Вступ
Хронічні рани розвиваються в такому порушеному процесі загоєння, при якому стійкий анатомічний та функціональний результат не зберігається протягом звичайного періоду, який зазвичай відмічається протягом 3 міс [1]. При їх розвитку порушується регламентний перебіг фаз загоєння, що зумовлює підтримання стану самозберігання і їх важковиліковність, незважаючи на адекватне лікування [2–4].
Уповільнити загоєння ран може безліч факторів: хронічні захворювання, судинна недостатність, цукровий діабет, недостатнє харчування, старіння, а також такі фактори, як тиск, інфекція та набряк [5, 6]. Подальше пошкодження тканин фіксує рани в тривалому посиленому запальному стані, що характеризується рясною інфільтрацією нейтрофілів з утворенням активних форм кисню (АФК) та деструктивних ферментів, що підтримують циклічні патологічні процеси [7, 8]. При цьому усунення основного пошкоджувального фактора може ефективно впливати на результати лікування хронічних ран.
Рани, що не гояться, становлять серйозну проблему для пацієнтів та їх родин і вважаються «тихою епідемією», що впливає на якість життя понад 40 млн людей у всьому світі [9]. Вони викликають інфекції, супутні захворювання із додатковими фінансовими витратами і часто призводять до розвитку пролежнів, що не гояться, венозних та діабетичних виразок, ампутацій, сепсису.
Клітинні та молекулярні механізми загоєння рани складні. Хронічні рани часто знаходяться в запальному стані, що призводить до проліферації. У результаті локальна тканинна гіпоксія, травми, що повторюються, тяжке бактеріальне навантаження, системна реакція організму на стрес формують згубний цикл, який призводить до переходу в проліферативну фазу загоєння [10].
Високий рівень мітогенної активності, що відмічають при зовнішніх ранах, відсутній при хронічних ранах. Багато в чому багатофакторні стимули створюють і посилюють патологічне мікросередовище, внаслідок чого порушується тендітний баланс між запальними цитокінами, гемокінами, протеазами та їх інгібіторами, що виникають при гострих ранах [11].
Надмірна інфільтрація нейтрофілів, ймовірно, є головним винуватцем цього циклу хронічних реакцій та діє як біологічний маркер хронічних ран [12, 13]. Надлишок нейтрофілів призводить до надвиробництва АФК, викликаючи пряме пошкодження клітинної мембрани і передчасне старіння клітин [8, 14]. Крім того, нейтрофіли вивільняють серинові протеази, такі як еластаза, нейтрофільна колагеназа (матриксна металопротеїназа-8). Еластаза руйнує важливі фактори росту, такі як тромбоцитарний фактор росту і трансформуючий фактор росту-β, а колагеназа руйнує та інактивує компоненти позаклітинного матриксу [15]. Отже, хоча вироблення чинників росту при хронічних ранах часто підвищується, їхня біодоступність знижується. Нейтрофіли та активовані макрофаги також виробляють прозапальні цитокіни, такі як інтерлейкін (ІЛ)-1β та фактор некрозу пухлини (ФНП)-α, які не тільки підвищують вироблення тканинних протеїназ, але й зменшують кількість їх тканинних інгібіторів. Цей дисбаланс призводить до деградації внутрішньоклітинного матриксу, міграції клітин та швидкої проліферації фібробластів та синтезу колагену [16]. Продукти містять позаклітинний матрикс, що ще більше зумовлює запалення, створення процесу, що самопідтримується. Така неадекватна запальна реакція поєднується з порушеною клітинною та системною реакцією організму на стрес, забезпечуючи згубний цикл, який необхідно переривати за допомогою обробки та очищення ран, щоб досягнути загоєння.
Мета: визначити особливості розвитку місцевої запальної реакції у пацієнтів із хронічними ранами.
Об’єкт і методи дослідження
У період 2022–2024 рр. на базі опікового відділення КНП «Київська міська клінічна лікарня № 2» проведено проспективний аналіз результатів комплексного клінічного обстеження та хірургічного лікування 20 пацієнтів із ускладненими ранами різної локалізації. У дослідження включили пацієнтів віком 18–80 років із ранами, які не загоювалися протягом ≥3 міс. Серед обстежених було 13 чоловіків та 7 жінок. За віковим розподілом більшість пацієнтів (n=11) належали до вікової групи 40–60 років, 4 були віком 30–40 і 5 — 60–79 років. Площа ран коливалася в межах 100–400 см². Тривалість незагоєння становила 3–24 міс: у 8 пацієнтів — 3–6, у 6 — 6–12, у 6 — 12–24 міс.
Основною причиною ранового дефекту була патологія артеріального та венозного генезу — у 9, персистуюча бактеріальна інфекція — у 5 пацієнтів. Серед супутніх захворювань найчастіше відзначали ішемічну хворобу серця та артеріальну гіпертензію (n=8), хронічне обструктивне захворювання легень (n=2), вірусний гепатит C або B (n=4) та хронічний калькульозний холецистит (n=2).
Дослідження включало оцінку функціонального стану фагоцитуючих клітин у зоні ранового дефекту, активності мієлопероксидази та кількості нейтрофільних гранулоцитів із апоптичними змінами в капілярній крові. Також визначали вміст АФК, активність антиоксидантної системи (супероксиддисмутази — СОД) [17–20] і концентрацію про- та протизапальних цитокінів (ІЛ-1, -6, ФНП-α) у зоні ранового пошкодження. Аналіз здійснювали методом імуноферментного аналізу на аналізаторі «PR 1200» («Sanofi Diagnostics Pasteur», Франція), згідно з інструкціями виробника реагентів для імуноферментного аналізу [21].
Результати та їх обговорення
Досліджено особливості формування функціональної відповіді нейтрофільних гранулоцитів та моноцитів у капілярній крові зони ранового дефекту у пацієнтів із хронічними ранами.
Встановлено, що нейтрофільні гранулоцити в зоні ранового дефекту виявляють значну активність. Показники нітросинього тетразолієвого тесту перевищували референтні значення в 34,6 раза (р<0,01). Визначено зниження активності мієлопероксидази в нейтрофільних гранулоцитах капілярної крові зони ранового дефекту в 1,68 раза (р<0,01) (табл. 1).
Таблиця 1. Функціональний стан фагоцитуючих клітин капілярної крові зони ранового пошкодження у пацієнтів із хронічними ранами, М±m, n=20
Досліджувальні показники | Одиниці виміру | Пацієнти із хронічними ранами | Референтні значення |
---|---|---|---|
Показники функціональної активності нейтрофільних гранулоцитів у нітросиньому тетразолієвому тесті | % | 34,6±4,4
(р<0,01)* |
11,10±2,74 |
Кількість нейтрофільних гранулоцитів з апоптозними змінами | % | 31,3±3,2
(р<0,001) |
5,5±1,7 |
Активність мієлопероксидази | у.о | 1,21±0,07
(р<0,01)* |
2,04±0,09 |
Функціональна активність моноцитів | % | 3,22±1,1
(р<0,05)* |
11,10±1,74 |
Продемонстровано значне збільшення кількості нейтрофільних гранулоцитів із апоптичними змінами. Цей показник перевищував референтні значення у 6,2 раза (р<0,001). Також встановлено зниження функціональної активності моноцитів у зоні ураження в 3,5 раза (р<0,05).
У зоні хронічного ураження нейтрофільні гранулоцити характеризуються значним зниженням функціонального потенціалу, а також зниженням активності кисневозалежної фази фагоцитозу та можливості адекватного підтримання протиінфекційної місцевої резистентності. З іншого боку, значна активність нейтрофільних гранулоцитів зумовлює підвищення продукції АФК, що призводить до пошкодження клітин природної резистентності та пригнічення репаративних процесів у зоні ранового дефекту.
Пригнічення функції моноцитів у зоні ураження зумовлює зниження активності реакцій справжнього фагоцитозу та презентації стимулюючих факторів для адаптаційного імунітету та розвитку надмірної запальної відповіді в зоні ранового дефекту. Зниження показників активності моноцитів у спонтанному нітросиньому тетразолієвому тесті також пов’язують з діяльністю резидентних макрофагів, які вбудовуються в стінки кровоносних капілярів підшкірної клітковини нейроглії й інших сполучнотканинних структур рани та формується первинний бар’єр, що захищає її від інфекції та формує репаративні процеси (табл. 2).
Таблиця 2. Вміст АФК та активності антиоксидантної системи в капілярній крові зони ранового дефекту у пацієнтів із хронічними ранами, М±m, n=20
Досліджувальні показники | Одиниці виміру | Пацієнти із хронічними ранами | Референтні значення |
---|---|---|---|
Вміст АФК | мкмоль/мл | 1,47±0,09* (р<0,01) | 1,01±0,02 |
Активність СОД | Од/мг білка | 0,19±0,05* (р<0,05) | 0,25±0,02 |
Встановлено значне підвищення вмісту АФК у капілярній крові зони ранового дефекту відносно референтних значень у 1,45 раза (р<0,01). При цьому визначено зниження активності СОД капілярної крові зони ранового дефекту в 1,56 раза (р<0,05) відносно референтних значень.
Накопичення в капілярній крові зони ранового дефекту АФК та декомпенсація активності СОД свідчать про розвиток оксидативного стресу. Висока концентрація АФК призводить до зниження біодоступності оксиду азоту та зумовлює розвиток ендотеліальної дисфункції в зоні ранового дефекту, задіюючи активатори вазоконстрикції, що в умовах дефіциту СОД призводить до подальшого збільшення продукції АФК та пошкодження клітин у зоні ранового дефекту (табл. 3).
Таблиця 3. Вміст про- та протизапальних цитокінів у капілярній крові зони ранового дефекту у пацієнтів із хронічними ранами, М±m, n=20
Досліджувальні показники | Одиницявиміру | Пацієнти із хронічними ранами | Референтні значення |
---|---|---|---|
Вміст ІЛ-1 | Пг/мл | 134,8±4,24 (р<0,01) | 26,0±2,9 |
Вміст ІЛ-6 | Пг/мл | 32,0±1,2* (р<0,05) | 49,7±0,99 |
Вміст ФНП-α | Пг/мл | 79,2±1,4* (р<0,05) | 24,7±1,9 |
Дослідження цитокінового профілю (див. табл. 3) виявило значне підвищення рівня ІЛ-1 у капілярній крові зони ранового дефекту в 5,1 раза (р<0,01) порівняно з референтними значеннями. Висока концентрація ІЛ-1 свідчить про активність прозапальних реакцій, які чинять цитотоксичний вплив на ендотеліальні клітини та моноцити / макрофаги, що посилює судинну інфільтрацію прозапальними клітинами.
У той самий час рівень ІЛ-6 був знижений у 1,53 раза (р<0,05), що може викликати дисбаланс між прозапальними (M1) і протизапальними макрофагами (M2). Зниження рівня ІЛ-6 на цьому етапі загоєння ран може викликати дисбаланс макрофагів M1 та M2, оскільки ІЛ-6 відіграє важливу роль у їх регуляції. При хронічному запаленні недостатність ІЛ-6 призводить до порушеної активації макрофагів М2 та зумовлює створення прозапального середовища, перешкоджаючи загоєнню та утворенню грануляційної тканини. У той самий час підвищення рівня ФНП-α збільшує вираженість оксидативного стресу, стимулює активацію коагуляційного потенціалу в зоні ранового дефекту та зумовлює посилення судинозвужувальної активності за рахунок зниження синтезу оксиду азоту. Окрім того, значне підвищення вмісту ІЛ-1 та ФНП-α викликає гіпералгезію в зоні ранового дефекту у пацієнтів із хронічними ранами.
Висновки
У пацієнтів із хронічними ранами відмічають значне порушення функції ефекторних клітин природної резистентності, зокрема зниження їх антимікробної активності. Це свідчить про нездатність імунної системи ефективно протидіяти інфекційним агентам у зоні ранового дефекту.
Виявлено розвиток оксидативного стресу, зумовленого надмірною продукцією АФК та виснаженням антиоксидантного резерву, що проявляється зниженням активності СОД. Оксидативний стрес зумовлює підтримання вазоконстрикторних реакцій та пошкодження ендотелію судин у зоні рани, що, своєю чергою, ускладнює репаративні процеси.
Запальна цитокінова реакція в капілярній крові зони ранового дефекту у пацієнтів із хронічними ранами характеризується дисбалансом між про- та протизапальними цитокінами. Така дезрегуляція цитокінового каскаду викликає підтримання хронічного запалення, що перешкоджає ефективному загоєнню рани.
Отримані результати свідчать про необхідність комплексного підходу до терапії хронічних ран, спрямованого на корекцію запального процесу, усунення оксидативного стресу та відновлення функціональної активності клітин природної резистентності.
Список використаної літератури
|
Інформація про авторів:
Козинець Георгій Павлович — доктор медичних наук, професор, завідувач кафедри комбустіології та пластичної хірургії Національного університету охорони здоров’я України імені П.Л. Шупика, Київ, Україна. orcid.org/0000-0002-0960-2265. Гомола Дмитрій Сергійович — аспірант кафедри комбустіології та пластичної хірургії Національного університету охорони здоров’я України імені П.Л. Шупика, Київ, Україна. orcid.org/0009-0003-5857-9262. E-mail: Dmytrii.homola@gmail.com. Осадча Оксана Іванівна — кандидатка біологічних наук, старша наукова співробітниця відділення опікової травми ДУ «Національний науковий центр радіаційної медицини, гематології та онкології», Київ, Україна. orcid.org/0000-0001-5883-425. |
Information about the authors:
Kozynets Georgiy P. — MD, PhD, Professor, Head of the Department of Combustiology and Plastic Surgery, Shupyk National Healthсare University of Ukraine, Kyiv, Ukraine. orcid.org/0000-0002-0960-2265. Homola Dmytrii S. — PhD student, Department of Combustiology and Plastic Surgery, Shupyk National Healthсare University of Ukraine, Kyiv, Ukraine. orcid.org/0009-0003-5857-9262. E-mail: Dmytrii.homola@gmail.com. Osadcha Oksana I. — PhD in Biology, Senior Researcher, Department of Burn Injury, SI «Institute of Hematology and Transfusiology of the NAMS of Ukraine», Kyiv, Ukraine. orcid.org/0000-0001-5883-425. |
Надійшла до редакції/Received: 15.01.2025
Прийнято до друку/Accepted: 21.01.2025