Neurohumorale Reaktionen, die den Reparationsprozessen bei Hautverletzungen zugrunde liegen

Es ist bekannt, dass die Haut ein multifunktionales Organ ist, das Atmungs-, Ernährungs-, Wärmeregulierungs-, Entgiftungs-, Ausscheidungs-, Barriereschutz-, Vitaminbildungs- und weitere Funktionen erfüllt. Aufgrund der großen Anzahl von Nervenenden, Nervenrezeptoren, spezialisierten empfindlichen Zellen und Körpern ist die Haut ein Organ der Immunogenese und ein Sinnesorgan. Die Haut enthält außerdem biologisch aktive Zonen und Punkte, über die die Verbindung zwischen Haut, Nervensystem und inneren Organen hergestellt wird. In der Haut ablaufende biochemische Reaktionen sorgen für einen konstanten Stoffwechsel, der aus ausgewogenen Synthese- und Zerfallsprozessen (Oxidation) verschiedener, auch spezifischer Substrate besteht, die für die Aufrechterhaltung der Struktur und Funktion der Hautzellen notwendig sind. In ihr finden chemische Umwandlungen statt, die mit den Stoffwechselprozessen anderer Organe zusammenhängen, und es finden auch spezifische Prozesse statt: die Bildung von Keratin, Kollagen, Elastin und Glykosaminoglykanen. Melanin, Talg, Schweiß usw. Über das dermale Gefäßnetz ist der Stoffwechsel der Haut mit dem Stoffwechsel des gesamten Körpers verbunden.

Die funktionelle Aktivität der Zellelemente eines Organs, insbesondere der Haut, bildet die Grundlage für die normale Vitalaktivität des gesamten Organismus. Die Zelle teilt sich und funktioniert mithilfe von Metaboliten, die vom Blut zugeführt und von benachbarten Zellen produziert werden. Indem sie ihre eigenen Verbindungen produziert, ins Blut abgibt oder auf der Oberfläche ihrer Membran präsentiert, kommuniziert die Zelle mit ihrer Umgebung, organisiert interzelluläre Interaktionen, die maßgeblich die Art der Proliferation und Differenzierung bestimmen, und übermittelt Informationen über sich selbst an alle regulatorischen Strukturen des Organismus. Geschwindigkeit und Richtung biochemischer Reaktionen hängen vom Vorhandensein und der Aktivität von Enzymen, ihren Aktivatoren und Inhibitoren, der Menge der Substrate, dem Gehalt an Endprodukten und Cofaktoren ab. Dementsprechend führt eine Veränderung der Zellstruktur zu bestimmten Veränderungen im Organismus und im gesamten Organismus sowie zur Entwicklung einer bestimmten Pathologie. Biochemische Reaktionen in der Haut sind in biochemischen Prozessen organisiert, die organisch miteinander verknüpft sind, je nach dem regulatorischen Hintergrund, unter dessen Einfluss eine bestimmte Zelle, eine Zellgruppe, ein Gewebebereich oder das gesamte Organ steht.

Es ist bekannt, dass die neurohumorale Regulation von Körperfunktionen über wasserlösliche Rezeptormoleküle erfolgt – Hormone, biologisch aktive Substanzen (Mediatoren, Zygokine, Stickstoffmonoxid, Mikropeptide), die von den Zellen des sekretierenden Organs ausgeschüttet und von den Zellen des Zielorgans wahrgenommen werden. Dieselben regulatorischen Moleküle beeinflussen das Wachstum und die Zellregeneration.

Der regulatorische Hintergrund ist vor allem die Konzentration regulatorischer Moleküle: Mediatoren, Hormone, Zytokine, deren Produktion unter der strengen Kontrolle des Zentralnervensystems (ZNS) steht. Und das ZNS agiert aus Sicht der Bedürfnisse des Organismus unter Berücksichtigung seiner funktionellen und vor allem adaptiven Fähigkeiten. Biologisch aktive Substanzen und Hormone wirken über ein System sekundärer Mediatoren und durch direkte Auswirkungen auf den genetischen Apparat der Zellen auf den intrazellulären Stoffwechsel.

Regulierung fibroplastischer Prozesse

Als oberflächliches Organ ist die Haut häufig Verletzungen ausgesetzt. Daher wird deutlich, dass Hautschäden eine Kette allgemeiner und lokaler neurohumoraler Reaktionen im Körper auslösen, deren Zweck darin besteht, die Homöostase des Körpers wiederherzustellen. Das Nervensystem ist direkt an der Entwicklung von Hautentzündungen als Reaktion auf Verletzungen beteiligt. Intensität, Art, Dauer und Endergebnis der Entzündungsreaktion hängen von ihrem Zustand ab, da mesenchymale Zellen hochsensibel auf Neuropeptide reagieren – heterogene Proteine, die als Neuromodulatoren und Neurohormone fungieren. Sie regulieren zelluläre Interaktionen, wodurch sie Entzündungen abschwächen oder verstärken können. Beta-Endorphine und Substanz P gehören zu den Wirkstoffen, die die Reaktionen des Bindegewebes bei akuten Entzündungen deutlich verändern. Beta-Endorphine wirken entzündungshemmend und Substanz P verstärkt die Entzündung.

Die Rolle des Nervensystems. Stress, Stresshormone

Jede Hautverletzung bedeutet Stress für den Körper, der lokale und allgemeine Erscheinungsformen hat. Abhängig von der Anpassungsfähigkeit des Körpers verlaufen lokale und allgemeine Stressreaktionen auf die eine oder andere Weise. Es ist bekannt, dass Stress die Freisetzung biologisch aktiver Substanzen aus Hypothalamus, Hypophyse, Nebennieren und sympathischem Nervensystem verursacht. Eines der wichtigsten Stresshormone ist das Corticotropin-Releasing-Hormon (Corticotropin-Releasing-Hormon oder CRH). Es stimuliert die Sekretion des adrenocorticotropen Hormons der Hypophyse und von Cortisol. Außerdem werden unter seinem Einfluss Hormone des sympathischen Nervensystems aus Nervenganglien und Nervenenden freigesetzt. Es ist bekannt, dass Hautzellen auf ihrer Oberfläche Rezeptoren für alle Hormone besitzen, die im Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-System produziert werden.

Somit verstärkt CRH die Entzündungsreaktion der Haut, was zur Degranulation von Mastzellen und zur Freisetzung von Histamin führt (Juckreiz, Schwellung, Erythem treten auf).

ACTH aktiviert zusammen mit dem Melanozyten-stimulierenden Hormon (MSH) die Melanogenese in der Haut und hat eine immunsuppressive Wirkung.

Durch die Wirkung von Glukokortikoiden kommt es zu einer Verringerung der Fibrogenese, der Hyaluronsäuresynthese und einer Störung der Wundheilung.

Bei Stress steigt die Konzentration der Androgenhormone im Blut. Krämpfe der Hautgefäße in Bereichen mit einer großen Anzahl von Testosteronrezeptoren verschlechtern die lokale Gewebereaktivität, was selbst bei geringfügigen Traumata oder Entzündungen der Haut zu chronischen Entzündungen und dem Auftreten von Keloidnarben führen kann. Zu diesen Bereichen gehören: Schultergürtel, Brustbeinbereich. In geringerem Maße die Haut von Hals und Gesicht.

Hautzellen produzieren auch eine Reihe von Hormonen, insbesondere Keratinozyten und Melanozyten sezernieren CRH. Keratinozyten, Melanozyten und Langerhans-Zellen produzieren ACTH, MSH, Sexualhormone, Katecholamine, Endorphine, Enkephaline usw. Da sie bei Hautverletzungen in die Interzellularflüssigkeit freigesetzt werden, wirken sie nicht nur lokal, sondern auch allgemein.

Stresshormone ermöglichen der Haut, schnell auf Stresssituationen zu reagieren. Kurzfristiger Stress führt zu einer erhöhten Immunreaktivität der Haut, langfristiger Stress (chronische Entzündungen) hat den gegenteiligen Effekt auf die Haut. Eine Stresssituation im Körper tritt auch bei Hautverletzungen, chirurgischer Dermabrasion, Tiefenpeeling und Mesotherapie auf. Lokaler Stress durch Hautverletzungen wird verstärkt, wenn der Körper bereits chronischem Stress ausgesetzt war. Zytokine, Neuropeptide und Prostaglandine, die bei lokalem Stress in der Haut freigesetzt werden, verursachen eine Entzündungsreaktion in der Haut und aktivieren Keratinozyten, Melanozyten und Fibroblasten.

Es ist zu beachten, dass Verfahren und Operationen, die vor dem Hintergrund von chronischem Stress und verminderter Reaktivität durchgeführt werden, das Auftreten von langfristigen, nicht heilenden Erosionen und Wundoberflächen verursachen können, die mit Nekrose des umliegenden Gewebes und pathologischer Narbenbildung einhergehen können. Ebenso kann die Behandlung physiologischer Narben mit chirurgischer Dermabrasion vor dem Hintergrund von Stress die Heilung erosiver Oberflächen nach dem Schleifen unter Bildung pathologischer Narben verschlechtern.

Neben den zentralen Mechanismen, die die Bildung von Stresshormonen im Blut und im lokalen Stressbereich verursachen, gibt es auch lokale Faktoren, die als Reaktion auf ein Trauma eine Kette adaptiver Reaktionen auslösen. Dazu gehören freie Radikale, mehrfach ungesättigte Fettsäuren, Mikropeptide und andere biologisch aktive Moleküle, die in großen Mengen auftreten, wenn die Haut durch mechanische, Strahlungs- oder chemische Faktoren geschädigt wird.

Es ist bekannt, dass die Zusammensetzung der Phospholipide von Zellmembranen mehrfach ungesättigte Fettsäuren enthält, die Vorläufer von Prostaglandinen und Leukotrienen sind. Bei Zerstörung der Zellmembran werden sie zum Baumaterial für die Synthese von Leukotrienen und Prostaglandinen in Makrophagen und anderen Zellen des Immunsystems, die die Entzündungsreaktion verstärken.

Freie Radikale sind aggressive Moleküle (Superoxid-Anionenradikal, Hydroxylradikal, NO usw.), die während des gesamten Lebens des Körpers ständig in der Haut auftreten und auch bei Entzündungsprozessen, Immunreaktionen und vor dem Hintergrund von Traumata gebildet werden. Wenn mehr freie Radikale gebildet werden, als das natürliche Antioxidationssystem neutralisieren kann, tritt im Körper ein Zustand namens oxidativer Stress auf. In den frühen Stadien des oxidativen Stresses sind Aminosäuren mit leicht oxidierbaren Gruppen (Cystein, Serin, Tyrosin, Glutamat) das Hauptziel freier Radikale. Bei weiterer Anreicherung von aktiven Sauerstoffformen kommt es zur Lipidperoxidation der Zellmembranen, Störung ihrer Permeabilität, Schädigung des genetischen Apparats und vorzeitiger Apoptose. Somit verschlimmert oxidativer Stress die Schädigung des Hautgewebes.

Die Reorganisation des Granulationsgewebes eines Hautdefekts und das Narbenwachstum sind komplexe Prozesse, die von Fläche, Lage und Tiefe der Läsion, dem Zustand des Immunsystems und des endokrinen Status, dem Grad der Entzündungsreaktion und der damit einhergehenden Infektion, dem Gleichgewicht zwischen Kollagenbildung und -abbau und vielen weiteren Faktoren abhängen, die heute noch nicht alle bekannt sind. Mit der Schwächung der Nervenregulation nimmt die proliferative, synthetische und funktionelle Aktivität der Epidermiszellen, Leukozyten und Bindegewebszellen ab. Dadurch werden die kommunikativen, bakteriziden und phagozytischen Eigenschaften der Leukozyten gestört. Keratinozyten, Makrophagen und Fibroblasten sezernieren weniger biologisch aktive Substanzen und Wachstumsfaktoren. die Differenzierung der Fibroblasten ist gestört usw. Dadurch wird die physiologische Entzündungsreaktion verzerrt, alternative Reaktionen werden verstärkt, der Zerstörungsherd vertieft sich, was zu einer Verlängerung der adäquaten Entzündung, ihrem Übergang in eine inadäquate (langwierige) Entzündung führt und infolge dieser Veränderungen das Auftreten pathologischer Narben möglich ist.

Die Rolle des endokrinen Systems

Neben der Nervenregulation hat der hormonelle Hintergrund einen großen Einfluss auf die Haut. Das Aussehen der Haut, der Stoffwechsel, die proliferative und synthetische Aktivität zellulärer Elemente, der Zustand und die funktionelle Aktivität des Gefäßbetts sowie fibroplastische Prozesse hängen vom endokrinen Status einer Person ab. Die Hormonproduktion wiederum hängt vom Zustand des Nervensystems, dem Spiegel der ausgeschütteten Endorphine, Mediatoren und der Mikroelementzusammensetzung des Blutes ab. Zink ist eines der wesentlichen Elemente für die normale Funktion des endokrinen Systems. Lebenswichtige Hormone wie Insulin, Corticotropin, Somatotropin und Gonadotropin sind zinkabhängig.

Die funktionelle Aktivität der Hypophyse, Schilddrüse, Geschlechtsdrüsen und Nebennieren beeinflusst direkt die Fibrogenese, deren allgemeine Regulierung durch neurohumorale Mechanismen mit Hilfe einer Reihe von Hormonen erfolgt. Der Zustand des Bindegewebes sowie die proliferative und synthetische Aktivität der Hautzellen werden durch alle klassischen Hormone wie Cortisol, ACTH, Insulin, Somatropin, Schilddrüsenhormone, Östrogene und Testosteron beeinflusst.

Kortikosteroide und das adrenocorticotrope Hormon der Hypophyse hemmen die mitotische Aktivität von Fibroblasten, beschleunigen aber deren Differenzierung. Mineralocorticoide verstärken die Entzündungsreaktion, stimulieren die Entwicklung aller Elemente des Bindegewebes und beschleunigen die Epithelisierung.

Das somatotrope Hormon der Hypophyse fördert die Zellproliferation, die Kollagenbildung und die Bildung von Granulationsgewebe. Schilddrüsenhormone stimulieren den Stoffwechsel der Bindegewebszellen und deren Proliferation, die Entwicklung von Granulationsgewebe, die Kollagenbildung und die Wundheilung. Östrogenmangel verlangsamt reparative Prozesse, Androgene aktivieren die Fibroblastenaktivität.

Da bei den meisten Patienten mit Aknekeloid erhöhte Androgenspiegel beobachtet werden, sollte bei der Erstberatung besonders auf das Vorhandensein anderer klinischer Anzeichen einer Hyperandrogenämie geachtet werden. Bei diesen Patienten sollte der Sexualhormonspiegel im Blut bestimmt werden. Bei festgestellten Funktionsstörungen sollten Ärzte verwandter Fachrichtungen in die Behandlung einbezogen werden: Endokrinologen, Gynäkologen usw. Es ist zu beachten, dass das physiologische Hyperandrogensyndrom in der postpubertären Phase auftritt: bei Frauen in der postpartalen Phase aufgrund erhöhter luteinisierender Hormonspiegel und in der postmenopausalen Phase.

Neben klassischen Hormonen, die das Zellwachstum beeinflussen, werden Zellregeneration und Hyperplasie durch polypeptidische Wachstumsfaktoren zellulären Ursprungs verschiedener Typen reguliert, die auch Zytokine genannt werden: epidermale Wachstumsfaktoren, Thrombozytenwachstumsfaktor, Fibroblastenwachstumsfaktor, insulinähnliche Wachstumsfaktoren, Nervenwachstumsfaktor und transformierender Wachstumsfaktor. Sie binden an bestimmte Rezeptoren auf der Zelloberfläche und übermitteln so Informationen über die Mechanismen der Zellteilung und -differenzierung. Auch die Interaktion zwischen Zellen erfolgt über sie. Eine bedeutende Rolle spielen auch Peptid-„Parahormone“, die von Zellen abgesondert werden, die Teil des sogenannten diffusen endokrinen Systems (APUD-System) sind. Sie sind über viele Organe und Gewebe (ZNS, Epithel des Magen-Darm-Trakts und der Atemwege) verteilt.

Wachstumsfaktoren

Wachstumsfaktoren sind hochspezialisierte, biologisch aktive Proteine, die heute als wirksame Mediatoren vieler biologischer Prozesse im Körper gelten. Wachstumsfaktoren binden an spezifische Rezeptoren auf der Zellmembran, leiten Signale in die Zelle und sind an Mechanismen der Zellteilung und -differenzierung beteiligt.

1. Epidermaler Wachstumsfaktor (EGF). Stimuliert die Teilung und Migration von Epithelzellen während der Wundheilung, die Wundepithelisierung, reguliert die Regeneration, unterdrückt Differenzierung und Apoptose. Spielt eine führende Rolle bei Regenerationsprozessen in der Epidermis. Wird von Makrophagen, Fibroblasten und Keratinozyten synthetisiert.
2. Vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor (VEGF). Gehört zur selben Familie und wird von Keratinozyten, Makrophagen und Fibroblasten produziert. Er wird in drei Varianten produziert und ist ein starkes Mitogen für Endothelzellen. Er unterstützt die Angiogenese während der Gewebereparatur.
3. Transformierender Wachstumsfaktor Alpha (TGF-α). Ein Polypeptid, das ebenfalls mit dem epidermalen Wachstumsfaktor verwandt ist, stimuliert das Gefäßwachstum. Neuere Studien haben gezeigt, dass dieser Faktor von einer Kultur normaler menschlicher Keratinozyten synthetisiert wird. Er wird auch in Neoplasmazellen, während der frühen fetalen Entwicklung und in der Primärkultur menschlicher Keratinozyten synthetisiert. Er gilt als embryonaler Wachstumsfaktor.
4. Insulinähnliche Faktoren (IGFs) sind Polypeptide, die homolog zu Proinsulin sind. Sie fördern die Produktion extrazellulärer Matrixelemente und spielen daher eine wichtige Rolle für normales Gewebewachstum, -entwicklung und -reparatur.
5. Fibroblasten-Wachstumsfaktoren (FGF). Gehören zur Familie der monomeren Peptide und sind ein Faktor der Neoangiogenese. Sie bewirken die Migration von Epithelzellen und beschleunigen die Wundheilung. Sie wirken in Zusammenarbeit mit Heparinsulfatverbindungen und Proteoglykanen und modulieren Zellmigration, Angiogenese und epithelial-mesenchymale Integration. FGF stimuliert die Proliferation von Endothelzellen und Fibroblasten, spielt eine wichtige Rolle bei der Stimulierung der Bildung neuer Kapillargefäße und stimuliert die Produktion der extrazellulären Matrix. Stimuliert die Produktion von Proteasen und die Chemotaxis nicht nur von Fibroblasten, sondern auch von Keratinozyten. Wird von Keratinozyten, Fibroblasten, Makrophagen und Thrombozyten synthetisiert.
6. PDGF-Familie (Platelet-derived growth factor). Wird nicht nur von Thrombozyten, sondern auch von Makrophagen, Fibroblasten und Endothelzellen produziert. Sie sind starke Mitogene für mesenchymale Zellen und ein wichtiger chemotaktischer Faktor. Sie aktivieren die Proliferation von Gliazellen, glatten Muskelzellen und Fibroblasten und spielen eine wichtige Rolle bei der Stimulierung der Wundheilung. Stimuli für ihre Synthese sind Thrombin, Tumorwachstumsfaktor und Hypoxie. (PDGF) sorgt für die Chemotaxis von Fibroblasten, Makrophagen und glatten Muskelzellen, löst verschiedene Prozesse der Wundheilung aus, stimuliert die Produktion verschiedener Wundzytokine und steigert die Kollagensynthese.
7. Transformierender Wachstumsfaktor Beta (TGF-beta). Er gehört zu einer Gruppe von Protein-Signalmolekülen, darunter Inhibine, Stimline und der Knochenmorphogenetische Faktor. Er stimuliert die Synthese der Bindegewebsmatrix und die Bildung von Narbengewebe. Er wird von vielen Zelltypen, vor allem Fibroblasten, Endothelzellen, Thrombozyten und Knochengewebe, produziert. Er stimuliert die Migration von Fibroblasten und Monozyten, die Bildung von Granulationsgewebe, Kollagenfasern, Fibronektinsynthese, Zellproliferation, -differenzierung und die Produktion der extrazellulären Matrix. Plasmin aktiviert latenten TGF-beta. Studien von Livingston van De Water et al. haben gezeigt, dass bei Einführung des aktivierten Faktors in intakte Haut eine Narbe entsteht; bei Zugabe zu einer Fibroblastenkultur steigt die Synthese von Kollagen, Proteoglykanen und Fibronektin; bei Einimpfung in ein Kollagengel tritt dessen Kontraktion ein. Man geht davon aus, dass TGF-beta die funktionelle Aktivität von Fibroblasten in pathologischen Narben moduliert.
8. Polyergin oder Tumorwachstumsfaktor Beta. Gehört zu den unspezifischen Inhibitoren. Neben Zellwachstumsstimulatoren (Wachstumsfaktoren) spielen Wachstumsinhibitoren eine wichtige Rolle bei Regenerations- und Hyperplasieprozessen, wobei Prostaglandine, zyklische Nukleotide und Chalone von besonderer Bedeutung sind. Polyergin unterdrückt die Proliferation epithelialer, mesenchymaler und hämatopoetischer Zellen, erhöht aber deren Syntheseaktivität. Dadurch erhöht sich die Synthese extrazellulärer Matrixproteine durch Fibroblasten – Kollagen, Fibronektin und Zelladhäsionsproteine, deren Vorhandensein Voraussetzung für die Wundheilung ist. Somit ist Polyergin ein wichtiger Faktor bei der Regulierung der Wiederherstellung der Gewebeintegrität.

Aus dem oben Gesagten folgt, dass sich als Reaktion auf ein Trauma im gesamten Körper und insbesondere in der Haut dramatische, für das Auge unsichtbare Ereignisse entwickeln, deren Zweck darin besteht, durch Schließen des Defekts die Homöostase des Makrosystems aufrechtzuerhalten. Der Schmerzreflex von der Haut erreicht über afferente Bahnen das zentrale Nervensystem, von wo aus über einen Komplex aus biologisch aktiven Substanzen und Neurotransmittern Signale an die Hirnstammstrukturen, die Hypophyse, die endokrinen Drüsen und über die Körperflüssigkeiten mittels Hormonen, Zytokinen und Mediatoren an die Verletzungsstelle gelangen. Eine sofortige Gefäßreaktion auf ein Trauma in Form eines kurzzeitigen Krampfes und anschließender Gefäßerweiterung ist ein klares Beispiel für den Zusammenhang zwischen den zentralen Anpassungsmechanismen und der Läsion. Somit sind lokale Reaktionen in einer einzigen Kette mit allgemeinen neurohumoralen Prozessen im Körper verbunden, die darauf abzielen, die Folgen einer Hautverletzung zu beseitigen.

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