CC BY
128
УДК: 616-003.9+612.6.03
РУБЦЕВАНИЕ И РЕГЕНЕРАЦИЯ
А.В. Печерский1, В.И. Печерский, Е.С. Шпиленя1, А.Х. Газиев1, В.Ф. Семиглазов2 Юеверо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова, Санкт-Петербург,
Россия;
2НИИ онкологии им. профессора Н.Н. Петрова, Санкт-Петербург, Россия.
Введение. Рубец, как локальный очаг склероза, замещает раневой дефект или фокус некроза. К рубцеванию приводят различного вида травмы, включая операционные, а также целый ряд заболеваний. Рубцевание нередко завершается образованием стриктур и другими осложнениями.
Материалы и методы. Методология стимулирования регенерации для уменьшения интенсивности рубцевания повреждённых тканей показана на примере пациента со стриктурой уретры.
Результаты. Через 5 месяцев после эндоскопической уретротомии стриктуры бульбозного отдела уретры 3 мм и развившегося рецидива - стриктуры большей протяжённости - 5 мм была проведена повторная эндоскопическая уретротомия. Через 5 месяцев после проведения повторной эндоскопической уретротомии и начала комплексного лечения, направленного на стимулирование регенерации и предотвращение образования рубцовой ткани, по данным контрольной уретрографии была выявлена проходимость бульбозного отдела уретры.
Заключение. Комплексное стимулирование регенерации с учётом роли иммунной системы в данном процессе в сочетании с назначением ферментных препаратов, обладающих протеолити-ческой активностью, может быть использовано для уменьшения выраженности слерозирования участков повреждения тканей.
Ключевые слова: рубцевание, регенерация, стволовые клетки, иммунная система, тестостерон.
Введение
Рубец, как локальный очаг склероза, замещает раневой дефект или фокус некроза [1]. К рубцеванию приводят различного вида травмы, включая операционные, а также целый ряд заболеваний. Рубцевание нередко завершается образованием стриктур и другими осложнениями [2].
Цель исследования - создание методологии стимулирования регенерации для уменьшения выраженности склерозирования повреждённых тканей.
Материалы и методы
Методология стимулирования регенерации для уменьшения выраженности склерозирования повреждённых тканей показана на примере лечения пациента со стриктурой уретры. Пациенту 35 лет по поводу стриктуры бульбоз-ного отдела уретры была произведена пластика уретры с использованием буккального лоскута, после которой развился рецидив (Рис. 1). Через 9 месяцев после предыдущего оперативного лечения была произведена повторная операция - эндоскопическая уретротомия стриктуры протяжённостью 3 мм. В послеоперационном периоде был назначен препарат с протеолитической активностью - лонгидаза в форме ректальных свечей 3 000 МЕ, сначала по 1 свече через день
(10 свечей), потом по 1 свече через 2 дня (10 свечей). Несмотря на проведённое лечение, вновь развился рецидив с образованием стриктуры, протяжённость которой увеличилась до 5 мм (Рис. 2). Больному повторно была проведена эндоскопическая уретротомия стриктуры буль-бозного отдела уретры протяжённостью 5 мм. Учитывая высокий риск рецидива заболевания, в послеоперационном периоде пациенту была назначена комплексная терапия: лонгидаза в форме ректальных свечей 3 000 МЕ, сначала по
1 свече через день (10 свечей), потом по 1 свече через 2 дня (10 свечей), метилурацил в таблетках 0,5 х 4 раза в день, 1 месяц; гиалуроновая кислота 1% - 5 мл в виде инстилляций уретры
2 раза в неделю, 3 месяца; стерильный масляный раствор вытяжки прополиса 5 мл в виде инстилляций уретры 2 раза в неделю, 3 месяца (инстилляции данных препаратов вводились в разные дни недели); витапрост, ректальные свечи, 1 свеча х 1 раз в день, 20 дней; глюкозамин максимум в таблетках 1 000 мг х 1 раз в день,
3 месяца; компливит 1 таблетка х 1 раз в день, 3 месяца. Инстилляции уретры проводились после мочеиспускания, перед инстилляцией наружное отверстие мочеиспускательного канала обрабатывалось антисептическим 0,05% водным раствором хлоргексидина. Раствор ле-
карственного препарата вводился в уретру на 5 минут, после инстилляции больному рекомендовалось не мочиться 1 час.
Рис. 1. Рецидив стриктуры бульбозного отдела уретры протяжённостью 3 мм после ранее проведённой буккальной пластики уретры.
Рис. 2. Рецидив стриктуры бульбозного отдела уретры протяжённостью 5 мм после проведённой эндоскопической уретротомии и назначения препарата с протеолитической активностью в послеоперационном периоде.
Результаты и их обсуждение
Через 5 месяцев после проведения повторной эндоскопической уретротомии и начала комплексного лечения, направленного на стимулирование регенерации и предотвращение рубцевания по данным контрольной уретрогра-фии бульбозный отдел уретры был проходим (Рис. 3).
При повреждении соотношение фибробла-стов и камбиальных клеток, поступающих на замену погибших клеток, определяет выраженность образования фиброзной ткани. При миграции достаточного числа стволовых клеток в камбиальные зоны и при адекватном замещении погибших клеток камбиальными клетками участок некроза (или апоптоза) может полно-
Рис. 3. Сохранение проходимости бульбозного отдела уретры через 5 месяцев после эндоскопической уретротомии стриктуры протяжённостью 5 мм и проведённого комплексного лечения, направленного на стимулирование регенерации и предотвращение рубцевания.
стью восстановиться без развития фиброзной ткани. Напротив, в условиях поступления недостаточного количества камбиальных клеток в места некроза (или апоптоза) и невозможности завершения регенерации данного участка ткани, возрастание уровней клеточных ростовых факторов, направленных на стимуляцию камбиальных клеток, становится причиной интенсивной пролиферации фибробластов. Фибробласты начинают преобладать над камбиальными клетками, поступающими в зону повреждения, приводя к образованию рубца [3].
При некрозе (апоптозе) клеток и развивающемся при этом воспалении макрофаги, а также окружающие эпителиальные и эндотели-альные клетки, клетки стромы кроветворных и лимфоидных органов образуют клеточные ростовые и колониестимулирующие факторы, интерлейкины [1, 4]. Клеточные ростовые факторы, действуя в различных комбинациях, избирательно стимулируют пролиферацию и дифференцировку клеток-предшественниц камбиальных зон [5]. Колониестимулирующие факторы вызывают пролиферацию плюрипо-тентных стволовых клеток [5] для их последующего поступления в камбиальные зоны или непосредственно в места гибели клеток [3]. Управление процессами дифференцировки осуществляет соответствующая часть программы развития, инициирующая в строгой последовательности местное образование клеточным окружением клеточных ростовых факторов, а также появление комплиментарных им рецепторов у клеток-предшественников [3]. Каждая клетка многоклеточного организма содержит
определённый набор поверхностных рецепторов, дающий ей возможность реагировать на соответствующий набор сигнальных молекул, а также связываться с другими клетками и внеклеточными матриксом. Данный набор рецепторов представляет «морфогенетический код», который определяет организацию клеток в тканях [5]. Строгая последовательность появления экспрессии рецепторов к клеточным ростовым факторам и, возможно, такая же строгая регламентация образования (аутокринно или пара-кринно) самих клеточных ростовых факторов на разных стадиях дифференцировки клеток подтверждает данный вывод. Примером может служить, представленное в монографии Roitt I. et al. (2000) [6] чередование экспрессии рецепторов к различным ростовым факторам при дифференцировке Т- и В-лимфоцитов. Инкре-ция клеточных ростовых факторов продолжается до полного восстановления повреждённой ткани или образования активированными ими фибробластами фиброзной ткани на месте повреждения. После замещения погибших старых клеток новыми клетками локальная продукция клеточных ростовых и колониестимулирующих факторов прекращается [3].
Интенсивное образование клеточных ростовых факторов, стимулирующих пролиферацию клеток эндотелия (сосудистого ростового фактора и других), обусловливает пролиферацию эндотелиоцитов и формирование новых сосудов (ангиогенез) в месте повреждения. В свою очередь эндотелий в условиях воспаления продуцирует основной фактор роста фибробластов и тромбоцитарный фактор роста, усиливающие пролиферацию с образованием грануляционной ткани, а также образует IL-7, вызывающий экспрессию Bcl-2. Экспрессия Bcl-2, повышая устойчивость клеток к гибели по механизму апоптоза [4], защищает эндотелий, мигрирующие стволовые клетки и фибробласты от высокоактивных продуктов цитотоксических клеток и макрофагов в месте воспаления [3].
Фибробласты принимают участие в формировании специализированной архитектоники соединительной ткани, соответствующей её локальным функциям. За счёт деятельности фи-бробластов образуется межклеточный матрикс, содержащий коллаген I типа и III типа. Из этих типов коллагена состоит большинство видов соединительной ткани. По мере созревания соединительной ткани соотношение меняется в сторону I типа. Основу незрелых аргирофиль-ных коллагеновых волокон составляет коллаген
III типа [7]. Соответственно, при увеличении уровней клеточных ростовых факторов и повышении стимуляции ими пролиферации фибро-бластов в образуемой соединительной ткани начинает преобладать коллаген III типа [3]. При длительном воздействии определённого стимула развивается десенситизация соответствующих ему рецепторов у клеток-мишеней [5]. Поэтому при нарушении регенерации следствием сопутствующего повышения в течение длительного времени уровней клеточных ростовых факторов, направленных на стимуляцию клеток камбиальных зон, становится десенситизация их рецепторов [3]. Так фибробласты, взятые у больных с синдромом Вернера (синдромом преждевременного старения, обусловленного нарушением регенерации), оказываются нечувствительны к фактору роста фибробластов и некоторым другим клеточным ростовым факторам [5].
Избыточная стимуляция фибробластов клеточными ростовыми факторами, повышение уровней высокоактивных продуктов цитоток-сических клеток и макрофагов (TNFa, продуктов дыхательного взрыва), а также продуктов переокисления при развитии воспаления в месте повреждения вызывают дегенеративные изменения фибробластов в виде уменьшения их размеров и появления у них деформированных и гиперхромных ядер. Данные изменения приводят к нарушению структуры соединительной ткани и увеличению доли незрелых аргиро-фильных коллагеновых волокон III типа. Кол-лагеновые и эластические волокна приобретают более тонкий и разветвленный вид - наблюдается уменьшение толщины и увеличение количества их косых и косо-поперечных сечений [3]. Изменение структуры межклеточного матрикса негативно влияет на процессы регенерации -приводит к нарушению миграции клеток и межклеточной сигнализации [5].
Распад и замещение коллагена, других макромолекул внеклеточного матрикса в нормальных условиях происходит непрерывно. Коллагены расщепляются специфическими внеклеточными ферментами - коллагеназами [5]. Препараты с протеолитической активностью (лонгидаза, ферменкол и другие), дополняя естественные механизмы обновления соединительной ткани [8], проявляют аналогичную избирательную активность по отношению к разветвленным молекулам патологического коллагена с узловой и вихревой укладкой волокон (характерных для келоидных и гипертрофических рубцов) и ме-
нее активны в отношении волокон коллагена нормальной соединительной ткани. Под действием препаратов с протеолитической активностью происходит редукция рубца вследствие лизиса избыточных патологически-изменённых волокон коллагена [9]. По этой причине для профилактики фиброзирования в месте уретротомии и рецидива стриктуры больному в состав комплексной терапии был включён препарат с протеолитической активностью - лонгидаза.
При повреждении ткани для её восстановления недостаточно прекращения действия повреждающего агента, лизиса некротизирован-ных клеток и образовавшейся фиброзной ткани. Также недостаточно для восстановления участка ткани лизиса уже образовавшегося на месте повреждения склероза. В последнем случае назначение ферментов, обладающих протеолитиче-ским действием, приведёт лишь к возобновлению паракринного образования клеточных ростовых факторов для репарации вновь появившегося дефекта. В условиях недостаточного поступления на место лизированного рубца молодых клеток из камбиальных зон из-за обеднения их клеточного состава или из-за повреждения межклеточного матрикса возобновившаяся паракринная продукция клеточных ростовых факторов приведёт лишь к стимуляции пролиферации фи-бробластов и к рецидиву образования рубца [3]. Неизменённый межклеточный матрикс является непременным условием завершения регенерации. Он необходим для миграции молодых клеток, его соединительная ткань обеспечивает направление дальнейшей дифференцировки этих клеток и межклеточную сигнализацию [5].
Существенно улучшить эффект регенерации, уменьшить выраженность рубцевания повреждённой ткани можно за счёт стимулирования регенерации. Одной из составляющих этого процесса является стимулирование образования плюрипотентных стволовых клеток.
Обновление клеток может происходить простым делением с образованием двух дочерних клеток того же типа или за счёт клеток-предшественников камбиальных зон. Камбиальные клетки при делении образуют потомство, часть которого продолжает дифференцировку, а часть остаётся низкодифференцированным [5]. При этом коммитированные клетки-предшественники и дифференцированные клетки, вступив на путь дифференцировки или завершив его, могут делиться ограниченное число раз [5] и не в состоянии обеспечить регенерацию ткани на протяжении всего онтогенеза [3]. Обновление тканей на
протяжении такого длительного периода невозможно без участия специализированной системы, ответственной за регенерацию. Составной частью этой системы являются плюрипотентные стволовые клетки, которые способны мигрировать и дифференцироваться во все типы соматических клеток и в линию половых клеток, а также обладают способностью к самообновлению на протяжении всей жизни организма [3]. Формирование и регенерация тканей, осуществляемые путём миграции клеток, представляет собой более сложный процесс по сравнению с делением и удержанием в эпителиальном слое новых клеток. Формирование и регенерация тканей, осуществляемые путём миграции клеток, широко распространены в природе, включая различные этапы онтогенеза человека [5].
Плюрипотентные стволовые клетки являются отдельной ветвью дифференцировки эмбриональных клеток [5], обеспечивающей регенерацию всех тканей организма на протяжении онтогенеза [3]. Универсальность механизма регенерации, осуществляемого посредством плю-рипотентных стволовых клеток, подтверждается постепенным замещением клеток всех тканей реципиента клетками донора после трансплантации стволовых клеток периферической крови с предварительно проведённым кондиционированием у гематологических больных [3].
Утверждение об универсальности механизма регенерации, осуществляемого посредством плюрипотентных стволовых клеток, подтверждается отдалёнными результатами локального лучевого воздействия, при котором, несмотря на атрофию камбиальных клеток, процент необратимых поздних лучевых повреждений относительно небольшой и не превышает 5% [10]. Предотвратить необратимые изменения данной зоны может только восстановление её камбиальных зон за счёт миграции клеток, способных к соответствующей дифференцировке (стволовых клеток) [3].
Принимая во внимание участие стволовых клеток в процессе регенерации, в комплексное лечение представленного пациента был включён метилурацил, как стимулятор лейкопоэза. Для этой цели можно было бы использовать препараты колониестимулирующих факторов или иммуномодуляторы, инициирующие образование колониестимулирующих факторов макрофагами и другими клетками (лекарственные средства, содержащие микробные липополиса-хариды: пирогенал, продигиозан и другие, а также аутогемотерапию, разновидностью которой
является применение банок), но метилурацил при своей эффективности обладает менее выраженными побочными эффектами. Поэтому предпочтение было отдано метилурацилу.
Учитывая, что в эксперименте диссоциированные клетки легче агрегируются с аналогичными клетками, плюрипотентные стволовые клетки в большей степени агрегируются с низ-кодифференцированными клетками-предшественниками камбиальных зон, пополняя их состав. Последующая дифференцировка клеток камбиальных зон способствует замене погибших клеток. Базальная мембрана, подстилающая эпителиальный слой, не препятствует миграции через неё макрофагов и стволовых клеток, пополняющих состав низкодифференцированных клеток камбиальных зон, которые в свою очередь обеспечивают замену погибших клеток. Клетки, сохраняющие связь с базальной мембраной, сохраняют контакт с подлежащей соединительной тканью, осуществляющей контроль над диффе-ренцировкой эпителиальных клеток [5].
Направленность миграции стволовых клеток задаётся через образование у них в несколько этапов тканеспецифичных рецепторов. Первоначально происходит связывание антиген-пред-ставляющих клеток (макрофагов и других) с тканеспецифичными антигенами погибших клеток. Антиген-представляющие клетки доставляют тканеспецифичные антигены погибших клеток в лимфатические узлы или иные лимфоидные органы Т-хелперам [3, 4]. После анализа поступивших антигенов Т-хелперы используют антиген-представляющие клетки в качестве посредников (повышающих вероятность встречи между постоянно циркулирующими клетками) для активирования плюрипотентных стволовых клеток / Т-киллеров с образованием на их поверхности тканеспецифичных рецепторов, определяющих места их последующей миграции [3]. Презентация антигенов пораженных вирусами клеток или антигенов чужеродных тканей приводит к активации Т-киллеров [4], а презентация аутоантигенов погибших при повреждении или старых клеток - к активации плюрипотентных стволовых клеток с последующим их направлением на восстановление соответствующих тканей [3]. Т-хелперы прикрепляются к эндотелиальным клеткам посткапиллярных венул, протискиваются между ними, а затем мигрируют в лимфатические сосуды, по которым поступают в лимфатические узлы. Данный путь повторяют Т-киллеры [5] и плюрипотентные стволовые клетки [3]. Ак-
тивирование Т-хелперами (ТЬ1) Т-киллеров сопровождается паракринным и аутокринным образованием ^-2, инициирующим экспрессию Вс1-2 для предохранения активированных Т-киллеров от апоптоза [4]. Аналогичным образом после контакта с Т-хелперами через экспрессию Вс1-2 предотвращается развитие апоптоза у высокочувствительных к неблагоприятным условиям среды стволовых клеток, мигрирующих в область повреждения или гибели старых клеток и оказывающихся под воздействием образующихся при воспалении высокоактивных продуктов (активных форм азота и кислорода, ТОТа, ЮТу и других) [3]. Дополнительно экспрессия Вс1-2 у коммити-рованных стволовых клеток вызывается ^-7, продуцируемым эндотелиальными клетками, между которыми мигрируют стволовые клетки. Участие Т-хелперов в процессе обновления тканей [3] определяет значительное преобладание аутоантигенов (99%) среди пептидов, представляемых Т-хелперам и анализируемых ими, а также существенное преобладание субпопуляции CD4+-лимфоцитов (Т-хелперов) над CD8+-лимфоцитами (Т-киллерами) в крови и в лимфе [4]. Соответственно управление процессами регенерации является ведущей (основной) функцией иммунной системы [3]. Участие антиген-представляющих клеток и Т-хелперов иммунной системы в формировании тканеспе-цифичных рецепторов у стволовых клеток для последующей регенерации тканей дополнительно подтверждается следующими примерами.
Блокирование остеокластов (макрофагов), как антиген-представляющих клеток, при применении бифосфонатов нарушает процесс представления антигенов погибших старых клеток костной ткани Т-хелперам для образования соответствующих тканеспецифичных рецепторов у стволовых и опухолевых клеток (повторяющих путь стволовых клеток при обновлении тканей) [3]. Соответственно эффект бифосфонатов достигается за счёт блокирования механизма миграции стволовых и опухолевых клеток при обновлении погибших старых клеток костной ткани. Нарушение естественного механизма обновления костной ткани с лизисом остеокластами погибших старых клеток при применении бифосфонатов сопровождается образованием секвестров, состоящих из нефагоцитированных конгломератов погибших старых остеоцитов [3].
Избирательное поражение Т-хелперов при СПИДе препятствует образованию специфических рецепторов у плюрипотентных стволовых
клеток. Информация антиген-представляющих клеток, несущих тканеспецифичные антигены не считывается и не преобразуется в соответствующие рецепторы плюрипотентных стволовых клеток. В данных условиях большая часть плюрипотентных стволовых клеток, не имея тканеспецифичных рецепторов, остаётся невостребованной и в последующем погибает. У больных СПИДом нарушается процесс пополнения клеточного состава камбиальных зон, что вносит дополнительный негативный вклад в развитие истощения, деменции и опухолей [3].
Для стимуляции регенерации и профилактики склерозирования в месте повреждения могут использоваться препараты, содержащие хемо-аттрактанты (привлекающие антиген-представ-ляющие клетки - макрофаги) с ксеногенными антигенами, сходными с антигенами повреждённых тканей. Применение у человека препаратов, приготовленных из различных ксеногенных тканей, приводит при посредничестве антиген-представляющих клеток и Т-хелперов к формированию у плюрипотентных стволовых клеток комплементарных рецепторов к соответствующим тканевым антигенам, а затем к направленной миграции стволовых клеток в ткани, клетки которых содержат сходные тканеспецифичные антигены (способствуя регенерации данных тканей). Происходит перераспределение миграции стволовых клеток преимущественно к месту повреждения. [3]. Такие препараты не требуется применять локально в месте повреждения. К ним относится целый ряд препаратов, приготовленных из различных ксеногенных тканей (печени, предстательной железы, хряща, роговицы и других). Они стимулируют регенерацию тканей человека [11], имеющих общие с ними антигены (сформированные на общих этапах филогенеза). По аналогичной причине в опыте на крысах с перекрёстным кровообращением повреждение печени у одной из них приводит к стимуляции процессов регенерации печени у обоих животных [5].
Для обеспечения стимуляции регенерации уретры в месте уретротомии в состав комплексного лечения представленного пациента был включён витапрост, представляющий собой вытяжку не только из ксеногенных тканей предстательной желёзы, но и из тканей объединённого с последней простатического отдела уретры.
Для привлечения макрофагов и других анти-ген-представляющих клеток локально могут применяться хемоатрактанты, не имеющие общих антигенов с повреждённой тканью. При-
влечённые ими макрофаги, оказываясь в месте повреждения, фагоцитируют погибшие клетки, а затем представляют их антигены Т-хелперам, которые в свою очередь формируют соответствующие им тканеспецифичные рецепторы у стволовых клеток, участвующих в регенерации повреждённого участка ткани. В качестве такого хемоатрактанта больному местно назначался в виде инстилляций уретры масляный раствор вытяжки прополиса. Прополис состоит из собранных и ферментированных пчёлами древесных масел. Древесные и минеральные масла широко применяются в медицине для достижения противовоспалительного и регенеративного эффекта. Так дёготь и ихтиол входят в состав одноимённых мазей, используемых в дерматологии в качестве «разрешающих» при различных гнойно-воспалительных процессах. Дёготь является одним из основных компонентов известной мази Вишневского. В отличие от дегтярной и ихтиоловой мазей, масляные вытяжки прополиса, обладая сопоставимым эффектом, имеют приятный аромат и допускаются к внутриполостному введению. Соответственно для местной стимуляции регенерации у наблюдавшегося пациента предпочтение было отдано препарату прополиса.
Привлечённые хемоатрактанами (древесными, минеральными маслами и другими) макрофаги не только выполняют функции анти-ген-представляющих клеток, но и лизируют своими гидролитическими ферментами детрит на месте повреждения, а также образовавшуюся патологически-изменённую соединительную ткань. Действие гидролитических ферментов макрофагов не только отличается избирательностью по отношению к изменённой соединительной ткани, но и по своей выраженности может превосходить эффект фармакологических препаратов, обладающих протеолитиче-ской активностью. Подтверждением данного вывода является способность остеокластов (образующихся из моноцитов и являющихся разновидностью макрофагов) разрушать костный матрикс при обновлении костной ткани [5]. Макрофаги зоны перифокального воспаления, выделяя гидролитические ферменты, лизиру-ют окружающие ткани (разрушают эндотелий, базальные мембраны, фибронектин, коллаген, эластин, костный матрикс и другие структуры), освобождая место для молодых клеток, а при их недостаточном поступлении - для фибробла-стов [4]. Аналогичной способностью обладают макрофаги, располагающиеся по периферии
злокачественной опухоли, которые своими гидролитическими ферментами способны лизи-ровать практически любые ткани, освобождая пространство для клеток растущей злокачественной опухоли [3].
Улучшению условий миграции стволовых клеток по межклеточному пространству и тем самым стимуляции регенерации может способствовать назначение гиалуроновой кислоты. Ги-алуроновая кислота представляет одну из групп гикозамингликанов. Притягивая воду, и тем самым, вызывая набухание межклеточного ма-трикса, гиалуроновая кислота создаёт условия для миграции клеток и регенерации [5]. С данной целью больному были назначены инстилля-ции уретры раствором гиалуроновой кислоты. Дополнительно с аналогичной целью наблюдавшемуся больному был назначен внутрь глюко-замин. Избирательность действия препаратов с протеолитической активностью, направленной преимущественно на лизис патологически изменённой соединительной ткани, позволяет их применять совместно с препаратами глюкозамина и гиалуроновой кислоты, способствующих улучшению условий миграции стволовых клеток по межклеточному матриксу к месту повреждения.
Са++ и Mg++ принимают участие в дифферен-цировке клеток и в пространственной организации тканей, влияют на механизмы межклеточной адгезии [5]. Тем самым они создают условия для регенерации повреждённых тканей. По этой причине пациенту был назначен комплексный препарат минералов и витаминов - компливит.
Для восстановления повреждённых тканей требуется постоянное пополнение клеток камбиальных зон необходимым количеством стволовых клеток, которые трансформируются в камбиальные клетки, а затем в дифференцированные клетки (взамен погибших) под влиянием клеточного окружения. Негативное влияние на процесс регенерации оказывают целый ряд факторов.
Поступление в область повреждения необходимого количества стволовых клеток обеспечивается адекватной васкуляризацией повреждённого участка ткани [3]. Напротив, нарушение кровоснабжения и микроциркуляции (например, при избыточном натяжении тканей в области хирургического шва) приводит к гибели ещё большего числа клеток в месте повреждения от развивающейся ишемии и одновременно с этим к уменьшению поступления в данную область стволовых и камбиальных клеток. Следствием усугубления диспропорции между клетками-предшественниками и фибробластами в пользу
фибробластов является интенсивное рубцевание данного участка тканей и развитие связанных с этим осложнений.
После 35-40 лет численности пула плюри-потентных стволовых клеток и клеточного состава, пополняемых ими камбиальных зон, сокращается [12], что делает невозможным замещение погибших старых клеток адекватным количеством низкодифференцированных клеток-предшественников или мигрировавших напрямую стволовых клеток [3]. Численность пула плюрипотентных стволовых клеток после 35 лет сокращается на 1% в год, приводя к системным изменениям [3]. По этой причине у людей старше 35-40 лет склероз в большинстве тканей и органов развивается с интенсивностью равной скорости сокращения численности пула плюрипотентных стволовых клеток - на 1% в год [3, 13]. Образование клеточных ростовых факторов происходит обратно пропорционально плотности клеточной популяции [5]. По этой причине в ответ на гибель старых клеток и недостаточное их восполнение молодыми клетками повышается продукция эпителиальными и эндотелиальными клетками, макрофагами клеточных ростовых факторов (для стимуляции пролиферации низкодифференцированных клеток камбиальных зон) и колониестимулиру-ющих факторов (для стимуляции пролиферации плюрипотентных стволовых клеток) [3]. Несмотря на развитие данных компенсаторных реакций у людей после 35-40 лет пул плюрипо-тентных стволовых клеток и клеточный состав камбиальных зон продолжают сокращаться, всё меньше справляясь с заменой погибших старых клеток. Закономерно с увеличением возраста продукция клеточных ростовых факторов, направленных на стимуляцию пролиферации и увеличение численности клеток камбиальных зон, нарастает. Избыточная, нарастающая пропорционально возрасту, митогенная стимуляция, наблюдаемая во всех тканях у людей старше 35-40 лет, приводит к активизации фибробластов и образованию ими фоброзной ткани [3]. Соответственно у людей старше 40 лет интенсивность склерозирования в месте повреждения тканей повышается. Для обратного развития патологических процессов, связанных с нарушением регенерации, у лиц старше 40 лет требуется восстановление численности пула плюрипотентных стволовых клеток [3]. Для этого может быть использована стимуляция стволовых клеток фармакологическими препаратами (например, метилурацилом) или транс-
фузия мононуклеарной фракции периферической крови, заготовленной от молодых доноров 18-23 лет одних с реципиентом групп крови и полом, содержащей плюрипотентные стволовые клетки (патент РФ № 2350340) [3, 14].
Возрастная инволюция тимуса сопровождается снижением его массы, а также замещением эпителиального компартмента соединительной тканью и производными фибробластов - адипо-цитами. После 50-60 лет отмечается снижение количества Т-хелперов в крови, негативно влияющее на формирование тканеспецифичных рецепторов у стволовых клеток, необходимых для процесса регенерации. Несмотря на это на протяжении всей жизни человека в тимус продолжают поступать стволовые клетки, и из тимуса продолжают мигрировать зрелые Т-клетки [4].
К слерозированию тканей может привести длительно протекающий хронический воспалительный процесс. Продолжительное действие факторов альтерации, вызванная ими гибель большого числа клеток, ответное образование клеточных ростовых факторов, стимулирующих пролиферацию не только камбиальных клеток, но и фибробластов, а также блокирование развития апоптоза фибробластов через экспрессию Вс1-2 [3] становятся основными патогенетическими факторами развития фиброзной ткани при хроническом воспалительном процессе.
Снижение продукции половых гормонов после 35-40 лет также вызывает ряд негативных последствий. Снижение образования тестостерона у мужчин после 40 лет приводит к появлению так называемого частичного возрастного андроген-ного дефицита (PADAM). Возрастное снижение продукции тестостерона и, в значительной степени инициируемое им развитие метаболического синдрома (Х - синдрома), оказывает существенное влияние на факторы внеклеточной среды, регулирующие клеточное старение [15, 16]. Так у клеток нормальных мышиных эмбрионов (способных в соответствующих условиях делится без признаков старения) при добавлении сыворотки крови пожилой особи развивается апоптоз [5]. Одними из ведущих индукторов апоптоза являются глюкокортикоиды и фактор некроза опухоли-а (TNFа) [4], уровни которых повышаются при PADAM [15, 16].
Половые гормоны необходимы для деления и дифференцировки клеток, имеющих комплементарные им рецепторы. При возрастном снижении продукции половых гормонов развивается атрофия тканей, состоящих из таких клеток, с обеднением клеточного состава их камбиальных зон и
нарушением замещения в них гибнущих старых клеток. Для восполнения недостаточности мито-генного действия тестостерона, на эндокринном, паракринном и аутокринном уровнях формируется комплекс компенсаторно-приспособительных реакций [10, 15, 17]. Данные компенсаторные реакции направлены на стимулирование пролифе-ративной активности. Они включают усиление инкреции клеточных ростовых факторов (bFGF, IGF-I, EGF и других), повышение ароматазной и 5а-редуктазной активности, увеличение образования эндокринных активаторов деления (со-матотропного гормона, инсулина, витамина D) и других факторов [15]. Повышение митогенной активности (направленной на поддержание деления и дифференцировки клеток, несущих рецепторы половых гормонов) на фоне обеднения камбиальных зон приводит к стимуляции пролиферации фибробластов и к образованию ими фиброзной ткани в месте повреждения [18]. Соответственно после 40 лет у мужчин и женщин развитие склероза повреждённых тканей превалирует над регенерацией. Поэтому пациентам после 40 лет при различных повреждениях тканей для уменьшения выраженности рубцевания целесообразно дополнительное назначение гормон-заместительной терапии (андроген-заместительной у мужчин и тиболон-заместительной у жещин), а также терапии, направленной на восстановление численности пула стволовых клеток [14, 19].
Следствием проведённой после повторной эндоскопической уретротомии комплексной терапии, основанной на вышеизложенных принципах, стало предотвращение неизбежного в подобных случаях рецидива стриктуры уретры и сохранение проходимости уретры в области операции (Рис. 3).
Заключение
Комплексное стимулирование регенерации с учётом роли иммунной системы в данном процессе в сочетании с назначением ферментных препаратов, обладающих протеолитической активностью, может быть использовано для уменьшения выраженности слерозирования участков повреждения тканей.
Литература
1. Струков А.И. Патологическая анатомия / А.И. Струков, В.В. Серов. - М.: Медицина, 1993. - 688 с. "
2. МакЛетчи Г.Р. Оксфордский справочник по клинической хирургии / Г.Р. МакЛетчи. - М.: Медицина, 1999. - 1136 с.
3. Печерский А.В. Некоторые аспекты процесса регенерации, осуществляемой посредством плюрипотентных стволовых клеток / А.В. Печерский, В.И. Печерский, М.В. Асеев, А.В. Дробленков, В.Ф. Семиглазов // Цитология. -2008. - Т.50 - № 6. - С. 511-520.
4. Ярилин А.А. Основы иммунологии / А.А. Ярилин. - М.: Медицина, 1999. - 608 с.
5. Alberts B. Molecular biology of the cell / B. Alberts, D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, J.D.Watson. - Moscow: Mir, 1994. - Т. 1. - 517 p., Т. 2. - 539 p., Т. 3. - 504 p.
6. Roitt I. Immunology / I. Roitt, J. Brostoff, D. Male. - Moscow: Mir, 2000. - 582 p.
7. Серов В.В. Воспаление / В.В. Серов, В.С. Пауков. - М.: Медицина, 1995. - 640 с.
8. Печерский А.В. Влияние частичного возрастного андрогенного дефицита на развитие метаболического синдрома / А.В. Печерский,
B.Ф. Семиглазов, В.И. Мазуров, А.И. Карпи-щенко, В.И. Печерский, Н.Н. Зыбина, Н.И. Давыдова, В.Ю. Кравцов, С.Н. Прошин, М.Г. Скоробогатых, О.Б. Лоран // Лабораторная диагностика. - 2006. - № 4. - С. 12-19.
9. Турковский И.И. Сравнительная оценка глубины гидролиза коллагена и гиалуро-новой кислоты в системе in vitro препаратами коллагеназы и гиалуронидазы / И.И. Турковский, Б.А. Парамонов, С.Ф. Антонов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2008. - Т. 146. - №7. - С. 8990.
10. Васильев Ю. М. Социальное поведение нормальных клеток и антисоциальное поведение опухолевых клеток / Ю.М. Васильев // Сорос, образовательный журнал. - 1997. - № 4. -
C.17-22.
11. Машковский М.Д. Лекарственные средства / М.Д. Машковский. - М.: Новая волна, 2002. - Т. 2. - 608 с.
12. Тепляшин А.С. Характеристика мезенхи-мальных стволовых клеток человека, выделенных из костного мозга и жировой ткани / А.С. Тепляшин, С.В. Коржикова, С.З. Шарифулли-на, Н.И. Чупикова, М.С. Ростовская, И.П. Сав-ченкова // Цитология. - 2005. - Т. 47 - № 2. - С. 130-135.
А.В. Печерский
Тел.: +7-921-931-42-98
e-mail: [email protected]
13. Тареева И.Е. Нефрология / И.Е. Тареева.
- М.: Медицина, 1995. - Т. 1. - 496 с.
14. Печерский А.В. Применение клеточных технологий для восстановления процесса регенерации у людей старших возрастных групп /
A.В. Печерский, В.И. Печерский, А.Б. Смоля-нинов, В.Н. Вильянинов, Ш.Ф. Адылов, В.Ф. Семиглазов // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. - 2014. - Т. 6. - № 4. - С. 52-62.
15. Печерский А.В. Изменение уровня цито-кинов у пациентов с раком предстательной железы после орхиэктомии / А.В. Печерский, В.Ф. Семиглазов, О.Б. Лоран, В.И. Мазуров, В.Ф. Карпищенко, В.Ф. Никифоров, Н.М. Калинина, Л.Б. Дрыгина, Н.И. Давыдова, М.Г. Скоробогатых // TERRA MEDICA nova, специальный выпуск «Лабораторная диагностика». - 2003. -№ 2. - С. 26-30.
16. Печерский А.В. Влияние частичного возрастного андрогенного дефицита на развитие метаболического синдрома / А.В. Печерский,
B.Ф. Семиглазов, В.И. Мазуров, А.И. Карпи-щенко, В.И. Печерский, Н.Н. Зыбина, Н.И. Давыдова, В.Ю. Кравцов, С.Н. Прошин, М.Г. Скоробогатых, О.Б. Лоран // Лабораторная диагностика. - 2006. - № 4. - С. 12-19.
17. Берштейн Л.М. Гормональный канцерогенез / Л.М. Берштейн. - СПб.: Наука, 2000. - 200 с.
18. Печерский А.В. Изменение экспрессии рецепторов стероидных гормонов при развитии частичного возрастного андрогенного дефицита (PADAM) / А.В. Печерский, В.Ф. Семиглазов, Б.К. Комяков, Б.Г. Гулиев, А.И. Горелов, А.И. Новиков, В.И. Печерский, Н.Н. Симонов, А.В. Гуляев, И.А. Самусенко, М.С. Вонский, А.Г. Миттенберг, О.Б. Лоран // Цитология. - 2005.
- Т. 47 - № 4. - С. 311-317.
19. Печерский А.В. К вопросу о диагностике и лечении частичного возрастного андрогенного дефицита / А.В. Печерский // Вестник Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования. - 2010. - Т.2. - № 4.
- С. 30-37.
А.В. Печерский, В.И. Печерский, Е.С. Шпиленя, А.Х. Газиев, В.Ф. Семиглазов Рубцевание и регенерация // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. — 2015. — Том 7, № 3. — С. 73-82.
CICATRIZATION AND REGENERATION
A.V. Pechersky1, V.I. Pechersky, E.S. Shpilenya1, A.H. Gaziev1, V.F. Semiglazov2 'North-West State Medical University named after I.I. Mechnicov, St. Petersburg, Russia;
2N.N. Petrov Scientific-Research Institute of Oncology, St. Petersburg, Russia.
Introduction. The cicatrix as the local site of a sclerosis, replaces wound defect or focus of a necrosis. Lead to cicatrization various type of a trauma, including operational, and also some of diseases. Cicatrization quite often leads to stricture and other complications.
Materials and methods. The methodology of stimulation of regeneration for reduction of intensity of cicatrization of the damaged tissues is shown on the example of the patient from a stricture urethra.
Results. In 5 months after an endoscopic urethrotomy of a stricture of bulbous part of urethra of 3 mm and the developed recurrence - the stricture of bigger length - 5 mm the repeated endoscopic ure-throtomy was carried out. In 5 months after carrying out a repeated endoscopic urethrotomy and the beginning of the complex treatment directed on stimulation of regeneration and prevention of formation of cicatricial tissue according to a control urethrography the bulbous part of urethra was passable.
Conclusion. Complex stimulation of regeneration taking into account a role of immune system in this process, on an equal basis with purpose of proteolytic ferment preparations, can be used for reduction of expressiveness of sclerosis of the damaged tissues.
Key words: cicatrization, regeneration, stem cells, immune system, testosterone.
Authors
A.V. Pechersky
Tel.: +7-921-931-42-98
e-mail: [email protected]
A.V. Pechersky, V.I. Pechersky, E.S. Shpilenya, A.H. Gaziev, V.F. Semiglazov Cicatrization and regeneration // Herald of the Northwestern State Medical University named after I.I. Mechnikov. - 2015. - Vol. 7, № 3 - P. 73-82.
