakcijai. Suardytas odos vientisumas paskatina apsauginį organizmo atsaką, skirta epidermio barjerui atnaujinti, kad būtų išvengta dehidracijos ir infekcijos. Du skirtingi mechanizmai užtikrina odos defekto panaikinimą žinduoliams. Vienas iš jų – keratinocitų valdomas epitelizacijos mechanizmas, padidinantis mitozių skaičių ir skatinantis ląstelių migraciją odos žaizdos kraštuose. Kitas – fibroblastų skatinimą žaizdos dugno retrakcija, priartinanti žaizdos kraštus vieną prie kito. Abu šie mechanizmai yra esminiai žaizdos gijimo procese.

Odos priedėlių epidermio ląstelės patiria fenotipinius pokyčius, tokius kaip intraląstelinių tonofilamentų retrakcija, tarpląstelinių desmosomų ištirpimas, periferinių citoplazminių aktino plaušelių, užtikrinančių ląsteles judėjimą, susidarymas. Ištirpus hemidesmosominiams ryšiams tarp epidermio ir pamatinės membranos, epidermio ląstelės įgauna šoninio judėjimo galimybę. Epidermio ląstelių paviršiuje integrino receptorių raiška sudaro galimybę ląstelėms sąveikauti žaizdos kraštuose su įvairiais įterptais tarp I tipo kolageno skaidulų TKM baltymais – fibronektinu, vitronektinu – ir migruoti žaizdos centro link [3,103]. Migruojančios TKM paviršiumi epidermio ląstelės atskiria nekrozę nuo gyvybingų audinių. Migruodamos, epidermio ląstelės gamina ir išskiria kolagenazes bei plazminogeno aktyvatorių, sukeldamos kolageno ir kitų matricos baltymų degradaciją. Visa tai leidžia išardyti kolageno skaidulas bei ekstraląstelinės matricos baltymus. Ekstraląstelinės matricos irimas, būtina epidermio ląstelių tarp dermos ir nekrozės migracijos sąlyga [63].

Kaip pažymi A. Singer ir R. Clark, signalai skatinantys epidermio proliferaciją ir migraciją, nėra iki galo aiškūs, tačiau manoma, kad tai galėtų būti kaimyninių ląstelių praradimas, t.y „laisvo krašto“ efektas, bei lokalus augimo faktorių – epidermio augimo faktoriaus (angl. epidermal growth factor – EGF), TGF-α, keratinocitų augimo faktoriaus (angl. keratinocyte growth factor – KGF) išsiskyrimas [104]. Jų nuomonei pritaria B. Pilcher su bendr., įvertinę integrino receptorių reikšmę pamatinių keratinocitų migracijai [105]. Įvykus reepitelizacijai, pamatinės membranos baltymai, tarp jų it IV tipo kolagenas, atnaujina membranos vientisumą, ir epidermio ląstelės sugrįžta į įprastinę fenotipo formą.

2.3. Tarpląstelines kolageno matricos formavimąsi ypatumai žaizdos gijimo

metu

aplinkiniais sveikais audiniais ir panniculus carnosus raumeniu ir 2 valandas inkubuodami šį preparatą su 14_{C ir} 3_{H-prolinu. Jie nustatė, kad kolageno sintezę jau pirmą parą padidėja ir palaipsniui didėja iki 6}

dienos [111]. M. Zeitz su bendr., tirdami kolageno metabolizmą žiurkių ekscizinių žaizdų granuliaciniame audinyje, suleisdami joms 3_{H-prolino, teigia, kad padidėjęs kolageno kaupimasis}

žaizdoje yra tiek padidėjusios kolageno sintezės, tiek sumažėjusios kolageno degradacijos rezultatas. Šių procesų santykis keičiasi įvairių gijimo stadijų metu. Pirmomis gijimo dienomis kolageno katabolizmas būna mažiausias, palaipsniui didėja ir tampa maksimalus kontrakcijos fazėje. Autorius išsako prielaidą, kad kolageno kaupimosi procesą iš dalies reguliuoja žaizdos kraštų epitelio ląstelės [112]. Jūrų kiaulyčių pjautinių žaizdų kolageno struktūros savybės po sužeidimo nuo 6 iki 180 dienos tyrė C. Doillon su bendr., naudodami optinį ir elektroninį mikroskopus. Autorius nustatė, kad nuo 9-os paros palaidos fibrilinio kolageno skaidulos pradeda formuotis į pluoštus, kurių diametras bėgant laikui pamažu didėja. Kaip teigia autorius, progresuojanti pluoštelių agregacija 45 parą tampa didžiausia, tačiau dar iki 3 mėnesių laiko išlieka pluoštų diametro didėjimo tendencija [113]. Be kolageno TKM, vyksta elastino, fibronektino bei proteoglikanų (PG) kaupimasis. Proteoglikanų ir jų sudedamosios dalies GAG sintezė koreliuoja su ląstelių proliferacija, migracija ir kolageno skaidulų sinteze, vykstančia gyjant žaizdai. PG įvairovė sudaro svarbiausią pagrindinės medžiagos sudedamąją dalį. Hialurono rūgštis (HR) su PG sudaro palankias sąlygas ląstelių migracijai. Be to, PG ir GAG paveikia žaizdos skaidulinio kolageno organizaciją ir fibrilogenezę, susijungdami su tam tikromis kolageno sritimis, reguliuoja kolageno degradacijos intensyvumą. Mažesniais kiekiais pagrindinėje tarpląstelinėje medžiagoje aptinkama struktūrinių arba jungiamųjų glikoproteinų (GP): fibronektino, tenascino, laminino, fibrinogeno, trombospondino, ir vitronektino [92]. Ląstelės susijungia su šiais jungiamaisiais GP per savo „ląstelė-paviršius“ jungiamąjį receptorių – integriną. Integrinai yra membraninių glikoproteinų šeimos atstovai, turintys dviejų tipų elementus б ir в. Fibronektinas yra provizorinės matricos elementas, dalyvaujantis žaizdos kontrakcijoje, ląstelių migracijoje, kolageno matricos susidaryme ir re-epitelizacijoje. Jis vienas iš pirmųjų atsirandančių provizorinės matricos elementų. Fibronektinas atlieka pastolių vaidmenį ląstelių migracijai ir kolageno kaupimuisi. Fibronektinas gaminamas fibroblastų, epitelio ląstelių, makrofagų. Jis gali jungtis prie daugelio molekulių, dalyvaujančių gijimo procese, prie kolagenu, aktino, fibrino, HA, heparino, fibroblastų, „ląstelė-paviršius“ receptorių pagalba [103]. Granuliacinio audinio fibroblastai ir miofibroblastai būna padengti fibronektinu, dalyvaujančiu kontrakcijos mechanizme.

Lamininas yra pagrindinė epitelinio audinio pamatinės membranos sudedamoji dalis. Jis sujungia epitelinių ląstelių membranas su IV tipo kolagenu bei proteoglikanu heparinsulfatu [114]. Šie ryšiai turi didelę įtaką pamatinės membranos atsinaujinimui gijimo metu.

Matricos sudėtyje yra vieno iš neseniai identifikuotų matriceliulinių baltymų šeimos atstovų, vadinamo SPARC, osteonektinas, arba BM-40, ir turinčio reikšmingą poveikį ląstelių – matricos sąveikai. SPARC randama aktyviai proliferuojančiuose ląstelėse, tiek embriono, tiek ir suaugusio individo audiniuose. SPARC užtikrina ląstelių ir matricos sąveiką ir, kaip teigia autorius, skatina fibroblastų migraciją bei granuliacinio audinio susiformavimą [93]. A. Bradshaw ir E. Sage teigia, kad osteonektinas jungiasi prie įvairių TKM sudedamųjų dalių, tokių kaip trombospondinas 1, vitronektinas, entaktin/nidogenas, fibrilinis I, II, III ir V tipų kolagenas, IV tipo kolagenas, kuris dominuoja pamatinėje membranoje. SPARC daro įtaką ląstelių veiklai per savo sąveiką su jų paviršiumi, augimo faktoriais ir TKM. Autoriai teigia, kad SPARC veikimo mechanizmas pasireiškia ląstelių migracijoje, proliferacijoje, diferenciacijoje ir yra aptinkamas įvairių biologinių procesų, tokių kaip organizmo vystymasis, žaizdų gijimas, angiogenezė, onkogenezė, sudėtyje [115,116].

1994 metais identifikuotas dar vienas tarpląstelinės matricos baltymas 1 (angl. extracellular

matrix protein 1 – ECM 1), dalyvaujantis žaizdų gijimo procese. Be savo kitų funkcijų įvairiuose

audiniuose, jis užtikrina normalią odos struktūrą ir funkciją. Epidermyje jis kontroliuoja keratinocitų diferenciaciją. Dermoje ECM 1 susijungia su didžiausiu heparanosulfatu proteoglikanu – perlekanu. Kaip teigia I. Chanas taip ECM 1 veikia kaip „biologiniai klijai“, užtikrindamas pamatinės membranos ir intersticinio skaidulinio kolageno bei augimo faktorių sujungimą [117]. Kaip matome, daugelis autorių, tiriančių gijimą, pabrėžia TKM baltymų sąveikos su ląstelėmis svarbą ir reikšmę, užtikrinant jų, dalyvavimą gijimo procese [5,63,88,93,103,115-118].

2.4. Nudegimo žaizdos gijimo ypatumai

1953 metais D. Jackson suskirstė nudegimo žaizdos pirminį židinį pagal audinių pažeidimo laipsnį ir kraujotakos skirtumus:

· koaguliacijos zona – negyvybingų audinių plotas su trombuotomis kraujagyslėmis; · stazės zona – sulėtėjusios kraujotakos, bet ne trombuotų kraujagyslių plotas; · hiperemijos zona – pagreitėjusios kraujotakos plotas [67].

Lengvas nudegimas gali neturėti visų trijų zonų, tačiau sunkaus nudegimo atveju šios zonos susidaro iškart po nudegimo, išlieka 24–48 valandas ir ilgiau [15]. Nudegimo žaizda turi savybę „progresuoti“ – t. y. didinti nebeišnykstančios nekrozės plotą, stazės zonos ploto sąskaita. Kaip parodė tyrinėjimai, šis procesas gali vykti kelias paras po traumos dėl didėjančios organizmo dehidratacijos, pasireiškiant hipoksijai arba infekcijai [57,67,120-122]. Audinių hipoksiją didina pabrinkimas, kuris atsiranda dėl kraujo kūnelių adhezijos prie smulkių kraujagyslių sienelių ir besivystančios veninės stazės [121]. Tačiau dar didesnį audinių sisteminį pabrinkimą nudegimo atvejais sukelia padidėjęs kraujagyslių sienelių pralaidumas. Šis reiškinys atsiranda dėl komplemento sistemos aktyvacijos, padidėjusio C3 ir C5 kiekio, anafilatoksinų C3a ir C5a, histamino, prostaglandinų, ksantino oksidazės. Lokaliai nudegimo žaizda aktyvuoja daug įvairių mediatorių kaskadų. Toks laisvų deguonies radikalų, arachidoninės rūgšties, komplemento ir krešumo kaskadų aktyvinimas skatina didelių histamino, 5-hidroksitriptamino, kininų, prostaglandinų, prostaciklinų, leukotrenų kiekių patekimą į kraujotaką [67,123,124]. Šis procesas pasireiškia sisteminių organizmo atsaku į nudegimo žaizdą, kuris proporcingas žaizdos plotui ir gyliui. Nekelia abejonių teiginys, kad žaizda ir vykstantys joje procesai yra organizmo sisteminių sutrikimų priežastis [2,2,15,125,126].

Nudegimo žaizdos gijimas. Vienas iš svarbiausių nudegimo žaizdos požymių, nulemiančių gijimo proceso intensyvumą bei sisteminį žaizdos poveikį, yra nudegimo gylis. Nuo senovės laikų nudegimai pagal gylį buvo skirstomi į grupes. Jau 1607 metais Edinburge išleista knyga Fabricijaus Hildano (Fabricius Hyldenus) „De combustionibus”. Jis pirmasis pateikė nudegimų klasifikaciją, suskirstęs nudegimus į tris laipsnius: pirmas – odos paraudimas ir vėliau susidarančios pūslės, antras – pūslės ir vėliau susidaranti nekrozė, trečias – odos ir gilesnių audinių pažeidimas. Lietuvoje naudojama PSO ir ISBI pasiūlyta klasifikacija [127,128]. Pagal šią klasifikaciją nudegimo žaizdos gylis iš esmės suskirstomas į dalinį ir visišką odos pažeidimo lygius [127]. Dalinis odos storio pažeidimas skirstomas į paviršinį ir gilų. Klasifikacija skiria audinių pažeidimo apimtis pagal odos anatominę struktūrą. Atsižvelgiant į gylį, nudegimo žaizdos gijimas susidaro iš visų keturių gijimo stadijų arba, dalinio odos storio pažeidimo atvejais, daugiausia tik iš uždegimo ir reepitelizacijos.

tapo aišku, kad tam tikro dydžio audinių šilumos pažeidimas sukelia sisteminį uždegiminį atsako sindromą (SUAS) ir tokių pat universalių, būdingų daugeliui patologijų sindromų, tokių kaip suaugusiųjų respiracinis distreso sindromas arba dauginių organų disfunkcijos sindromas, seką [15,123]. Uždegiminis atsakas, prasidėjęs po traumos, pasiekia kulminaciją po 5–7 dienų. Kliniškai išsivystęs “sepsio sindromas” pasireiškia endokrininiais, hipermetaboliniais, imuniniais sutrikimais, didžiuliu baltymų katabolizmu [15,67,123,130, 131].

Uždegiminių mediatorių reikšmė nudegimo traumos patogenezėje. Y.K. Younas su bendr. aprašo dvejų patogenezinių bangų (smūgių), inicijuojančių sisteminį organizmo atsaką į uždegimą hipotezę. Pirma, susijusi su mediatorių gamyba neutrofiluose ir makrofaguose, ir kliniškai mažai pastebima. Antra, kuri paskatina daug didesnę mediatorių gamybą – endotoksinų absorbcija iš virškinamojo trakto ir žaizdos. Citokinai, tokie kaip TNF, neutrofilai gaminantys oksidantus, sudaro antrąją poveikių bangą. Organizmo atsakas į uždegimą gali būti apibendrintas kaip “sepsio sindromas” [123]. Kiti autoriai, pažymi patogenezinės grandinės pradžioje du šaltinius – humoralinį ir ląstelinį [15,132]. Temperatūros poveikis keratinocitams, endotelinėmss ląstelėms, trombocitams, leukocitams ir makrofagams skatina citokinų, laisvų deguonies radikalų ir kitų mediatorių, sukeliančių sisteminius poveikius, perprodukciją. Pagrindinę reikšmę sisteminiame uždegimo atsako sindrome (SUAS) įgyja mediatoriai, kontroliuojantys audinių aprūpinimą krauju, kraujagyslių pralaidumą, ląstelių migraciją į pažeidimo zoną. Paprastai šiuos procesus reguliuojančios kaskados (krešumo – fibrinolizės – kinino – komplemento) išlaiko jautrią pusiausvyrą. Dėl sunkios šilumos traumos poveikio aktyvuojamas Hagemano (XII) veiksnys, kuris paleidžia šias kaskadas patologine kryptimi. Į procesą įsitraukia vazoaktyvieji aminai, trombocitus aktyvuojantis veiksnys, arachidoninės rūgšties metabolitai, kurie taip pat atsakingi už kraujagyslių pralaidumą ir edemos formavimąsi [15,132,133]. Daugelis citokininų – ląstelių gaminamų oligopeptidų – yra svarbūs sepsinio sindromo dalyviai. Juos gamina makrofagai, limfocitai, endotelinės ląstelės, keratinocitai bei viso kūno parenchiminės ląstelės. Citokinai dalyvauja žaizdos gijimo procese, hemodinamikos pakitimuose, imuniniuose procesuose, baltymų katabolizmo ir organizmo hipermetabolizmo išraiškose.

plazmoje teigiamai koreliuoja su letalia baigtimi [134-136]. IL-1, gaminamas kraujo monocitų, audinių makrofagų ir keratinocitų, stimuliuoja T-ląstelių proliferaciją, IL-6 gamyba didina ūminės fazės kepenų baltymų gamybą, sukelia anemiją, mažina cinko kiekį plazmoje. Specifinis IL-1 dalyvavimas šilumos traumoje nėra iki galo aiškus, tačiau IL-1, daugiausia dalyvauja vėlyvoje atsako fazėje, sepsio ir hipermetabolizmo išsivystyme. IL-2 citokininas pasireiškia kaip imunostimuliuojamasis veiksnys. Jo sumažėjimas teigiamai koreliuoja su sepsį patyrusių ligonių mirštamumo padidėjimu. IL-6 atsiranda kraujotakoje labai greitai, paveikus trauminiam agentui, endotoksinui arba infekcijai. Kaip nurodo autoriai, tiriantys IL-6 savybes, jis pasižymi imuniniu ir metaboliniu poveikiu. IL-6 sukelia B ląstelių proliferaciją ir padidina imunoglobulinų gamybą. Metabolinis poveikis realizuojasi kepenų ūminės fazės baltymų gamybos padidinimu. Kaip pažymi daugelis autorių, padidėjęs IL-6 kiekis teigiamai koreliuoja su mirštamumu ir yra nudegimo traumos prognostinis požymis [123,137,138].

Koloniją stimuliuojantis veiksnys – CSF yra glikoproteinų šeima, atsakinga už įvairių ląstelinių linijų stimuliaciją kaulų čiulpuose. Kaip parodė eksperimentai, egzogeninio CSF paskyrimas gali būti naudingas kovai su infekcija, o jo lokalus poveikis pagreitina žaizdų gijimą [139]. Jo vietinis panaudojimas skatina žaizdų gijimą.

Endotoksinas gerai žinomas uždegimo ir su juo susijusių ligų iniciatorius. Endotoksinas skatina arachidoninės rūgšties metabolitų, oksidantų ir citokininų, ypač TNF išsiskyrimą. Nudegusiems ligoniams endotoksino kiekiai padidėja, kai nėra sepsio židinio. Jo šaltiniai būna infekuota nudegiminė žaizda ir virškinamasis traktas [140].

Deguonies radikalai – nestabilūs metabolitai, turintys neporinį elektroną. Superoksidas, O2–, vandenilio

peroksidas, H₂O₂ gaminami leukocitų, paveiktų mieloperoksidazės enzimo, arba kai ksantino oksidazė paveikia ksantino ir hipoksantino substratą dalyvaujant deguoniui. Vėlyvesnė reakcija pasireiškia perfuzijos-reperfuzijos fenomenu [141,142]. Jie ardomai veikia ląstelinę membraną. Antioksidantai, ypač ksantino oksidazės inhibitoriai, palankiai veikia sepsinę būklę, sumažindami ligonių mirštamumą [143].

Hormoniniai sutrikimai. Uždegiminiai citokinai, tokie kaip TNF, Il-1 šilumos traumos metu, sukeldami hipermetabolizmą, veikia ne tik tiesiogiai raumenų ląsteles, bet ir netiesiogiai, sukeldami hormoninės pusiausvyros sutrikimus [123,126,146-148]. Nudegimo trauma sutrikdo hipofizės – adrenalinės sistemos pusiausvyrą, - teigia E. Barynov su bendr. [149] Kiti autoriai teigia, kad nudegusiesiems padidėja antidiuretinio hormono sekrecija, sumažėja insulino ekskrecija [150,151]. Paskutinių dešimtmečių tyrinėjimai parodė, kad sunki nudegimo trauma pasižymi ligonio hormonų sistemos disbalansu [23,130,131,152,153]. Endokrininis atsakas į sunkią nudegimo traumą pasireiškia katecholaminų ir gliukagono padidėjimu, jautrumo insulinui pokyčiais, hipotalamo-hipofizės-adrenokortikalinės ašies aktyvacija, prolaktino hipersekrecija, trumpalaikiu augimo hormono kiekio padidėjimu, vėliau lydimu jo išskyrimo slopinimu, sumažėjusiu cirkuliuojančio IGF-I kiekiu, periferinių tiroidinių ir gonadotropinių hormonų inaktyvacija [23,130,153,154]. 1990 metais D. Herndon su bendr., ištyręs 80 vaikų, patyrusių daugiau nei 40 proc. kūno paviršiaus ploto nudegimą, įtikinamai įrodo, kad vaikams po išplitusių nudegimų išsivysto somatopauzė. Vaikų augimas atsilieka iki trejų metų po traumos [4,23]. M. Jeffries su bendr. teigia, kad sunkiai nudegusiems ligoniams šlapimo kortizolio kiekis padidėja nuo 2 iki 28 kartų. AH ir IGF-I kiekiai stabiliai sumažėja netrukus po traumos ir keturias savaites praktiškai nekinta. Užsitęsęs hiperkortizolizmas sunkiai nudegusiems ligoniams palaiko hipermetabolinę būklę ir audinių, ypač raumenų, katabolizmą. Besivystantys raumenų atrofija ir silpnumas kartu su kepenų riebaline distrofija yra baltymų eikvojimo padariniai, lemiantys imuninį nepakankamumą ir sutrikusį žaizdų gijimą [119,126,131].

sergamumą bei mirštamumą [157]. Dėl nudegimo žaizdos metabolizmas, gali viršyti bazinį 2,5–3 kartus. Esant vidutinio dydžio nudegimui, nuo žaizdos paviršiaus išgaruoja iki 5 litrų vandens, todėl ligonis praranda 3000–3500 kkal. Esant 40 proc. kūno paviršiaus nudegimui, suaugęs ligonis per savaitę netenka 3–5 kg svorio [2,126]. Metabolinių pakitimų išraiška proporcinga nudegimo sunkumui. Ligonio hipermetabolizmas gali būti sušvelnintas, padidinus aplinkus temperatūrą, panaudojus storą vatinę tvarsliavą. Ligonio temperatūra 38,5°C gali išlikti du mėnesius po traumos. Kaip teigia G. Artursonas, tai įvyksta dėl tiesioginio uždegiminių mediatorių ir citokininų poveikio pogumburiui ir sutrikus endokrininei reguliacijai [15]. Kaip jau minėjome, sunkiai nudegusiam ligoniui kortizolio, prolaktino, gliukagono ir katecholaminų kiekiai yra smarkiai padidėję [131]. Kortizolis pasižymi kataboliniu poveikiu ir asocijuojasi su negatyviu azoto ir kalcio balansais, audinių baltymų ir kaulų mineralų praradimu. Jis stimuliuoja gliukoneogenezę, skatina proteolizę ir padidina adipocitų jautrumą lipoliziniams hormonams. Katecholaminai didina glikogenolizę, gliukoneogenezę kepenyse, periferinį atsparumą insulinui. Padidėjęs gliukagono kiekis palaiko gliukozės kiekį kraujyje, atitinkantį padidėjusius energijos poreikius, žaizdos gijimui užtikrinti. Jei tinkami gliukozės kiekiai ligoniui neužtikrinami, padidėja baltymų katabolizmas. Nudegusiems ligoniams išsivysčiusi hiperaminoacidemija, neapsaugo jų nuo baltymų katabolizmo ir išsekimo. Tai įvyksta dėl, hipermetabolizmo bei sumažėjusio AH ir IGF-I kiekio kraujyje [2,23,131,158]. Įdomu, kad ankstyva nekrektomija neapsaugo vaikų nuo hipermetabolinės būklės [159]. Ponudegiminis hipermetabolizmas didina deguonies poreikį bei širdies susitraukimo dažnį. Padidėjusį metabolizmą būtina atitinkamai kompensuoti, aprūpinant ligonį energinėmis medžiagomis, baltymais, norint išvengti lėtesnio žaizdos gijimo, funkcinių ląstelių sutrikimų, sumažėjusio atsparumo infekcijai [2,15,23,28,33,119,157,158,160,161].

režimas, medikamentinė metabolizmo korekcija žrAH, insulino infuzijomis, anaboliniais steroidais – oksandrolonu, в-blokatorio propranololio pavartojimas [2,14,28,33,67,126,157,170-173].

2.5. Kolagenas

TKM sudėtyje vyrauja kolageno šeimos baltymai. Kolageno vadinama baltymų šeima, turinti ypatingą struktūrinę formą – dešinės krypties trigubą polipeptidinę spiralę. Atsižvelgiant į supramolekulinę organizaciją, kolageno tipai gali skirtis į skaidulas formuojančius, asocijuotus – FACIT (angl. fibrill-associated collagens with interupted triple helices), tinklinius, inkarinius, transmembraninius, pamatinės membranos ir kt. [92]. Jau yra identifikuoti genetiškai skirtingi 26 kolageno tipai [174]. 90 proc. visų kolageno formų sudaro skaidulinę jo modifikaciją. Kolageninės skaidulos – tai pagrindinės jungiamojo audinio skaidulos. Vienos skaidulos plotis yra 0,5–10 мm, bet gali būti ir stambesnis. Kolageno skaidulų plotis svyruoja ir priklauso nuo skaidulas sudarančio fibrilinio baltymo kolageno fibrilių skaičiaus jose. Kiekviena kolageninę skaidula sudaro skaidulėles, proteoglikanu sujungtas į pluoštelius. Kolageno skaidulėlės yra sudarytos iš plonesnių struktūrų – mikropluoštelių. Jas sudaro tropokolageno molekulių siūleliai (2 pav.).

atitinkančiu 1000 aminorūgščių [3,106]. Trumpos telopeptidų atkarpos, sudarytos iš kolageno monomerų dalyvauja kovalentinėse, struktūrą lemiančiose tarpmolekulinėse jungtyse bei jungtyse su supančia matrica (2 pav.).

2 pav. Molekulinė fibrilinio I tipo kolageno struktūros schema su įvairiais subdomenais ir prokolagenazių

poveikio taškais. Pagal (K. Gelse, E. Poschl, T. Aigner. Collagens—structure, function, and biosynthesis. Adv Drug Deliv Rev. 2003;55:1531-46)

Trimatė fibrilių orientacija skiriasi, atsižvelgiant į audinį, kurį jie sudaro, tipą: į paralelinį išdėstymo sausgyslėse iki chaotiškesnio, tinklinio pynimo odos audiniuose (3, 4 pav.).

3 pav. Sausgyslės kolageno pluoštų išsidėstymas 4 pav. Kolageno skaidulų išsidėstymas žmogaus odoje

Iš: R. Reed, Ancient. Skins, Parchments, and Leathers. London: Seminar Press, 1972

Nustatyta, kad C-propeptidai inicijuoja trijų vijų spiralės formavimosi pradžią, tuo tarpu N-propeptidai lemia pirminį skaidulų diametrą. Kolageno brendimas (maturacija) skatina tinklo išsišakojimo nykimą, kolageno pluoštų susijungimą bei tarpspiralinių jungčių skaičiaus didėjimą [176].

baltymas, kurio skaidulų tempimo jėga prilyginama plieno tempimo jėgai. I tipo kolagenas yra storų (50-150 nm storio), lygiagrečių, į strypą panašių fibrilių ketvirtinės struktūros baltymas ir daugiausia aptinkamas tuose audiniuose, kuriems tenka didelė tempimo jėga. III tipo kolagenas sudaro smulkų fibrilių tinklą ir audiniui suteikia elastingumo.

I tipo kolagenas yra heterotrimeras iš dvejų vienodų α1(I) ir vienos α2(I) grandies ir žymimas – [α 1(I)]2 α2(I). Daugybėje audinių I tipo kolagenas užtikrina tempimo bei sukimo stiprumo ribą [106].

III tipo kolagenas yra homotrimeras ir žymimas – [α1(III)]3. Jis aptinkamas audiniuose su I tipo kolagenu, išskyrus kaulinį audinį. Jis yra svarbi retikuliarinių skaidulų intersticiniame audinyje plaučiuose, kepenyse, odoje, blužnyje ir kraujagyslėse sudedamoji dalis [106].

IV tipo kolagenas – svarbiausia struktūrinės pamatinės membranos sudedamoji dalis kartu su integruotais į jos sudėtį lamininu, nidogenu ir kitais elementais [177]. Jo tinklinė struktūra pasižymi tuo, kad būna sudaryta iš skirtingų izoformų: pagrindinės – [α1(IV)]₂- α2(IV), šešių papildomų – α1(IV)- α6(IV), kitų, aptinkamų įvairiuose audiniuose – α3(IV) α4(IV) α6(IV), bei kompozicinių molekulių tinklo α5(IV)₂ α6(IV)/ α1(IV)₂ α2(IV) [78,84].

I tipo kolagenas yra pats tvirčiausias organizmo baltymas, kurio skaidulų tempimo jėga prilyginama plieno tempimo jėgai. I tipo kolagenas yra storų (50-150 nm storio), lygiagrečių, į strypą panašių fibrilių ketvirtinės struktūros baltymas ir daugiausia aptinkamas tuose audiniuose, kuriems tenka didelė tempimo jėga. III tipo kolagenas sudaro smulkų fibrilių tinklą ir audiniui suteikia elastingumo. Kolageno biosintezė. Dėl audinių traumos aplinkinių sričių fibroblastų fenotipai transformuojasi, tris paras proliferuoja ir ketvirtąją parą pradeda migruoti į žaizdos sritį. Tik pasiekę žaizdą fibroblastai pradeda gaminti kolageną ir kitas matricos molekules. R. Clark nurodo, kad fibroblastai odos žaizdos gijimo metų patiria keturių fenotipų transformaciją: proliferacinę, migruojamąją, TKM molekulių sintezės fenotipo bei transformaciją į miofibroblastus [31,178].

tropokolagenu. Prisijungiant vis naujiems siūlelėms, susidaro stambesnės struktūros – mikroskaidulėlės. Agreguodamos mikroskaidulėlės sudaro skaidulėles, kurias galima stebėti optiniu mikroskopu ir kurioms dėl specifinio tropokolageno molekulių išsidėstymo yra būdingas periodiškai kas 64 nm pasikartojantis skersinis ruožuotumas [179]. Mikroskaudulėlės toliau jungiasi galais ir šonais ir virsta kolageno skaidulomis [31,34].

Skaidulos susijungia tarpusavyje dviejų rūšių tarpmolekuliniais ryšiais. Viena susijusi su fermento lizil-oksidazės aktyvumu, kita, nefermentinė, susijusi su kolageno glikolizacija. Lizil-oksidazės formuojamos tarpskaidulinės jungtys užtikrina kolageno mechaninio atsparumo jėgas [180].

Kolageno metabolizmas. Audinių kolageno metabolizmas yra aktyvesnis procesas nei buvo manyta. Metabolizmo greitis priklauso nuo audinių rūšies ir didžiausias yra plaučių audiniuose. P. Mays su bendr. nustatė, kad žiurkių odos kolageno apykaita priklauso nuo amžiaus ir keičiasi nuo 12 proc. per parą 1 mėn. amžiaus iki 0,4 proc. per parą 24 mėn. amžiaus žiurkėms [31]. Šie tyrimai buvo atlikti tiriant izotopais 3_{H arba} 14_{C paženklinto prolino virtimą paženklintu hidroksiprolinu. Panaudojant}

tą patį metodą buvo įrodyta, kad dalis naujai susintetinto kolageno (arba prokolageno) patiria intraląstelinę degradaciją 30 min. prieš jo sekreciją iš ląstelių [180]. Apie 6 proc. naujai susintetinto kolageno degraduoja per pirmą gyvenimo mėnesį. Maksimumo pasiekia 15-tą, kai naujai susintetinto kolageno randama apie 50 proc. 24-tą mėnesį jo kiekis sumažėja iki 24 proc. [89,102,181]. Intensyvi kolageno sintezė esant nekintamam jo kiekiui organuose, reiškia didelę jo degradaciją. Kolageno degradacija vyksta veikiant neutralioms metaloproteazėms, iš kurių kolagenazė yra specifiškiausia.

Ji skelia kolageno molekulę ¾ jos ilgio atstumu nuo N-terminalinio galo tarp glicino ir izoleicino, kurie randami šioje vietoje visuose trijuose alfa grandinėse [89]. MMP išskiria kelių tipų ląstelės – fibroblastai, makrofagai, chondrocitai ir kitos ląstelės. TKM sintezės ir remodeliacijos metu didžiausią reikšmę turi matricos metaloproteazės -1, 2, 3, 13 [182].

2.6. Augimo hormonai augimo ir žaizdų gijimo procese

nuo 22 kDa formos tuo, jog trūksta 32–46 aminorūgščių likučių), kuris sudaro apie 9 proc., monomero dezamido ir acetilo formos – apie 5 proc., 22 kDa formos dimeras – apie 20 proc., 20 kDa formos dimeras – apie 7 proc., dimero dezamido ir acetilio formos – apie 2 proc., oligomerai – 13 proc., fragmentai (17, 12, 5, 31 kDa) – kurių kiekis įvairus. Pirmos dvi formos pasižymi didžiausių biologinių veiklumu ir mažiausiu antigeniškumu, priešingai nei oligomerai [183]. Augimo hormono sekrecija tiesiogiai reguliuojama dviejų hipotolamo hormonų: AH skatinančio somatoliberino (angl. growth

hormone realising hormone) ir AH sekreciją slopinančio somatostatino. Be jų, šiame reguliavimo

procese dalyvauja ir keletas neurotransmiterių, metabolinių substratų ir sistemų: adrenerginė, dopaminerginė, serotoninerginė, cholinerginė, histaminerginė, taip pat įvairūs išoriniai veiksniai: stresas, miegas, fizinis aktyvumas, hipoglikemija. AH sekretuojamas pulsuojamai ir išskiriamas į kraują taip pat pulsuojamai – nuo 6 iki 13 maksimumų per parą. Didžiausias maksimumas būna vakare. Dieną AH sekrecija maža ir veikia daugiau medžiagų apykaitą [47]. AH aktyviausia yra monomerinė forma – 191 aminorūgščių likučių polipeptidas su dviem disulfidiniais tilteliais tarp cisteino likučių, kurio molekulinė masė sudaro 22 kDa. (5 pav.).

AH pasižymi rūšinių specifiškumu. Taigi žmogų veikia tik žmonių ir aukštesniųjų beždžionių augimo hormonai. O filogenetiškai žemesnes rūšis veikia aukštesnių rūšių AH. Todėl daugelio eksperimentų metu naudojamas žrAH, kuris yra veiklus eksperimentiniams gyvūnams [184].

AH veikimo mechanizmai.

AH linija. Augimo hormono sistema susideda iš ligando (angl. growth hormone – GH), receptoriaus (angl. growth hormone receptor – GHR) ir augimo hormoną sujungiančio baltymo (angl.

growth hormone binding protein – GHBP). 1985 metais paskelbta H. Green ir M. Morikawa „dvejopo

5 pav. Žmogaus augimo hormono molekulės aminorūgščių likučių seka (pagal D. Lašienė ir L. Lašas Žmogaus

augimo hormonas, jo deficitas ir gydymas)

Tiesioginį AH poveikį periferiniuose audiniuose 1982 metais pademonstravo Jsaksson su bendr., injekavę 10 мg žmogaus AH į žiurkės blauzdikaulio epifizarinę zoną ir po 9 dienų nustatę kaulo ilgio skirtumą, palyginti su kontralateraliniu blauzdikauliu [188]. Kiek vėliau panašius vietinio AH poveikio rezultatus paskelbė kitas autorius [189]. Šis lokalus hormono poveikis paaiškinamas AH receptorių buvimu ląstelėse. 1990 metais P. Lobie su bendr. nustatė AH receptorius odos fibroblastuose, per kuriuos AH stimuliuoja IGF-I gamybą ir išsiskyrimą iš ląstelių [187]. Taigi, dabartiniu supratimu AH poveikis realizuojasi:

• per GHR esančius daugelyje ląstelių už kepenų ribų;

• per AH mRNR ir baltymą, esančius ekstrapituitarinės lokalizacijos taškuose ir panašius į GHR, kas gali lemti parakrininį/autokrininį poveikį;

• per IGF-I;

Nesenai įrodyta, kad normalų kaulų augimą užtikrina hipofizinės AH sekrecijos dėka trigubai padidėjęs IGF-I kiekis kraujyje [190].

Atrasti du specifiniai AH sujungiantys baltymai. Pagrindinis GHBP – glikoproteinas, kurio masė apie 60 kDa, turi didėlį afinitetą, bet ribotą imlumą. Jis prisijungia 22 kDa augimo hormoną. Šis GHBP kompleksas susijungia su ekstraląsteliniu AH receptoriumi ir tampa cirkuliuojančiu receptoriumi. Jis gali būti kilęs iš audinių receptorių, proteolizės būdu jį atskėlus, arba gali būti sintetinamas. Antrasis GHBP turi mažesnį afinitetą, bet didesnį talpumą. Jo molekulinė masė 100 kDa. GHBP sujungia apie 50 proc. cirkuliuojančio kraujyje 22 kDa ir apie 25 proc. 20 kDa AH. Sujungtas AH turi ilgesnį pusiau skilimo periodą, yra apsaugotas nuo irimo ir sudaro cirkuliuojantį hormono rezervą [47]. GHBP yra struktūriškai ir funkciškai identiškas AH receptorių ekstraląsteliniam domenui. Nustatyta, kad žmogaus AH receptorių sudaro 620 aminorūgščių likučių grandinė ir 18 aminorūgščių likučių signalinis peptidas. GHR priklauso citokinų receptorių šeimai. Kaip ir gerai žinomus tirozino kinazės receptorius, citokinų šeimos receptorius sudaro trys domenai: ekstraląstelinis ligandus prisijungiantis domenas, hidrofobinis transmembraninis domenas ir intraląstelinis domenas [191]. AH trimatę struktūrą yra svarbi jo biologinio poveikio realizacijai per prisijungimą prie audinių ląstelių receptorių (6 pav.).

Hormonui prisijungus prie receptoriaus, perduodamas intraląstelinis signalas, kuris yra hormono biologinio veiklumo pasireiškimo tarpininkas. Toks AH heterogeniškumas atsiranda genomo lygiu dėl potranskripcinių, potransliacinių ir posekrecinių modifikacijų [192]. Ląstelių lygiu AH augimą skatinantis poveikis realizuojamas per įvairių audinių, tarp jų ir odos, ląstelių proliferacijos ir diferenciacijos skatinimą. Metabolinis AH poveikis pastebimas vos ne visuose audiniuose ir gali būti realizuojamas per lokalų arba cirkuliuojanti IGF-I. AH perteklius sukelia įvairių organų bei odos padidėjimą, tuomet, kai AH trukumas ar GHR praradimas pasireiškia kartu su mažesnių ūgiu bei kitais fenotipo sutrikimais [47,185].

susijusios su jo mitogeniniu veiklumu. Prodiferencinis IGF aktyvumas yra įrodytas daugeliui ląstelių tipų: hemopoetinės sistemos, mioblastams, adipocitams, osteoblastams, keratinocitams.

Augimo hormono poveikis metabolizmui. Skirtingai nuo tropinių hipofizės hormonų, AH neturi periferinės endokrininės liaukos taikinio, bet jo receptoriai yra išsidėstę visame organizme ląstelių lygmenyje. Todėl AH veikia tiesiogiai medžiagų apykaitą – stimuliuoja baltymų apykaitos anabolinius procesus, veikia lipoliziškai, aktyvuoja riebalų oksidaciją, turi didelį poveikį kalcio ir fosforo apykaitai, skeleto augimui bei brendimui. Jo anabolinis poveikis pasireiškia baltymų sintezės suintensyvėjimu daugelyje kūno audinių ir organų, ypač kaulo, kremzlės, skeleto raumenų, eritropoetinės sistemos aktyvavimu. AH sudaro geresnės sąlygas aminorūgštims patekti į raumenis, pagreitina jų pernešimą, patekimą į branduolius, mitochondrijas, ir mikrosomas, kartu skatindamas naujos protoplazmos susidarymą. • Augimo hormonas • Receptoriaus ekstraląstelinis domenas • Ląstelės membrana ir transmembraninė receptoriaus dalis • Receptoriaus intraląstelinis domenas

6 pav. Augimo hormono ląstelinio receptoriaus trimatė schema. Pagal PDB (angl. Protein Data Bank), David S.

Goodsell, available from URL: http://www.21stcenturyhgh.com/hgh-research-growth-hormone-p2.htm

AH įvairiuose audiniuose, ypač raumenyse ir kepenyse, stimuliuoja audinių sintezę. Riebaliniuose audiniuose stimuliuoja lipolizę, skatina katabolinius procesus. Sveikam žmogui suleidus į veną AH, greitai mažėja gliukozės kiekis kraujyje dėl padidėjusio jos patekimo į skeleto raumenų ir riebalinio audinio ląsteles.

AH poveikis angliavandenių apykaitai gali būti labai įvairus, jis priklauso nuo kitų endokrininių liaukų funkcinės būklės. Ligoniams, sergantiems akromegalija, per didelė AH sekrecija yra vienas iš veiksnių, skatinančių cukraligės vystymąsi. Jei yra AH sekrecijos trūkumas, dėl padidėjusio jautrumo insulinui būna polinkis į spontaniškas hipoglikemija. Gydant AH preparatais, gliukozės kiekis kraujyje normalizuojasi.

Mineralinių medžiagų apykaita AH veikia tiesiogiai ir per kitas vidaus sekrecijos liaukas – sulaikydamas organizme neorganinį fosforą, natrį, kalį, magnį. AH būtinas ne tik linijiniam kūno augimui, bet ir kaulų masės didėjimui bei brendimui. Jo poveikis skeletui pasireiškia netiesiogiai, bet per IGF-I, kuris gaminasi tiek kepenyse, tiek ir lokaliai audiniuose [195]. AH pasižymi renotropiniu veikimu. Dėl jo poveikio padidėja inkstų masė, kraujotakos greitis juose bei filtracija. Pastebėtas AH poveikis kraujo sudėties elementams. Sergantiesiems hipopituitarizmu, o taip pat eksperimentų metu hipofizektomuotiems šunims būna sumažėjęs retikuliocitų, eritrocitų, transferino, geležies kiekis. Skiriant jiems AH, didėja eritropoezė, limfocitozė, plazmos ir transferino kiekis kraujyje [47]. Anabolinis AH poveikis, turint omenyje, kūno masės, ūgio didėjimą, teigiamą azoto balansą, ir žmonėms, ir žiurkėms buvo pademonstruotas kelių autorių [31,47,194]. Anabolinis poveikis azoto balansui rodo, kad AH užtikrina padidėjusį baltymų sintezę labiau nei sumažina jų degradaciją [31]. Be to, Y. Youn su bendr., yra įrodyta, kad AH mažina lipidų peroksidaciją bei ūminio atsako kepenų baltymų neigiamą poveikį organizmui. Autoriai teigia, kad AH vartojimas nudegimo atveju mažina oksidacinį stresą, kadangi skatina endogeninių antioksidantų – glutationo ir katalazės gamybą [182]. D. Jarrar su bendr., M. Jeschke su bendr. X. Wu su bendr., kaip eksperimentinėse, taip ir klinikinėse tyrimuose rodo, kad AH nudegimo atveju mažina lipidų peroksidacija bei I tipo ūmios fazės proteinų kiekį, didinant koncentraciją bendrų kepenų baltymų kraujyje [196-199].

Taigi AH turi universalų poveikį organizmo metabolizmo grandims ir yra daugelių mokslininkų pripažintas kaip vienas iš galingiausių anabolikų.

Egzogeninio AH poveikis kolageno sintezei. Ankstyvi poveikio egzogeninio AH kolageno metabolizmui darbai parodė, kad AH padidina hidroksiprolino išsiskyrimą su šlapimu. J. Aer su bendr., tirdami poveikį kiaulių pituitarinio AH (3mg per parą, 20 dienų) 5 mėn. amžiaus žiurkių odos kolageno metabolizmui, naudodami 14_{C-prolino žymėjimo metodiką, nustatė, kad padidėja tirpaus kolageno} 14

šių autorių duomenimis AH įtakos neturi, tačiau kolageno katabolizmas, vertintas pagal hidroksiprolino ekskreciją su šlapimu, didėja [200]. AH poveikio triušių aortos miomedialinėms ląstelėms in vitro tyrimai parodė, kad padidėja I ir III tipų prokolageno gamyba po aortos inkubacijos AH terpėje [31]. Naudojant 3_{H-prolino žymeklius buvo įrodyta, kad padidėja kolageno sintezė ėriuko griaučių}

raumenyse [201]. Tyrimų rezultatai leidžia teigti, jog AH turi bendrą skatinamąjį poveikį audinių kolageno sintezei. Šį teiginį patvirtina ir vėlesni tyrimai, rodantys, kad, veikiant AH, serume padidėja N-terminalinio propeptido III tipo ir C-terminalinio propeptido I tipo prokolagenų kiekis [1,21]. Kolageno kiekio dėl AH poveikio padidėjimą įvairių organų (odos, kaulų, aortos, storosios žarnos) nepažeistame jungiamajame audinyje nurodo daugelis autorių [188,189,202-206]. Teigiamą endogeninio ir egzogeninio AH poveikį raumenų baltymų bei jungiamojo audinio sintezei patvirtina ir kitų autorių darbai [202,207-209]. Tikslus mechanizmas, kokiu būdu AH didina kolageno kiekį odoje, nėra aiškus, tačiau iš dalies jis yra susijęs su tiesioginiu AH ir endokrininiu/autokrininiu IGF-I poveikiu odos fibroblastams [31]. P.Lobie su bendr. išaiškino GHR lokalizaciją odos fibroblastuose ir įrodė AH savybę skatinti IGF-I gamybą ir išsiskirimą iš odos fibroblastų [187,210]. Be to, AH skatina ląstelių replikaciją, bet tik esant serumui, tai nurodo atitinkamų faktorių (PDGF, b-FGF, monocitų augimo faktoriaus (angl. monocyte growth factor – MGF) dalyvavimo kartu su AH būtinumą [31]. V. Dunaiski ir D. Belford, tirdami egzogeninio sisteminio AH ir IGF-I poveikį odos žaizdų atsparumo tempimo jėgai, nustatė, kad augimo hormonui tarpininkauja ne endokrininės kilmės IGF-I, bet lokaliai ląstelių gaminamas ir autokrininiu/parakrininiu būdu veikiantis IGF-I [195].