Principais unidades funcionais da pele envolvidas na cicatrização de defeitos cutâneos e cicatrizes

Existem muitas moléculas adesivas - todas elas criam uma rede de suporte ao longo da qual as células se movem, ligando-se a certos receptores na superfície das membranas celulares, transmitindo informações umas às outras usando mediadores: citocinas, fatores de crescimento, óxido nítrico, etc.

Queratinócito basal

O queratinócito basal não é apenas a célula-mãe da epiderme, que dá origem a todas as células sobrejacentes, mas também um sistema bioenergético móvel e potente. Ele produz muitas moléculas biologicamente ativas, como o fator de crescimento epidérmico (EGF), fatores de crescimento semelhantes à insulina (IGF, fatores de crescimento de fibroblastos (FGF), fator de crescimento plaquetário (PDGF), fator de crescimento de macrófagos (MDGF), fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), fator de crescimento transformador alfa (TGF-a), etc. Ao aprenderem sobre os danos à epiderme por meio de moléculas de informação, os queratinócitos basais e as células cambiais das glândulas sudoríparas e folículos pilosos começam a proliferar ativamente e a se mover ao longo da base da ferida para sua epitelização. Estimulados por detritos da ferida, mediadores inflamatórios e fragmentos de células destruídas, eles sintetizam ativamente fatores de crescimento que promovem a cicatrização acelerada da ferida.

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Colágeno

O principal componente estrutural do tecido conjuntivo e cicatricial é o colágeno. O colágeno é a proteína mais comum em mamíferos. É sintetizado na pele por fibroblastos a partir de aminoácidos livres na presença de um cofator - ácido ascórbico e compõe quase um terço da massa total de proteínas humanas. Contém prolina, lisina, metionina e tirosina em pequenas quantidades. A glicina representa 35%, e a hidroxiprolina e a hidroxilisina representam 22% cada. Cerca de 40% dele é encontrado na pele, onde é representado pelos colágenos tipos I, III, IV, V e VII. Cada tipo de colágeno tem suas próprias características estruturais, localização preferencial e, consequentemente, desempenha diferentes funções. O colágeno tipo III consiste em fibrilas finas; na pele, é chamado de proteína reticular. Está presente em maiores quantidades na parte superior da derme. O colágeno tipo I é o colágeno humano mais comum e forma fibrilas mais espessas nas camadas profundas da derme. O colágeno tipo IV é um componente da membrana basal. O colágeno tipo V faz parte dos vasos sanguíneos e de todas as camadas da derme, enquanto o colágeno tipo VII forma fibrilas de "ancoragem" que conectam as membranas basais à camada papilar da derme.

A estrutura básica do colágeno é uma cadeia polipeptídica triplete, formando uma estrutura de tripla hélice, que consiste em cadeias alfa de diferentes tipos. Existem 4 tipos de cadeias alfa, sua combinação determina o tipo de colágeno. Cada cadeia tem um peso molecular de cerca de 120.000 kDa. As extremidades das cadeias são livres e não participam da formação da hélice, portanto, esses pontos são sensíveis a enzimas proteolíticas, em particular, à colagenase, que quebra especificamente as ligações entre glicina e hidroxiprolina. Nos fibroblastos, o colágeno está na forma de hélices tripletes de procolágeno. Após a expressão na matriz intercelular, o procolágeno é convertido em tropocolágeno. As moléculas de tropocolágeno são conectadas umas às outras com um deslocamento de 1/4 do comprimento, fixadas por pontes dissulfeto e, assim, adquirem uma estriação semelhante a uma faixa visível em um microscópio eletrônico. Após a liberação das moléculas de colágeno (tropocolágeno) no ambiente extracelular, elas se reúnem em fibras e feixes de colágeno que formam redes densas, criando uma estrutura forte na derme e na hipoderme.

As subfibrilas devem ser consideradas a menor unidade estrutural de colágeno maduro da derme da pele humana. Elas têm um diâmetro de 3 a 5 μm e estão dispostas em espiral ao longo da fibrila, que é considerada um elemento estrutural do colágeno de 2ª ordem. As fibrilas têm um diâmetro de 60 a 110 μm. As fibrilas de colágeno, agrupadas em feixes, formam as fibras de colágeno. O diâmetro de uma fibra de colágeno varia de 5 a 7 μm a 30 μm. Fibras de colágeno próximas umas das outras formam feixes de colágeno. Devido à complexidade da estrutura do colágeno e à presença de estruturas triplas em espiral conectadas por ligações cruzadas de várias ordens, a síntese e o catabolismo do colágeno levam um longo período, de até 60 dias.

Em condições de trauma cutâneo, sempre acompanhado de hipóxia, acúmulo de produtos de decomposição e radicais livres na ferida, a atividade proliferativa e sintética dos fibroblastos aumenta, e eles respondem com aumento da síntese de colágeno. Sabe-se que a formação de fibras de colágeno requer certas condições. Assim, um ambiente levemente ácido, alguns eletrólitos, sulfato de condroitina e outros polissacarídeos aceleram a fibrilogênese. Vitamina C, catecolaminas e ácidos graxos insaturados, especialmente o linoleico, inibem a polimerização do colágeno. A autorregulação da síntese e degradação do colágeno também é regulada por aminoácidos encontrados no ambiente intercelular. Assim, o policátion poli-L-lisina inibe a biossíntese do colágeno, e o poliânion poli-L-glutamato a estimula. Como o tempo de síntese do colágeno prevalece sobre o tempo de sua degradação, ocorre um acúmulo significativo de colágeno na ferida, que se torna a base para a futura cicatriz. A degradação do colágeno é realizada com o auxílio da atividade fibrinolítica de células especiais e enzimas específicas.

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Colagenase

A enzima específica para quebrar os tipos I e III de colágeno mais comuns na pele é a colagenase. Enzimas como elastase, plasminogênio e outras desempenham um papel auxiliar. A colagenase regula a quantidade de colágeno na pele e no tecido cicatricial. Acredita-se que o tamanho da cicatriz que permanece na pele após a cicatrização da ferida depende principalmente da atividade da colagenase. Ela é produzida por células epidérmicas, fibroblastos, macrófagos e eosinófilos e é uma metaloproteinase. Os fibroblastos que participam da destruição de estruturas que contêm colágeno são chamados fibroclastos. Alguns fibroclastos não apenas secretam colagenase, mas também absorvem e utilizam colágeno. Dependendo da situação específica da ferida, do estado do macrorganismo, da racionalidade das medidas de tratamento, da presença de flora concomitante, processos de fibrinogênese ou fibroclase, ou seja, síntese ou destruição de estruturas que contêm colágeno, prevalecem na zona da lesão. Se células novas produtoras de colagenase param de entrar no local da inflamação e as antigas perdem essa capacidade, surge um pré-requisito para o acúmulo de colágeno. Além disso, a alta atividade da colagenase no local da inflamação não garante a otimização dos processos reparadores e a proteção da ferida contra transformações fibrosas. A ativação dos processos fibrolíticos é frequentemente considerada uma exacerbação da inflamação e sua cronificação, enquanto a predominância da fibrogênese é considerada sua atenuação. A fibrogênese, ou a formação de tecido cicatricial no local da lesão cutânea, é realizada principalmente com a participação de mastócitos, linfócitos, macrófagos e fibroblastos. O momento vasoativo desencadeador é realizado com a ajuda de mastócitos, substâncias biologicamente ativas que ajudam a atrair linfócitos para a lesão. Os produtos de decomposição do tecido ativam os linfócitos T, que, por meio de linfocinas, conectam os macrófagos ao processo fibroblástico ou estimulam diretamente os macrófagos com proteases (necro-hormônios). As células mononucleares não apenas estimulam a função dos fibroblastos, mas também os inibem, agindo como verdadeiros reguladores da fibrogênese, liberando mediadores inflamatórios e outras proteases.

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Mastócitos

Os mastócitos são células caracterizadas por pleomorfismo com grandes núcleos redondos ou ovais e grânulos basofílicos corados hipercromicamente no citoplasma. São encontrados em grandes quantidades na derme superior e ao redor dos vasos sanguíneos. São uma fonte de substâncias biologicamente ativas (histamina, prostaglandina E2, fatores quimiotáticos, heparina, serotonina, fator de crescimento plaquetário, etc.). Quando a pele é danificada, os mastócitos os liberam no ambiente extracelular, desencadeando uma reação vasodilatadora inicial de curto prazo em resposta à lesão. A histamina é uma droga vasoativa potente que leva à vasodilatação e ao aumento da permeabilidade da parede vascular, especialmente das vênulas pós-capilares. Em 1891, II Mechnikov avaliou essa reação como protetora, a fim de facilitar o acesso de leucócitos e outras células imunocompetentes à lesão. Além disso, estimula a atividade sintética dos melanócitos, que está associada à pigmentação pós-traumática que ocorre com frequência. Também estimula a mitose das células epidérmicas, um dos momentos-chave na cicatrização de feridas. A heparina, por sua vez, reduz a permeabilidade da substância intercelular. Assim, os mastócitos não são apenas reguladores das reações vasculares na zona lesionada, mas também das interações intercelulares e, portanto, dos processos imunológicos, protetores e reparadores na ferida.

Macrófagos

No processo de fibrogênese, no reparo de feridas, linfócitos, macrófagos e fibroblastos desempenham um papel decisivo. Outras células desempenham um papel auxiliar, pois podem influenciar a função da tríade (linfócitos, macrófagos, fibroblastos) por meio de histamina e aminas biogênicas. As células interagem entre si e com a matriz extracelular por meio de receptores de membrana, moléculas adesivas intercelulares e da matriz celular e mediadores. A atividade de linfócitos, macrófagos e fibroblastos também é estimulada por produtos de decomposição tecidual. Os linfócitos T, por meio de linfocinas, conectam os macrófagos ao processo fibroblástico ou estimulam diretamente os macrófagos com proteases (necro-hormônios). Os macrófagos, por sua vez, não apenas estimulam as funções dos fibroblastos, mas também as inibem, liberando mediadores inflamatórios e outras proteases. Assim, na fase de cicatrização de feridas, as principais células ativas são os macrófagos, que participam ativamente na limpeza da ferida de detritos celulares, infecção bacteriana e promovem a cicatrização de feridas.

A função dos macrófagos na epiderme também é desempenhada pelas células de Langerhans, que também se encontram na derme. Quando a pele é lesionada, as células de Langerhans também são danificadas, liberando mediadores inflamatórios, como enzimas lisossomais. Os macrófagos teciduais, ou histiócitos, constituem cerca de 25% dos elementos celulares do tecido conjuntivo. Eles sintetizam diversos mediadores, enzimas, interferons, fatores de crescimento, proteínas do complemento, fator de necrose tumoral, além de apresentarem alta atividade fagocítica e bactericida, entre outros. Quando a pele é lesionada, o metabolismo dos histiócitos aumenta acentuadamente, aumentando de tamanho, aumentando sua atividade bactericida, fagocítica e sintética, o que permite que um grande número de moléculas biologicamente ativas entrem na ferida.

Foi estabelecido que o fator de crescimento de fibroblastos, o fator de crescimento epidérmico e o fator semelhante à insulina secretados por macrófagos aceleram a cicatrização de feridas. O fator de crescimento transformador beta (TGF-B) estimula a formação de tecido cicatricial. A ativação da atividade dos macrófagos ou o bloqueio de certos receptores nas membranas celulares podem regular o processo de reparação da pele. Por exemplo, o uso de imunoestimulantes permite ativar macrófagos, aumentando a imunidade inespecífica. Sabe-se que os macrófagos possuem receptores que reconhecem os polissacarídeos contendo manose e glicose (mananos e glucanos), presentes no Aloe Vera. Portanto, o mecanismo de ação das preparações de Aloe Vera utilizadas para feridas, úlceras e acne que não cicatrizam a longo prazo é claro.

Fibroblastos

A base e a forma celular mais difundida do tecido conjuntivo são os fibroblastos. A função dos fibroblastos inclui a produção de complexos carboidrato-proteína (proteoglicanos e glicoproteínas), a formação de colágeno, reticulina e fibras elásticas. Os fibroblastos regulam o metabolismo e a estabilidade estrutural desses elementos, incluindo seu catabolismo, a modelagem de seu "microambiente" e a interação epitélio-mesenquimal. Os fibroblastos produzem glicosaminoglicanos, dos quais o ácido hialurônico é o mais importante. Em combinação com os componentes fibrosos dos fibroblastos, eles também determinam a estrutura espacial (arquitetônica) do tecido conjuntivo. A população de fibroblastos é heterogênea. Os fibroblastos com diferentes graus de maturidade são divididos em pouco diferenciados, jovens, maduros e inativos. As formas maduras incluem os fibroclastos, nos quais o processo de lise do colágeno prevalece sobre a função de sua produção.

Nos últimos anos, a heterogeneidade do "sistema fibroblasto" foi especificada. Foram encontrados três precursores mitóticos ativos de fibroblastos: os tipos celulares MFI, MFII e MFIII, e três fibrócitos pós-mitóticos: PMFIV, PMFV e PMFVI. Por meio de divisões celulares, o MFI diferencia-se sucessivamente em MFII, MFIII e PMMV, PMFV e PMFVI. O PMFVI é caracterizado pela capacidade de sintetizar colágenos dos tipos I, III e V, progeoglicanos e outros componentes da matriz intercelular. Após um período de alta atividade metabólica, o PMFVI degenera e sofre apoptose. A proporção ideal entre fibroblastos e fibrócitos é de 2:1. À medida que os fibroblastos se acumulam, seu crescimento desacelera devido à cessação da divisão das células maduras que passaram a biossíntese de colágeno. Os produtos da degradação do colágeno estimulam sua síntese de acordo com o princípio do feedback. Novas células deixam de se formar a partir de precursores devido à depleção de fatores de crescimento, bem como devido à produção de inibidores de crescimento pelos próprios fibroblastos - chalonas.

O tecido conjuntivo é rico em elementos celulares, mas a gama de formas celulares é especialmente ampla em processos de inflamação crônica e fibrosação. Assim, fibroblastos atípicos, gigantes e patológicos aparecem em cicatrizes queloides. De tamanho (de 10x45 a 12x65 μm), o que é um sinal patognomônico de queloide. Fibroblastos obtidos de cicatrizes hipertróficas são chamados de miofibroblastos por alguns autores devido aos feixes altamente desenvolvidos de filamentos actínicos, cuja formação está associada ao alongamento da forma do fibroblasto. No entanto, essa afirmação pode ser contestada, uma vez que todos os fibroblastos in vivo, especialmente em cicatrizes, têm uma forma alongada, e seus processos às vezes têm um comprimento superior a mais de 10 vezes o tamanho do corpo celular. Isso é explicado pela densidade do tecido cicatricial e pela mobilidade dos fibroblastos. Movendo-se ao longo dos feixes de fibras de colágeno na massa densa da cicatriz, uma quantidade insignificante de substância intersticial. Elas se estendem ao longo de seu eixo e às vezes se transformam em células finas em forma de fuso com processos muito longos.

O aumento da atividade mitótica e sintética dos fibroblastos após trauma cutâneo é estimulado primeiramente por produtos de degradação tecidual, radicais livres, e depois por fatores de crescimento: (PDGF) - fator de crescimento derivado de plaquetas, fator de crescimento de fibroblastos (FGF) e, por fim, iMDGF - fator de crescimento de macrófagos. Os próprios fibroblastos sintetizam proteases (colagenase, hialuronidase, elastase), fator de crescimento derivado de plaquetas, fator de crescimento transformador beta, fator de crescimento epidérmico, colágeno, elastina, etc. A reorganização do tecido de granulação em tecido cicatricial é um processo complexo baseado em um equilíbrio em constante mudança entre a síntese de colágeno e sua destruição pela colagenase. Dependendo da situação específica, os fibroblastos produzem colágeno ou secretam colagenase sob a influência de proteases e, acima de tudo, do ativador do plasminogênio. A presença de formas jovens e indiferenciadas de fibroblastos; fibroblastos gigantes, patológicos e funcionalmente ativos, juntamente com a biossíntese excessiva de colágeno, garantem o crescimento constante das cicatrizes queloides.

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Ácido hialurônico

É um polissacarídeo natural, de alto peso molecular (1.000.000 de dáltons), que está contido na substância intersticial. O ácido hialurônico é uma substância hidrofílica não específica de espécie. Uma importante propriedade física do ácido hialurônico é a sua alta viscosidade, devido à qual ele desempenha o papel de uma substância cimentante, ligando feixes de colágeno e fibrilas uns aos outros e às células. O espaço entre as fibrilas de colágeno, pequenos vasos e células é ocupado por uma solução de ácido hialurônico. O ácido hialurônico, envolvendo pequenos vasos, fortalece suas paredes, previne a exsudação da parte líquida do sangue para os tecidos circundantes. Ele desempenha amplamente uma função de suporte, mantendo a resistência dos tecidos e da pele a fatores mecânicos. O ácido hialurônico é um cátion forte que se liga ativamente aos ânions no espaço intersticial, portanto, os processos de troca entre o espaço celular e extracelular e os processos proliferativos na pele dependem do estado dos glicosaminoglicanos e do ácido hialurônico. Uma molécula de ácido hialurônico tem a capacidade de reter cerca de 500 moléculas de água perto de si, o que é a base da hidrofilicidade e da capacidade de umidade do espaço intersticial.

O ácido hialurônico é encontrado em maiores quantidades na camada papilar da derme, na camada granular da epiderme, bem como ao longo dos vasos e anexos da pele. Devido aos numerosos grupos carboxila, a molécula de ácido hialurônico é carregada negativamente e pode se mover em um campo elétrico. A despolimerização do ácido é realizada pela enzima hialuronidase (lidase), que atua em duas etapas. Primeiro, a enzima despolimeriza a molécula e, em seguida, a divide em pequenos fragmentos. Como resultado, a viscosidade dos géis formados pelo ácido diminui drasticamente e a permeabilidade das estruturas da pele aumenta. Devido a essas propriedades, as bactérias que sintetizam hialuronidase podem facilmente atravessar a barreira cutânea. O ácido hialurônico tem um efeito estimulante sobre os fibroblastos, aumentando sua migração e ativando a síntese de colágeno, além de ter efeito desinfetante, anti-inflamatório e cicatrizante. Além disso, possui propriedades antioxidantes e imunoestimulantes e não forma complexos com proteínas. Estando no espaço intercelular do tecido conjuntivo na forma de um gel estável com água, garante a remoção de produtos metabólicos através da pele.

Fibronectina

No processo de interrupção da reação inflamatória, a matriz do tecido conjuntivo é restaurada. Um dos principais componentes estruturais da matriz extracelular é a glicoproteína fibronectina. Fibroblastos e macrófagos da ferida secretam fibronectina ativamente para acelerar a contração da ferida e restaurar a membrana basal. O exame microscópico eletrônico de fibroblastos de feridas revela um grande número de feixes paralelos de filamentos celulares de fibronectina, o que permitiu a vários pesquisadores chamá-los de miofibroblastos. Sendo uma molécula adesiva e existindo em duas formas – celular e plasmática –, a fibronectina na matriz intercelular atua como "vigas" e proporciona forte adesão dos fibroblastos à matriz do tecido conjuntivo. As moléculas celulares de fibronectina ligam-se umas às outras por meio de ligações dissulfeto e, juntamente com colágeno, elastina e glicosaminoglicanos, preenchem a matriz intercelular. Durante a cicatrização da ferida, a fibronectina atua como uma estrutura primária que cria uma certa orientação dos fibroblastos e das fibras de colágeno na zona de reparo. Ela liga as fibras de colágeno aos fibroblastos por meio de feixes actínicos de filamentos de fibroblastos. Assim, a fibronectina pode atuar como um regulador do equilíbrio dos processos fibroblásticos, causando atração dos fibroblastos, ligando-se às fibrilas de colágeno e inibindo seu crescimento. Pode-se dizer que, devido à fibronectina, a fase de infiltração inflamatória na própria ferida passa para o estágio granulomatoso-fibroso.

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