Мир далеко не безопасное место, как может показаться. Существует множество опасностей, которые только и ждут, чтобы случиться. Для нас это вирусы, травмы, бактерии – куча всего. Но наша кожа играет для нас действительно важную роль, защищая нас от проблем. Кожа выполняет роль границы между внешней и внутренней средой, и является наибольшим органом в нашем теле, который функционирует непрерывно для обеспечения защиты. Несмотря на свою защитную функцию, кожа подвергается ежедневным нападениям, что может привести к ее повреждению. Однако она способна обнаруживать и реагировать на опасности, которые могут возникнуть. Один из таких методов — это обнаружение патогенных микроорганизмов, которые могут активировать иммунную систему. Но последнее исследование, опубликованное в журнале Cell, показало, что кожа обладает еще одним механизмом защиты, который реагирует на сигналы о травме в поврежденных тканях, таких как низкий уровень кислорода, вызванный разрушением кровеносных сосудов и образованием струпьев. Этот механизм может быть активирован без необходимости инфекции.

Заживление ран происходит в несколько этапов: сужение раны, образование грануляций, формирование новой кожи и ремоделирование тканей.

Что помогает ранам заживать

Таким образом – последнее исследование обнаружило новый путь, который помогает организму восстановиться после повреждения кожи, и этот путь работает параллельно с классическим, который помогает бороться с заболеваниями.

Заживление раны может быть замедлено или осложнено из-за различных факторов, таких как инфекции, недостаток питательных веществ или нарушение кровообращения.

Основой этого процесса является белок, называемый интерлейкин-24 (IL24), который производится стволовыми клетками кожи в области раны. Когда IL24 высвобождается, он объединяет различные клетки, которые необходимы для заживления раны. Этот процесс весьма сложен, но благодаря IL24 ваша кожа может восстановиться быстрее.

Стволовые клетки представляют собой особые частицы, которые по мере надобности способны превратиться в любую клетку, которая на данный момент нужна организму. Кроме того, они могут делиться и обновляться, словом, это очень важные клетки.

Внешние слои стволовых клеток, находящихся у края раны, являются основным источником IL24. Однако, другие клетки кожи также могут реагировать на сигналы IL24 благодаря специальному приемнику – рецептору IL24. Он играет важную роль, координируя процесс восстановления тканей и становится своего рода лидером.

Сигнальные белки, предупреждающие о заражении

Ученые давно понимают, что реакция организма на заражение патогенами осуществляется через активацию защитных механизмов, которые запускаются клетками при помощи специальных сигнальных белков, таких как интерфероны 1 типа. Однако, механизмы реакции на травмы, которые могут быть связаны с вторжением инородных объектов, пока не изучены до конца на молекулярном уровне.

Человеческое тело может само заживить многие виды ран, но в некоторых случаях может потребоваться медицинское вмешательство для обеспечения полноценного заживления.

Интерфероны 1 типа управляются сигнальными факторами STAT1 и STAT2, чтобы обеспечить защиту от заболеваний. Однако, более ранние исследования показали, что другой фактор, известный как STAT3, является ключевым при восстановлении тканей после травмы. Также было обнаружено, что основным регулятором активации STAT3 в ранах как раз является белок IL24.

Как кислородное голодание кожи помогает запустить процесс регенерации

Исследование, проведенное на мышах в условиях безмикробной среды, показало, что сигнальный каскад IL24, вызываемый ранами, не зависит от наличия микробов.

Но какие именно сигналы, исходящие от ран, способны запустить этот каскад? Раны обычно появляются на коже и проникают в дерму, где находятся капилляры и кровеносные сосуды. Когда кровеносные сосуды перерезаны, то на краю раны внешние стволовые клетки испытывают кислородное голодание. Это состояние служит сигналом для здоровья клеток, вызывая положительную обратную связь с участием специальных факторов для увеличения выработки IL24. В результате различные типы клеток сотрудничают и активируют рецептор IL24, способствуя заживлению раны путем замены поврежденных клеток, восстановления капилляров и генерации новых клеток кожи.

Заживление ран может быть улучшено с помощью правильного ухода за раной, включая регулярное очищение, обработку и защиту от инфекций.

Интересно, что эксперименты, проведенные в лаборатории, демонстрируют, как регулирование кислорода может запускать процесс функционирования IL24. После того как исследователи установили механизм восстановления тканей, они исследовали процесс заживления ран у мышей, у которых была генетическая модификация, приводившая к отсутствию функциональности IL24. Без этого ключевого белка процесс заживления замедлялся, и для полного восстановления кожи требовалось на несколько дней больше времени, чем у нормальных мышей.

Авторы исследования также полагают, что этот белок может способствовать регенерации тканей не только нашей кожи, но и других органов. В последних исследованиях повышенная активность IL24 была обнаружена в легочной оболочке у пациентов с тяжелой формой COVID-19 и в ткани толстой кишки у пациентов с хроническим воспалительным заболеванием кишечника. Выходит, что этот белок просто герой и может работать как сигнал о необходимости восстановления повреждений во многих органах.

Эволюция белков для заживления кожи

Эти результаты позволяют увидеть важный сигнальный механизм восстановления тканей, который не связан с борьбой против инфекций. Проведенный анализ показал, что IL24 и его рецепторы тесно связаны и структурно похожи на интерфероны — специальные белки, которые помогают бороться с инфекциями в организме.

Хотя эти сигнальные молекулы не всегда действуют синхронно, IL24 и интерфероны эволюционно связаны и связываются с рецепторами, расположенными на поверхности клеток. Исследователи полагают, что эти молекулы происходят от общего молекулярного пути, который возник давным-давно. Предполагается, что сотни миллионов лет назад произошло разделение этого пути на две составляющие: одна защищает организм от инфекций, а другая – от повреждений тканей.