Kap. 5 - Hojení (regenerace + reparace) a fibróza

Molekulání mechanismy regenerace

- EGF + TGF-α = společný receptor EGFR (tyrosinkinázová aktivita) > *EGF* (epidermal growth factor) - hl. ve tkáňových sekretech (moč, pot, sliny) > *TGF-α* (transforming growth factor) - hl. v parenchymatózních orgánech (játra, ledviny) > *HGF* (hepatocyte growth factor) - receptor c-met - kontrola bb. proliferace - kontrola bb. diferenciace během vývoje - regulace bb. motility během regenerace

Chirurgická intervence u "per secundam"

- Zástava krvácení - Débridement (vyčistění rány od nekrotické tkáně a cizích těles) - Dezinfekce rány - Úprava okrajů a sutura

Kroky reparace (4)

1) Angiogeneze (novotvorba cév) *2) Aktivace + Migrace + Proliferace fibroblastů a mezenchymálních bb. !* 3) Produkce komponent ECM 4) Remodelace ECM + vznik vazivové jizvy

Kroky angiogeneze (5)

1) Enzym. degradace BM preexistující cévy 2) Migrace + Proliferace endotel. bb. směrem k místu poškození 3) Maturace nových endotel. bb. + Tunelizace nových kapilár a jejich propojování 4) Vznik nových podpůrných periendotel. bb. (pericyty) 5) Suprese proliferace endotel. bb. a tvorba BM

Vhojování cizích těles

1) aktivace MF 2) granulomatózní reakce 3) tvorba "granulomů typu z cizích těles" = jádra centrálně ! 4) na periferii vznik granulač. tkáně -> opouzdření - stehy, bioimplantáty, mikroorganismy, krystaly cholest., šupiny keratinu... > Schlofferův tumor - infekce šicího materiálu v chirurg. ráně, granulomatózní reakce + hnisavý zánět = zčervenání + zduření rány imutující nádor

Hojení fraktur

1) vznik Hematomu (třeba odstranit spolu s nekrot. kostí) 2) Organizace (prolifer. granulační tkáně) - změna v kolagenní vazivo = "vazivový svalek" 3) Vznik chrupavky ve svalku = "chrupavčitý svalek" 4) Osifikace ve svalku = "kostěný svalek" 5) Remodelace (adaptace na zátěž) 6) Vznik definitivní kosti - pokud není fraktura správně fixována, nedojde ke vzniku pevného kostěného svalku -> vznik pohyblivé/nefunkční oblasti "Pakloub / Pseudoartróza"

Hojení ran - dle Fabiána

1. den - slepení rány fibrinem a krevní sraženinou + vyschnutí = *strup* 1. den - zánětlivá reakce, hl. neutrofily 2. - 3. den - migrace MF 2. - 4. den - proliferace fibroblastů a myofibroblastů, produkce ECM, proliferace krevních cév 5. den - kulminuje proliferace fibroblastů a cév, rána se vyplňuje granulační tkání 7. den a dál - ubývá zánět, ubývá proliferace cév, granulační tkáň se mění v jizvu a ta se následně remodeluje

Adultní kmenové buňky

= *Multipotentní* - schopné dif. se do několika bb. typů, v rámci jedné bb. linie / jedného zárodečného listu - mezi diferenc. bb. tkání / orgánů / v kostní dřeni

Embryonální kmenové buňky

= *Pluripotentní* - schopné dif. se v libovolnou tkáň z kteréhokoli zárodečného listu - ve vnitřní vrstvě blastocysty

Progenitorové buňky

= *Unipotentní* - schopné dif. se pouze do jedné bb. linie - NEmají schopnost asymetrické replikace + sebeobnovy - mají schopnost rychlé proliferace + diferenciace

Regenerační potenciál tkání

= *je úměrný stupni fyziologické proliferační aktivity daného orgánu* > Labilní tkáně > Stabilní tkáně > Permanentní tkáně

Stabiltní tkáně

= fyzio. minimální replikační aktivita - mají méně kmen. bb. ale více progenitor. bb. -> po cytokinovom stimule schopné prolifer. + diferenc. - játra, ledviny, pankreas, endotel, fibroblasty

Reparace

= hojení poškozené tkáně nahrazením tkání *méněcennou* (deficitní), než byla původní tkáň - typ. se jedná o jizvení = "per defectum" > rozsáhlé poškození tkáně (aj pojivová kostra / BM) > poškození tkáně s nízkou regenerační schopností

Regenerace

= hojení poškozené tkáně nahrazením tkání *stejné funkce a morfologie*, jako byla původní tkáň = navrácení poškozené tkáně do funkčně + morfologicky původního stavu = "ad integrum" > Proliferace: - reziduálních parenchymatózních bb. - kmenových bb. - progenitorových bb. > Kompletní regenerace pouze pokud je: - *zachována pojivová kostra + BM epitelů* !!!

Proliferace fibroblastů + tvorba nové ECM

= klíčový moment pro vznik granulační tkáně ! - rezidentní fibroblasty + mesenchymální kmen. bb. ze dřeně - postupem hojení se snižuje počet fibroblastů ale více produkují ECM - regulovaní pomoci TGF-β + PDGF (transforming growth factor + platelet derived growth factor) > Prvé dny: kys. hyaluronová, proteoglykany, Kolagen III > Po 2-3dnech: fibronektin, Kolagen I (+ agreguje) - největší fibroprodukce po 5-7 dnech > Další dny: remodelace pomocí MMPs -> vznik konečné hypocelulární jizvy bohaté na Kolagen I

Labilní tkáně - regenerační potenciál tkání

= kontinuálně se dělicí tkáně - fyzio. dochází permanentně k zrátě a obnově bb. > Tkáně vytvářející bariéru s vnějším prostředím - Epitely (kůže, střeva, dýchák, urogenitál...) > Tkáně zodpovědné za imunitní obranu - bb. kostní dřeně a lymfatického systému

Granulační tkáň

= proliferace fibroblastů a angiogeneze jemných tenkostěnných kapilár, uprostřed řídké myxoidně prosákle ECM s příměsí zánětlivých bb. a MF = transientní tkáň - produkována pouze když je třeba = bohatá na tekutiny - postupem hojení ubývá kapilár + zánět. bb. a přibývají fibroblasty + kolagen > vznik indukován chemokiny produkovanými monocyty - M1 makrofág = prozánětlivý - M2 makrofág = protizánětlivý + produkuje cytokiny a RF pro angiogenezi a fibroblasty

Hojení per secundam intentionem

= rozsáhlejší rána, nekróza / infekce, cizí tělesa > výraznější zánětlivá reakce ! - více nekrotické tkáně + fibrinu - větší odpověď granulační tkáně -> "caro luxurians" (přesahuje okraj rány) > regenerace epitelu je defektní - Hypertrofická jizva - Vkleslá jizva

Hojení

= snaha o obnovení původní struktury postiženého orgánu a jeho funkce > Regenerace = "ad integrum" > Reparace = "per defectum"

Permanentní tkáně

= tkáně s terminálně diferenc. bb., kt. stratili schopnost aktivní sebeobnovy - neurony, kardiomyocyty, bb. nitrooční čočky, chondrocyty - jejich prolifer. potenciál je nedostatečný a ke kompletní regeneraci nedochází - př. v CNS vznikne jizva, kt. je ohraničena proliferací astrocytů = "glióza"

Indukovaná pluripotentní kmenová buňka (iPS)

= zavedením "stem-cell-ness" genů (charak. pro kmen. bb.) do diferenciované bb. dospělého organismu lze přeprogramovat jádro somatické bb., tak že získá schopnosti embryonální kmen. b.

Angiogeneze - funkce (3)

= zásobuje poškozenou tkáň O2 a živinami = zajišťuje přísun humorální + buněčné zánětlivé odpovědi = poskytuje cestu pro odklizení fagocytovaného materiálu - vznikají z preexistujících cév, hl. z venul - postupem hojení se snižuje proangiogenní stimulace -> kapiláry kolabují -> apoptóza

Kmenové bb. kostní dřeně (2)

> *Hematopoetické* kmen. bb. - schopné dif. se do všech krvetvorných řad > *Mezenchymální* kmen. bb. - schopné dif. se do chondro/osteo/myoblastů... ale také do ekto + endodermální bb. linie - obě *Multipotentní !!*

Poruchy hojení ran

> Deficitní jizvení = ↓ tvorba granul. tkáně / ↓ tvorba ECM - Dehiscence: rozestoupení rány pod vlivem mechan. napětí - Kýla v jizvě: herniace v místě slabé jizvy - Ulcerace: hl. v terénu ↓ perfuze tkáně (bércové vředy) > Excesivní jizvení - Hypertrofické jizvy - Keloidní jizvy: vyčnívají nad úrověň kůže + přesahují rozsah rány (tím se liší od hypertrof. jizvy) (hypocelulární, nadmerně kolagenu, hereditární predispozice)

Hojení hematomu

> Drobný - v tekutém stavu -> resorpce ad integrum > Větší - hemokoagulace -> resorpce -> granulač. tkáň -> jizvení - hemosiderinová pigmentace > Velké - kolikvace v centru, opouzdřené vazivovým pouzdrem "posthemoragická pseudocysta" - př. subdurální hematom v mozkových obalech = "subdurální hygrom"

Hojení ran - dle Zámečníka

> Exsudativní fáze - slepení rány fibrinem a krevní sraženinou + vyschnutí = *strup* > Regenerace povrchového epitelu (prvé 2 dny) - proliferace bazálních bb. a vytvoření kontinuálního jednovrstevného krytu, kt. z periferie prechází do vícevrstevného > Zánětlivá + Resorpční fáze - 1. den: Neutrofily - štěpí krevní sraženinu - 3.den: Makrofágy - fagocytóza bordelu > Granulační tkáň (od 3.dne) - angiogeneze + proliferace fibroblastů vrchol 5.den > Jizva - v průběhu druhého týdne dochází k remodelaci ECM

Fibrotizace X Fibróza

> Fibrotizace = ukládání kolagenu (a dalších komponent ECM) do intersticia tkání - většinou *jednorázová* odpověď - vede k obnovení kontinuity a funkce orgánu > Fibróza = fibrotizace v orgánech v důsledku *dlouhodobého poškozování* - většinou chronický zánět / chronická ischémie

Faktory ovlivňující hojení

> Infekce (zhoršení škod + prodloužení hojení) > Kortikosteroidy (inhib. produkce TGF-β) > Malnutrice (hl. Vit C = př. skorbut) > Nedostatečná perfuze (ischemický vřed na DK) > Nedostatečný žilní odtok (bércový vřed) > Lokalizace - "Dehiscence" = rozestoupení rány kvůli mechanic. napětí - Adheze (Srůsty) = hojení exsudativního fibrinózního zánětu na serózách

Hojení trombu

> Nástěnný - vrůstání granulač. tkáně ze stěny - jizvení -> *fibrózní ložisko ztluštěné stěny* > Obturační - vrůstání granulační tkáně ze stěny - novotvořené cévy rostou proti sobě a spojují se -> *rekanalizace*

Regenerace X Reparace

> Renegerace "ad integrum" = hojení poškozené tkáně nahrazením tkání *stejné funkce a morfologie*, jako byla původní tkáň > Reparace "per defectum" = hojení poškozené tkáně nahrazením tkání *méněcennou* (deficitní), než byla původní tkáň

Kmenové buňky - schopnosti / vlastnosti (4)

> Schopnost: - sebeobnovy (asymetrická replikace = 1Kmen.b -> 1Dif.b + 1kmen.b) - dělit se opakovaně bez omezení - střídavě podstupovat dělení / zůstávat v klidu - neexprimují markery diferenc. bb. > Vlastnost: - vyskytují se v spec. mikroprostředí *stem-cell niches = niky* - poskytuje jim spec. ECM s nezbytnými signály pro jejich správnou funkci > Embryonální / Adultní kmen. bb.

Faktory ovlivňující angiogenezi

Růstové faktory > VEGF (vascular endotelial growth factor) > FGF-2 (fibroblast growth factor) Komponenty ECM > Tenascin (glykoprotein) - formace a udržení nových cév > Matrixové metaloproteinázy MMPs (degradační enzymy) - remodelace intersticia pro extenzi nových kapilár