Концепция, известная сегодня как PRP, впервые появилась в области гематологии в 1970-х годах.Гематологи ввели термин PRP несколько десятилетий назад, пытаясь описать плазму, полученную при количестве тромбоцитов, превышающем базальные значения в периферической крови.Более десяти лет спустя PRP стала использоваться в челюстно-лицевой хирургии как форма фибрина, богатого тромбоцитами (PRF).Содержание фибрина в этом производном PRP имеет большое значение из-за его адгезивных и гомеостатических свойств, тогда как PRP обладает стойкими противовоспалительными свойствами и стимулирует пролиферацию клеток.Наконец, примерно в 1990-е годы PRP стала популярной, и со временем технология была перенесена в другие области медицины.С тех пор эта положительная биология широко изучалась и применялась для лечения различных травм опорно-двигательного аппарата у профессиональных спортсменов, что еще больше способствовало ее широкому вниманию со стороны средств массовой информации.Помимо эффективности в ортопедии и спортивной медицине, PRP применяется в офтальмологии, гинекологии, урологии и кардиологии, педиатрии и пластической хирургии.В последние годы дерматологи также высоко оценили PRP за ее способность лечить язвы кожи, ревизию рубцов, регенерацию тканей, омоложение кожи и даже выпадение волос.
Учитывая тот факт, что PRP, как известно, напрямую управляет процессами заживления и воспаления, каскад заживления должен быть представлен в качестве эталона.Процесс заживления делится на следующие четыре этапа: гемостаз;воспаление;пролиферация клеток и матрикса и, наконец, ремоделирование ран.
1. Заживление тканей
Активируется каскад заживления тканей, процесс, который приводит к агрегации тромбоцитов, образованию сгустков и развитию временного внеклеточного матрикса (ECM). Затем тромбоциты прикрепляются к обнаженным белкам коллагена и ECM, вызывая присутствие α-гранул в высвобождении Биоактивные молекулы Тромбоциты содержат множество биоактивных молекул, включая факторы роста, хемокины и цитокины, а также провоспалительные медиаторы, такие как простагландины, простатический циклин, гистамин, тромбоксан, серотонин и брадикинин.
Заключительный этап процесса заживления зависит от ремоделирования раны.Ремоделирование тканей жестко регулируется для установления баланса между анаболическими и катаболическими реакциями.На этом этапе тромбоцитарный фактор роста (PDGF), трансформирующий фактор роста (TGF-β) и фибронектин стимулируют пролиферацию и миграцию фибробластов, а также синтез компонентов ЕСМ.Однако сроки созревания раны во многом зависят от тяжести раны, индивидуальных особенностей и специфической способности к заживлению поврежденной ткани, а на процесс заживления могут влиять определенные патофизиологические и метаболические факторы, такие как ишемия тканей, гипоксия, инфекция. , дисбаланс факторов роста и даже заболевания, связанные с метаболическим синдромом.
Провоспалительное микроокружение, препятствующее процессу заживления.Ситуация усложняется еще и высокой активностью протеаз, которая ингибирует естественное действие фактора роста (GF).Помимо митогенных, ангиогенных и хемотаксических свойств, PRP также является богатым источником многих факторов роста, биомолекул, которые могут противодействовать вредному воздействию на воспаленные ткани, контролируя обострение воспаления и создавая анаболические стимулы.Учитывая эти свойства, исследователи могут обнаружить большой потенциал в лечении различных сложных травм.
2. Цитокин
Цитокины в PRP играют ключевую роль в управлении процессами восстановления тканей и регулировании воспалительного повреждения.Противовоспалительные цитокины представляют собой широкий спектр биохимических молекул, которые опосредуют провоспалительные цитокиновые реакции, главным образом индуцируемые активированными макрофагами.Противовоспалительные цитокины взаимодействуют со специфическими ингибиторами цитокинов и растворимыми рецепторами цитокинов, модулируя воспаление.Антагонисты рецептора интерлейкина (IL)-1, IL-4, IL-10, IL-11 и IL-13 классифицируются как основные противовоспалительные цитокины.В зависимости от типа раны некоторые цитокины, такие как интерферон, фактор ингибирования лейкоза, TGF-β и IL-6, могут проявлять про- или противовоспалительное действие.TNF-α, IL1 и IL-18 имеют определенные цитокиновые рецепторы, которые могут ингибировать провоспалительные эффекты других белков [37].IL-10 является одним из наиболее мощных противовоспалительных цитокинов. Он может подавлять активность провоспалительных цитокинов, таких как IL-1, IL-6 и TNF-α, и повышать активность противовоспалительных цитокинов.Эти контррегуляторные механизмы играют решающую роль в выработке и функционировании провоспалительных цитокинов.Кроме того, определенные цитокины могут запускать специфические сигнальные реакции, которые стимулируют фибробласты, которые имеют решающее значение для восстановления тканей.Воспалительные цитокины TGFβ1, IL-1β, IL-6, IL-13 и IL-33 стимулируют фибробласты к дифференцировке в миофибробласты и улучшают внеклеточный матрикс [38].В свою очередь, фибробласты секретируют цитокины TGF-β, IL-1β, IL-33, CXC и хемокины CC, которые способствуют провоспалительным реакциям путем активации и рекрутирования иммунных клеток, таких как макрофаги.Эти воспалительные клетки выполняют множество функций в месте раны, в первую очередь способствуя заживлению раны, а также биосинтезу хемокинов, метаболитов и факторов роста, которые необходимы для ремоделирования новой ткани.Таким образом, цитокины, присутствующие в PRP, играют важную роль в стимуляции клеточно-опосредованного иммунного ответа, способствуя разрешению воспалительной фазы.Фактически, некоторые исследователи назвали этот процесс «регенеративным воспалением», предполагая, что фаза воспаления, несмотря на беспокойство пациента, является критическим шагом, необходимым для успешного завершения процесса восстановления тканей, учитывая эпигенетические механизмы, с помощью которых воспалительные сигналы способствуют клеточному развитию. пластичность.
3. Фибрин
Тромбоциты несут в себе несколько факторов, связанных с фибринолитической системой, которые могут усиливать или подавлять фибринолитический ответ.Временная взаимосвязь и относительный вклад гематологических компонентов и функции тромбоцитов в деградацию сгустков остается проблемой, заслуживающей широкого обсуждения в обществе.В литературе представлено множество исследований, посвященных только тромбоцитам, которые известны своей способностью влиять на процесс заживления.Несмотря на многочисленные выдающиеся исследования, было обнаружено, что другие гематологические компоненты, такие как факторы свертывания крови и фибринолитическая система, также вносят важный вклад в эффективное заживление ран.По определению, фибринолиз — это сложный биологический процесс, основанный на активации определенных ферментов, способствующих расщеплению фибрина.Другие авторы предположили, что продукты деградации фибрина (fdp) на самом деле могут быть молекулярными агентами, ответственными за стимуляцию восстановления тканей, последовательность важных биологических событий, предшествующих отложению и удалению фибрина из ангиогенеза, что необходимо для заживления ран.Образование тромба после травмы действует как защитный слой, предохраняющий ткань от кровопотери, инвазии микробных агентов, а также образующий временный матрикс, через который клетки могут мигрировать во время восстановления.Сгусток образуется в результате расщепления фибриногена сериновыми протеазами и агрегации тромбоцитов в поперечно-сшитой фиброзной сети фибрина.Эта реакция инициирует полимеризацию мономеров фибрина, основное событие образования тромба.Сгустки также могут выступать в качестве резервуаров для цитокинов и факторов роста, которые высвобождаются при дегрануляции активированных тромбоцитов.Фибринолитическая система жестко регулируется плазмином и играет ключевую роль в стимулировании миграции клеток, биодоступности факторов роста и регуляции других протеазных систем, участвующих в воспалении и регенерации тканей.Известно, что ключевые компоненты фибринолиза, такие как урокиназный рецептор активатора плазминогена (uPAR) и ингибитор активатора плазминогена-1 (PAI-1), экспрессируются в мезенхимальных стволовых клетках (МСК), специализированном типе клеток, необходимом для успешного заживления ран.
4. Миграция клеток
Активация плазминогена посредством ассоциации uPA-uPAR представляет собой процесс, который способствует миграции воспалительных клеток, поскольку усиливает внеклеточный протеолиз.Поскольку у uPAR отсутствуют трансмембранные и внутриклеточные домены, белку необходимы корецепторы, такие как интегрины и витреины, для регуляции миграции клеток.Кроме того, связывание uPA-uPAR приводило к увеличению сродства uPAR к коннексинам и интегринам стекловидного тела, способствуя клеточной адгезии.Ингибитор активатора плазминогена-1 (PAI-1), в свою очередь, высвобождает клетки, разрушая упар-витреин и интегрин, когда он связывается с uPA комплекса uPA-упар-интегрин на поверхности клетки. Взаимодействие стеклянных вокселей.
В контексте регенеративной медицины мезенхимальные стволовые клетки мобилизуются из костного мозга при тяжелом повреждении органов и, таким образом, могут быть обнаружены в кровообращении пациентов с множественными переломами.Однако при определенных обстоятельствах, таких как терминальная стадия почечной недостаточности, терминальная стадия печеночной недостаточности или начало отторжения после трансплантации сердца, эти клетки могут не обнаруживаться в крови [66].Интересно, что эти мезенхимальные (стромальные) клетки-предшественники, полученные из костного мозга человека, не могут быть обнаружены в крови здоровых людей [67].Роль uPAR в мобилизации мезенхимальных стволовых клеток костного мозга также была предложена ранее, аналогично тому, что происходит при мобилизации гемопоэтических стволовых клеток (HSC).Варабанени и др.Результаты показали, что использование гранулоцитарного колониестимулирующего фактора у мышей с дефицитом uPAR вызывало отказ МСК, что еще раз усиливало вспомогательную роль фибринолитической системы в миграции клеток.Дальнейшие исследования также показали, что гликозилфосфатидилинозитол-заякоренные uPA-рецепторы регулируют адгезию, миграцию, пролиферацию и дифференцировку, активируя определенные внутриклеточные сигнальные пути, а именно: сигнальные пути фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат-3-киназы/Akt и ERK1/2, способствующие выживанию. и киназа адгезии (FAK).
МСК продемонстрировали дальнейшее значение в контексте заживления ран.Например, у мышей с дефицитом плазминогена наблюдалась серьезная задержка заживления ран, что позволяет предположить, что плазмин критически участвует в этом процессе.У людей потеря плазмина также может привести к осложнениям заживления ран.Нарушение кровотока может значительно замедлить регенерацию тканей, что объясняет, почему эти регенеративные процессы более сложны у пациентов с диабетом.
5. Моноциты и системы регенерации
По данным литературы, ведется много дискуссий о роли моноцитов в заживлении ран.Макрофаги в основном происходят из моноцитов крови и играют важную роль в регенеративной медицине [81].Поскольку нейтрофилы секретируют IL-4, IL-1, IL-6 и TNF-альфа, эти клетки обычно проникают в место раны примерно через 24-48 часов после повреждения.Тромбоциты высвобождают тромбин и тромбоцитарный фактор 4 (PF4), два хемокина, которые способствуют привлечению моноцитов и их дифференцировке в макрофаги и дендритные клетки.Поразительной особенностью макрофагов является их пластичность, т.е. их способность переключать фенотипы и трансдифференцироваться в другие типы клеток, например, в эндотелиальные клетки, которые впоследствии проявляют разные функции в ответ на различные биохимические стимулы в микроокружении раны.Клетки воспаления экспрессируют два основных фенотипа: М1 или М2, в зависимости от локального молекулярного сигнала, который является источником стимула.Макрофаги М1 индуцируются микробными агентами и, следовательно, обладают более сильным провоспалительным действием.Напротив, макрофаги М2 обычно генерируются в результате реакции 2 типа и обладают противовоспалительными свойствами, которые обычно характеризуются увеличением уровня IL-4, IL-5, IL-9 и IL-13.Он также участвует в восстановлении тканей посредством производства факторов роста.Переход от изоформ М1 к изоформам М2 в значительной степени обусловлен более поздними стадиями заживления ран, когда макрофаги М1 запускают апоптоз нейтрофилов и инициируют клиренс этих клеток).Фагоцитоз нейтрофилов активирует цепочку событий, при которой выключается выработка цитокинов, поляризуя макрофаги и высвобождая TGF-β1.Этот фактор роста является ключевым регулятором дифференцировки миофибробластов и сокращения ран, позволяя разрешить воспаление и инициировать пролиферативную фазу в каскаде заживления [57].Еще одним родственным белком, участвующим в клеточных процессах, является серин (SG).Было обнаружено, что этот секретируемый гемопоэтическими клетками гранулан необходим для хранения секретируемых белков в специфических иммунных клетках, таких как тучные клетки, нейтрофилы и цитотоксические Т-лимфоциты.Хотя многие некроветворные клетки также синтезируют серотонин, все воспалительные клетки производят большие количества этого белка и хранят его в гранулах для дальнейшего взаимодействия с другими медиаторами воспаления, включая протеазы, цитокины, хемокины и фактор роста.Отрицательно заряженные цепи гликозаминогликанов (GAG) в SG, по-видимому, имеют решающее значение для гомеостаза секреторных гранул, поскольку они могут связываться и облегчать хранение существенно заряженных компонентов гранул специфичным для клеток, белков и цепей GAG способом.Что касается участия в PRP, Вулф и его коллеги ранее показали, что дефицит SG тесно связан с измененной морфологией тромбоцитов;дефекты тромбоцитарного фактора 4, бета-тромглобулина и хранения PDGF в тромбоцитах;плохая агрегация и секреция тромбоцитов in vitro и тромбозы in vivo образуют дефекты.Таким образом, исследователи пришли к выводу, что этот протеогликан, по-видимому, является главным регулятором тромбоза.
Продукты, богатые тромбоцитами, можно получить путем сбора и центрифугирования цельной крови человека, разделения смеси на различные слои, содержащие плазму, тромбоциты, лейкоциты и лейкоциты.Когда концентрации тромбоцитов превышают базальные значения, рост костей и мягких тканей может быть ускорен с минимальными побочными эффектами.Применение аутологичных продуктов PRP — относительно новая биотехнология, которая продолжает показывать многообещающие результаты в стимуляции и ускорении заживления различных повреждений тканей.Эффективность этого альтернативного терапевтического подхода можно объяснить местной доставкой широкого спектра факторов роста и белков, имитирующих и поддерживающих физиологические процессы заживления ран и восстановления тканей.Более того, фибринолитическая система явно оказывает важное влияние на общее восстановление тканей.Помимо своей способности изменять клеточный рекрутинг воспалительных клеток и мезенхимальных стволовых клеток, он модулирует протеолитическую активность в областях заживления ран и во время регенерации мезодермальных тканей, включая кости, хрящи и мышцы, и, следовательно, является ключевым компонентом скелетно-мышечной медицины.
Ускорение заживления является востребованной целью многих специалистов в области медицины, а PRP представляет собой позитивный биологический инструмент, который продолжает предлагать многообещающие разработки в области стимуляции и хорошо скоординированного тандема регенеративных процессов.Однако, поскольку этот терапевтический инструмент остается сложным, особенно потому, что он высвобождает множество биологически активных факторов и их различные механизмы взаимодействия и сигнальные эффекты, необходимы дальнейшие исследования.
(Содержание этой статьи перепечатано, и мы не предоставляем каких-либо явных или подразумеваемых гарантий точности, достоверности или полноты содержания, содержащегося в этой статье, и не несем ответственности за мнения в этой статье, пожалуйста, поймите.)
Время публикации: 19 июля 2022 г.