Репарация и регенерация тканей

Репарация тканей восстанавливает архитектуру и функцию тканей после повреждения посредством двух перекрывающихся процессов: регенерации, при которой утраченные клетки замещаются пролиферацией выживших паренхиматозных клеток, и замещения соединительной тканью, в результате чего образуется рубец. Исход зависит от регенеративной способности поврежденной ткани и от целостности ее опорного каркаса.

Definition

Репарация тканей — это восстановление структуры и функции тканей после повреждения, достигаемое путем регенерации (замещение утраченных клеток пролиферацией нативных клеток) и/или замещения рубцом из соединительной ткани, когда регенерация неполна.

Scope

Статья охватывает клеточные и молекулярные события заживления — пролиферацию клеток, образование грануляционной ткани, ангиогенез, ремоделирование внеклеточного матрикса, а также факторы, определяющие регенерацию или образование рубца. Она рассматривает репарацию как общий патологический механизм и не является руководством по лечению ран или каких-либо конкретных повреждений.

Core questions

• Что определяет, регенерирует ли ткань или заживает с образованием рубца?
• Как образуются грануляционная ткань и новые кровеносные сосуды во время заживления?
• Какие клетки и сигналы координируют фазы репарации?

Key concepts

• Регенерация против репарации с образованием рубца
• Лабильные, стабильные и постоянные клеточные популяции
• Грануляционная ткань
• Ангиогенез
• Отложение и ремоделирование внеклеточного матрикса
• Роль макрофагов, фибробластов и миофибробластов
• Первичное против вторичного натяжения

Mechanisms

Заживление протекает в перекрывающихся фазах: воспалительная фаза очищает от детрита и патогенов; пролиферативная фаза формирует грануляционную ткань — новые капилляры, фибробласты и временный матрикс; и фаза ремоделирования, в которой матрикс созревает и восстанавливается прочность. Регенерирует ли ткань, зависит от пролиферативной способности ее клеток (лабильные и стабильные ткани могут регенерировать; постоянные ткани, такие как сердечная мышца и нейроны, в значительной степени не могут) и от того, сохранена ли подлежащая строма; когда эти условия не соблюдаются, репарация происходит путем образования рубца. Макрофаги играют ключевую роль на протяжении всего процесса, переходя от воспалительного к репаративному фенотипу и поддерживая фибробласты и миофибробласты, которые продуцируют и сокращают новый матрикс (Gurtner, 2008; Wynn, 2016; Shook, 2018).

Clinical relevance

Репарация и регенерация определяют функциональный результат повреждения в различных органах, объясняя, почему одни ткани полностью восстанавливаются, в то время как другие заживают с образованием рубца и стойким дефицитом; они также создают основу для фиброза, когда репарация является чрезмерной. Эта статья описывает эти механизмы для справки и не содержит рекомендаций по уходу за ранами или лечению.

Evidence & guidelines

Описание основано на экспериментальной биологии заживления ран и на стандартных патологических справочниках, таких как Robbins & Cotran Pathologic Basis of Disease (Kumar, Abbas, & Aster, 2021). Как базовый механизм, он сам по себе не является предметом клинических рекомендаций; рекомендации относятся к конкретным контекстам ран и повреждений.

History

Классификация тканей по регенеративной способности и описание заживления первичным и вторичным натяжением давно существуют в патологии. Современная клеточная и молекулярная биология подробно описала факторы роста, динамику матрикса и клетки-предшественники, которые регулируют репарацию, и выделила макрофаг как центральный координатор, связывающий воспалительную и репаративную фазы заживления (Gurtner, 2008; Shook, 2018).

Key figures

• Geoffrey C. Gurtner
• Thomas A. Wynn
• Sabine Werner
• Valerie Horsley

Seminal works

• gurtner-2008
• wynn-2016

Frequently asked questions

В чем разница между регенерацией и репарацией?

Регенерация восстанавливает ткань путем пролиферации выживших нативных клеток, возвращая почти нормальную структуру, тогда как репарация (в узком смысле) замещает утраченную ткань рубцом из соединительной ткани, когда регенерация невозможна.

Почему одни ткани заживают без рубцов, а другие рубцуются?

Ткани, состоящие из лабильных или стабильных клеток с неповрежденным опорным каркасом, могут регенерировать, но постоянные ткани, такие как сердечная мышца и нейроны, имеют низкую пролиферативную способность, поэтому их повреждения заживают в основном с образованием рубца.