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胶原蛋白作用机理

2020-07-31

1. 胶原蛋白的修复作用

2. 湿性愈合理论

3. 低pH值下的微环境益处

 

 

1.有关胶原蛋白的功效

  胶原广泛分布于人体的结缔组织中,如皮肤、软骨和骨、肌腱、韧带、角膜器官被膜、硬脑膜等。正常人90%的胶原存在于皮肤和骨头中。在显微镜下观察发现,胶原约占真皮结缔组织的95%;人体正常骨骼中含有80%的胶原;肌腱组织中胶原含量高达85%(以脱脂后的干重计)。其中Ⅰ型胶原含量最多,约占胶原总量的80%~90%。

  胶原作为细胞外基质的主要组分,不仅起到物理的支架结构,同时还可通过细胞外基质受体分子与细胞间实现信号传递,参与调控细胞的行为。胶原可直接与细胞表面受体结合,也可间接与其它中介分子结合后,参与细胞表面受体识别及信号传导过程。胶原在其依赖性的动态细胞活动中也起到非常重要的作用,如组织重建,包括形态学的发生过程和创面的愈合,在免疫系统调控以及止血和血栓形成等方面也有重要的作用。

 

  胶原能促进细胞生长,将角质形成细胞分别在胶原、明胶和水解胶原蛋白底物上培养时,用显微镜观察培养16小时后得细胞增殖情况,结果显示,胶原具有明显促进角质形成细胞生长的作用,细胞密度明显大于其他样品。胶原不仅能促进细胞的分裂增殖,而且对维持细胞的分裂机能也有效果。胶原具有促进角膜上皮细胞分化的作用,因此可以作为各类创面修复敷料使用。胶原敷料有多种形式,如膜片、海绵状及粒状等,能重新溶解,吸收创伤渗出液,可与宿主细胞外基质相互作用,以促进细胞在新结缔组织上的黏附、移动、生长和沉积;能诱导分化、诱导成纤维细胞的趋化性,延迟伤口收缩,加速创伤修复。以往在烧伤的治疗中使用了天然猪皮和羊膜,如今更多应用重组形式的胶原,即胶原经纯化处理变为可溶性胶原后再制备成多种敷料。另外还可向基质中添加成纤维细胞生长因子、血小板衍生物生长因子和表皮生长因子等,这些生长因子都可有效地促进创伤愈合。 

  胶原作为创面敷料具有黏附性好、适于肉芽组织和上皮细胞形成、减小伤口挛缩和抗原反应、止血性能好、具备类似真皮的物理形态结构和可适度交联及被组织吸收等优点,可用于烧伤、外力所致的伤口、腿部溃疡和褥疮等的治疗。主要应用领域如下:

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2.湿性愈合理论

  湿性伤口愈合”指的是伤口局部的湿润,不会形成结痂。在这样的前提下,如果护理时创造接近生理状态的湿性愈合环境,就有利于肉芽的生长,便于皮肤细胞的分裂,从而促使伤口的完整愈合。

  1962年,英国皇家医学会Winter博士在动物实验中证实:在湿性环境下,伤口愈合速度是干性环境下的2倍。这一实验结论不仅为现代湿润创面处理理论奠定了基础,同时亦促进了湿性伤口愈合在护理技术方面的应用。

1、上皮细胞必须在湿润的环境下快速生长,在此环境下,才有利于促伤口愈合的多种生长因子释放,刺激细胞增殖,有利于保持细胞活力,创面渗出液中成纤维细胞生长因子、表皮生长因子及血小板衍生生长因子等含量高于非湿润环境,并且这些渗出液本身也能促进离体培养的成纤维细胞、角质细胞和内皮细胞生长。

2、湿润环境可加快表皮细胞迁移速度,而结痂迫使表皮细胞迁移经过痂下,阻碍表皮细胞的迁移,延长了愈合时间。

3、维持创面边缘到创面中央正常的电势梯度,促进更多的生长因子受体与生长因子结合,这都将促进创面愈合。

4、白细胞功能增强,湿润抗感染,白细胞介导吞噬细胞发挥杀菌能力。

5、缺氧能抑制创面细菌生长,微酸环境促成纤维细胞生长,刺激血管增长,有利于创面修复。

6、能够调节创面氧张力,促进血管生成,保护新肉芽,减轻疼痛,促进伤口愈合。

7、密闭、湿润的环境下,渗出液释放,激活多种酶、酶的活化因子,特别是蛋白酶、尿激酶(促纤维蛋白和坏死组织的溶解),发挥酶学清创作用,减少感染。

8、为创面细胞提供了适宜的水分,避免干燥引起的伤口表皮张力增强造成的瘢痕生长,加速伤口愈合。

 

3.低pH值的微环境益处

  pH值是急性伤口和慢性伤口伤口愈合过程中涉及的关键因素之一。它影响基质金属蛋白酶活性,成纤维细胞活性,角质形成细胞增殖,微生物增殖,生物膜形成和免疫反应。伤口愈合过程的不同阶段可能需要使用不同pH值的环境才能从皮肤损伤和感染中恢复过来。pH值不平衡会导致严重的慢性伤口。

蛋白酶(MMP)是20多种蛋白酶的家族。它们能够降解细胞外成分,并在新组织形成后促进去除受损组织。然而,过量的蛋白酶会中断伤口愈合过程,因为它们会引起内皮细胞损伤并降解表皮-真皮连接,最终破坏新形成的组织。为了限制MMP的表达,金属蛋白酶(TIMP)充当抑制剂。在慢性伤口中它们通常处于较低水平。平衡MMP和TIMP的水平对于成功治愈伤口至关重要。图1描述了在伤口愈合中很重要的四种蛋白酶的pH依赖性活性。由于慢性伤口仍留在碱性环境中,这可能是导致无法治愈的慢性伤口的MMPs高表达的原因之一。但是,大多数蛋白酶可以在酸性环境中失活,因此降低伤口部位的pH值可能是治疗慢性伤口的有效方法。

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降低伤口环境的pH值可能会增加伤口收缩。 Pipelzadeh等使用生理溶液在不同的pH值(5.5、6.6、7.3、8.1)并含有腺苷,钙和钾离子以及美吡拉明,刺激了大鼠浅筋膜条的体外反应。他们的结果表明,与酸性条件(pH 5.5)相比,对腺苷的反应性至少增加了六倍,而在碱性条件下,反应与对照反应没有显着差异。

Lönnqvist等发现,与对照组相比,在pH值为6.0的培养基中培养的人角质形成细胞的再划伤区域的能力降低,并且在pH 5.0下培养的伤口没有上皮再生。这些结果表明,改变局部伤口pH的任何努力应保持在pH 5.0以上,这可以确保更好的重新上皮形成。

伤口愈合的不同阶段可能需要不同pH的环境。酸性环境可以改善成纤维细胞的增殖,而pH范围在7.21-8.34的中性和碱性环境则更适合于重新上皮形成。为了防止慢性伤口的发展,酸性环境可用于抑制过量的MMP,并有助于形成保护性酸性套层和正常的皮肤屏障。

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