Skóra to największy organ ludzkiego organizmu, który pełni wiele ważnych funkcji. Przede wszystkim jest barierą dla patogenów i czynników chemicznych i fizycznych. Ponadto odpowiada za regulację temperatury ciała, odbiera bodźce, chroni przed utratą wody, ma wpływ na gospodarkę hormonalną oraz współtworzy układ immunologiczny. Ze względu na wszystkie te funkcje, niezbędne jest, by skóra zachowywała wszystkie swoje właściwości, a przede wszystkim ciągłość. W związku z powyższym, na drodze ewolucji wykształciło się wiele mechanizmów zapewniających skuteczne gojenie ran.

Główną rolę w gojeniu ran pełnią komórki macierzyste, które dają początek komórkom odpowiednio wyspecjalizowanym i odpowiadającym za określone funkcje gojenia oraz tworzącym nową tkankę. Za aktywność komórek macierzystych i innych komórek skóry podczas uszkodzenia tkanki odpowiada wiele elementów, w tym macierz zewnątrzkomórkowa, biologicznie aktywne białka i peptydy czy cytokiny. Szacuje się, że na świecie jest 0,2-1% osób dotkniętych trudno gojącymi się ranami, w Polsce liczba takich pacjentów sięga ok. 0,5 mln. Z uwagi na tak liczne problemy, gojenie się ran jest więc obiektem intensywnych badań.

Gojenie się rany rozpoczyna się niemal natychmiast po jej powstaniu. W płynącej do rany krwi obecne są płytki krwi, które agregują, a następnie tworzą czop płytkowy. Hamuje on dalszy krwotok. W kolejnym kroku dochodzi do aktywacji szlaku krzepnięcia krwi. Wyróżniamy trzy lub cztery główne fazy gojenia:

Faza zapalna: W wyniku uszkodzenia tkanki, organizm odpowiada stanem zapalnym. Faza ta trwa zazwyczaj od 4 do 7 dni i objawia się przekrwieniem w otoczeniu uszkodzonej tkanki, obrzękiem, wytwarzaniem cytokin i chemokin oraz zwiększoną przepuszczalnością naczyń włosowatych, co często prowadzi do wysięku.

Faza oczyszczania: często zaliczana do fazy zapalnej, rozpoczyna się po 4 do 7 dniach od powstania. Do tego czasu reakcja zapalna ulega stopniowemu ograniczeniu.

Faza proliferacyjna: właściwe gojenie uszkodzonych tkanek – dochodzi do tworzenia ziarniny (luźna sieć włókien kolagenowych, fibronektyny i kwasu hialuronowego), która tworzy tymczasowe rusztowanie do odtworzenia naskórka.

Faza przebudowy: dochodzi w niej do powolnej przebudowy kolagenu. Czas trwania jest uzależniony od rodzaju rany i indywidualnych uwarunkowań pacjenta.

Komórki macierzyste naskórka

Głównym celem zamykania rany jest odtworzenie naskórka. Jest on zbudowany głównie z keratynocytów, które wywodzą się z komórek macierzystych naskórka. Występują one głównie w warstwie podstawowej naskórka, macierzy mieszka włosowego, regionie wybrzuszenia i przy ujściu gruczołu łojowego. Komórki te cechują się stanem uśpienia metabolicznego. Dzięki temu komórki macierzyste precyzyjnie kontrolują swoje podziały zmniejszając ryzyko mutacji.

W czasie fizjologicznego cyklu wymiany naskórka dochodzi do wykorzystania głównie komórek macierzystych z warstwy podstawowej. Inaczej ma się sytuacja w przypadku rany. Wówczas aktywacji ulegają również komórki macierzyste innych regionów naskórka - w szczególności regionu wybrzuszenia lub macierzy włosa. Komórki z tych obszarów migrują w rejony urazu i różnicują się do dojrzałych keratynocytów.

Komórki macierzyste szpiku kostnego

W szpiku kostnym występują głównie komórki macierzyste hemopoezy - krwiotwórcze (HSC) lub mezynchemalne - multipotencjalne (MSC). Ponadto, stwierdzono jeszcze występowanie progenitorowych komórek tkanek obwodowych (komórki macierzyste tkanek służące do regeneracji tkanek).

Komórki HSC mają znaczącą rolę w procesie gojenia ran, w szczególności w przypadku ran z dużym stanem zapalnym. Największe znaczenie mają podczas pierwszej fazy gojenia. Są aktywowane poprzez uwalniane z urazu cytokiny i czynniki wzrostu. HSC dają początek m. in. prekursorom neutrofilów oraz monocytów. Komórki te następnie przemieszczają się do regionu rany i są odpowiedzialne za jej oczyszczenie.

W pierwszej fazie gojenia istotny udział mają również MSC, które stymulują różnicowanie komórek HSC w kierunku linii meloidalnej, lub w kierunku keratynocytów. Badania potwierdziły również, że komórki MSC mogą różnicować się do komórek skóry – zarówno do keratynocytów jak i fibroblastów.

W szpiku kostnym można znaleźć również prekursory komórek śródbłonka, które są uwalniane do krwi pod wpływem czynników wzrostu, niedotlenienia lub oparzeń. Ich głównym zadaniem w gojeniu ran jest zapewnianie powstawania nowych naczyń krwionośnych.

Komórki macierzyste tkanki tłuszczowej (ASC)

Komórki macierzyste tkanki tłuszczowej biorą aktywny udział w procesach gojenia ran, zarówno tych ostrych jak i przewlekłych, a jednocześnie zapobiegają powstawaniu blizn przerostowych oraz keloidów (zmian skórnych powstałych na skutek patologicznego gojenia ran). Główną funkcją ASC jest stymulacja angiogenezy, czyli tworzenia się naczyń włosowatych. Tłuszczowe komórki macierzyste mają również zdolność do różnicowania się w fibroblasty, a w odpowiednich warunkach nawet w keratynocyty.

Istotny jest również udział ASC w działaniu przeciwzapalnym i immunosupresyjnym, szczególnie w ranach chronicznych, którym zwykle towarzyszy przewlekły stan zapalny.

Proces gojenia się ran jest wieloetapową kaskadą procesów, angażujących różnego rodzaju komórki. Najistotniejszymi z nich są komórki macierzyste, które wspomagają szybką odbudowę i zachowanie ciągłości naskórka. Ważne jest wspomaganie naturalnych procesów zachodzących w skórze, które z wiekiem są coraz mniej wydajne. Preparaty oparte na działaniu komórek macierzystych wydają się być skutecznym wspomagaczem procesów regeneracyjnych.