Диссертация (Регенеративные и протекторные эффекты экзогенного пероксиредоксина 6 и паракринных факторов мезенхимальных стволовых клеток при химических и механических травмах кожи), страница 6

Также были получены пленкигидрогеля сшитой гиалуроновой кислоты [Ishihara M., 2002].32Гемоглобин (свиной) в форме аэрозоля - инновационный продукт,который может быть нанесен непосредственно на раневую поверхностьвместе с обычными продуктами раны. Предполагается, что аэрозольпереносит кислород из воздуха в рану и, следовательно, подходит для всехтипов гипоксических ран [Arenbergerova M. et al., 2013].Протеолитическиеферментыбезопасны,быстроилегкоприменяются. Однако лечение может занять очень много времени. Внастоящее время доступна мазь с коллагеназой и гель со стрептодормазой /стрептокиназой.

Препараты наносят после механической раневой очисткислоем 2-5 мм.Искусственная кожа заменяет потерянную ткань, а также облегчаютзаживление ран [Luo Y., 2000]. Сообщается, что использование «умных»полимеров в естественной биологической форме или полусинтетическихформах может имитировать нормальные физиологические реакции во времязаживления ран [Voinchet V., 2006]. Тканевые синтетические заменителикожи можно классифицировать как бесклеточные и содержащие клетки.Ацеллюлярные производятся либо из синтетического коллагена, либо всочетании с гиалуроновой кислотой [Pruitt B.A.

and Levine N.S., 1984]. Когдаони вводятся в организм, начинают разлагаться и оставляют за собойматрицу соединительных тканей, имеющих сходные с кожей свойства[Andreadis S. T., 2006]. Сообщалось о воздействии коллагена на заживлениекожной раны и его комбинацию с антимикробными агентами [Horch R.E.,2005]. Было замечено, что оно увеличивало образование грануляционнойткани во время заживления ран. К недостаткам относятся высокие затраты,связанные с производством тканеинженерных заместителей кожи, этическиепроблемы, касающиеся культур клеток и риск заражения.Факторы роста играют важную роль в процессе нормальногозаживления ран [Werner S.

and Grose R., 2003]. Таким образом, местноевведение ростовых факторов непосредственно в рану интенсивно изучалоськак потенциальная регенеративная терапия, особенно для незаживающих ран.33GF, EGF, PDGF, TGF-β и FGF-7 (также называемые фактором ростакератиноцитов, KGF) были рассмотрены как потенциальные агенты длятерапии [Hardwicke J.et al., 2008; Mansbridge J., 2008]. Однако дляклинического применения имеется только несколько одобренных FDAпродуктов.

Regranex gel содержит человеческие рекомбинантные PDGF ипродуцируетсясиспользованиемтехнологиирекомбинантнойдезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Он способствует ангиогенезу иускоряет заживление ран при диабетических язвах [Sibbald R.G. et al., 2003].Другой продукт под названием AutoloGelTM содержит аутологичные PDGF,полученные из собственной крови пациента [Driver V.R. et al., 2006]. Врандомизированномклиническомисследованиибылопоказано,чтохронические раны положительно реагируют на лечение AutoloGelTM [CarterM.J. et al.; 2011].

Существуют некоторые ограничения, связанные с терапиейфакторами роста. Прежде всего, не ясно, эффективно ли применение одногофактора роста или смеси. С другой стороны, производство рекомбинантныхростовых факторов является очень трудоемким и дорогостоящим. Еще однасерьезная проблема заключается в том, что протеолитические ферменты вэкссудате раны могут лизировать применяемые белки. Таким образом,количество факторов роста, вводимых в рану, должно быть большим, чтобыполучить какой-либо эффект. Например, лечение Regranex требует дозы 100мкг/см2 через день [Niezgoda J.A. et al., 2005].В настоящее время используемые факторы роста так же включаюттромбоцитарный фактор роста (PDGF), который доступен в виде геля(RegranexTM, Janssen-Cilag) для лечения синдрома диабетической стопы, атакже эпидермального фактора роста (EGF) (NeodermTM, Trimedicales) [PerryB.H.

et al., 2002].Антиоксиданты. Существует ряд исследований, которые показалипотенциальное снижение времени заживления ран, связанное с местнымприменениемантиоксидантов.ВборьбесАФКучаствуюткакнеферментативные, так и ферментативные антиоксиданты [Halliwell B.,1996].34Низкомолекулярныесоединения,например,глутатион,билирубин,убихинон, витамин С (аскорбиновая кислота), витамин Е, каротиноиды ифенольныесоединения,функционируюткакнеферментативныеантиоксиданты. Антиоксидантные ферменты включают SOD, GPX, PRDX икаталазу. Кроме того, гемоксигеназа (HO) также оказывает косвеннуюзащитную роль против окислительного стресса.

По сравнению с небольшимиантиоксидантными соединениями антиокислительные ферменты обладаютследующимипреимуществами.Например,эффективностьпищевыхантиоксидантов в значительной степени зависит от количества потребления искорости превращения в активную форму в желудочно-кишечном тракте[Ratnam D.V. et al., 2006]. Кроме того, неферментативные антиоксидантыреагируют с ROS стехиометрически и после реакции превращаются внеактивные формы. Действительно, в кожных ранах у грызунов уровнивитамина Е, С и глутатиона значительно снижаются по сравнению с здоровойкожей [Shukla A., 1997].

С другой стороны, антиоксидантные ферменты,обильно присутствующие в коже, особенно SOD, PRDX, GPX и каталаза,играют важную роль в детоксикации АФК в коже во время процессазаживления ран.Другие средства. Цель средств, содержащих коллаген и целлюлозу(PromogranTM;Systagenix),нано-олигосахаридныйфактор(NOSF,UrgoStartTM, Urgo) или полигидратированные ионогены (PHI-5, TegadermTMMatrix, 3M), заключается в прямом снижении матричных металлопротеиназ(MMP) [Meaume S. et al., 2012; Weindorf M. et al., 2012].

В настоящее времятакже предлагается тестовая процедура (WoundchekTM; Systagenix) дляобнаружения повышенных уровней различных протеаз. Существует такжепаста, содержащая модифицированный крахмал (полоксамер), которыйпредназначен для снижения уровня рН раны (CadexomerTM, Smith &Nephew) [Körber A., 2006].Другие средства содержат, например, амелогенин внеклеточногоматрикса (XelmaTM, Mölnlycke) [Vowden P. et al, 2006], фактор свертывания35XIII (FibrogramminTM, CSL Behring) [Wozniak G. et al., 2002], анальгетикибупрофен (Biatain IbuTM, Coloplast) [Gottrup F. et al., 2008], тензиды(PolymemTM,Mediset)илиотрицательнозаряженныемикрочастицы(PolyHealTM, Mediwound). Многие из основных идей и терапевтическиеподходы, связанные с этими продуктами для ухода за ранами, оченьинтересны.

Однако в настоящее время все еще не хватает научных данных, идляподтвержденияихклиническойэффективноститребуютсявысококачественные и контролируемые клинические испытания [Heyer K. etal., 2013; Klein S. et al., 2013; Palfreyman SJ. et al., 2006].4. Окислительный стресс и антиоксидантные системы кожиВзаимодействуя с окружающей средой, кожа постоянно подвергаетсямеханическим и химическим повреждениям, которые в свою очередьсопровождается формированием активных форм кислорода (АФК), таких какперекись водорода, оксирадикалы или органические гидропероксиды.Активныеформыкислорода–продуктынормальногоклеточногометаболизма, которые включены в физиологические процессы.ЭндогенныеАФКобразуютсявходеобщихметаболическихпроцессов, например, в дыхательной цепи. Особенно большие количестваАФК продуцируются воспалительными клетками в раненых и воспаленныхтканях в качестве защиты от бактериальной инфекции [Darr D.

and FridovichI., 1994; Thannickal V.J. and Fanburg B.L., 2000]. Поскольку чрезмерноенакоплениеАФКможетпривестикстарениюклеток,тяжелымповреждениям клеток и даже злокачественной трансформации, клетки кожисодержат в себе ряд антиоксидантных ферментов для противодействияокислительномустрессуиподдержанияихокислительно-восстановительного баланса. Особое значение имеет экспрессия АФКдетоксицирующих ферментов.

К последним относятся, например, различные36типыглутатионпероксидаз,супероксиддисмутаз(SOD),атакжепероксиредоксины (Prx).4.1. Ферменты-антиоксиданты и их роль в заживлении кожных ранСупероксиддисмутазы, каталазы и пероксидазы объединяют в первуюлинию защиты от АФК. Она предусматривает детоксикацию потенциальноопасных АФК: О2- и Н2О2, что позволяет предотвратить образованиегидроксил радикала в реакциях Фентона и Хабера-Вайса [Ланкин В.З.

и др.,2001].Супероксиддисмутаза (SOD) катализирует дисмутацию супероксида вкислород и пероксид водорода (КФ 1.15.1.1).2О2• + 2H→ Н2О2 + О2Супероксиддисмутаза среди ферментов обладает самой высокойкаталитической скоростью реакции (~ 109 M-1 s-1), которая лимитированатолько частотой столкновения супероксид аниона с ферментом, благодарячему супероксиддисмутаза эффективно защищает клетку от повреждающегодействия супероксида.Существует три формы супероксиддисмутаз в эукариотическихорганизмах, которые классифицируются в зависимости от типа переходногометалла – кофактора активного центра фермента (Cu, Zn, Mn) [Nozik-GrayckE.

et al., 2005].Следует отметить, что при работе SOD образуется H2O2 и оченьбольшое значение имеет предотвращение её накопления в организме.Основную роль в этом играет ферменты каталаза и пероксидазы.Каталаза (КФ 1.11.1.6) разлагает пероксид водорода на воду игазообразный кислород, для этого ей не требуется донор электронов:2 H2O2 → 2 H2O + O2В организме млекопитающих максимальное содержание данногофермента обнаружено в печени, почках и эритроцитах, хотя другие органытакже экспрессируют данный фермент [Schrader M. et al., 2006]. Одна37молекула каталазы восстанавливает 50000 - 1000000 молекул H2O2 за однусекунду (скорость реакции ~ 106 M−1s−1). Отмечается, что такая высокаяактивностьферментакаталазынаблюдаетсялишьпривысокихконцентрациях H2O2. [Chelikani P.

et al., 2004]. При более низкихконцентрациях H2O2 работают селеновые и неселеновые пероксидазы, аименно глутатионпероксидазы и пероксиредоксины.Глутатионпероксидаза (GPX) (КФ 1.11.1.9) относится к семействуселеновыхпероксидаз.Онакатализируетвосстановлениепероксидаводорода, а также гидроперекисей липидов и жирных кислот (LOOH).Скорость реакции ~ 108 M−1s−1. В качестве субстрата выступает глутатион(GSH).Дляэффективнойфункционированиеработыэтогоглутатион-редокс-цикла.ферментаДлянеобходимовосстановленияокисленного глутатиона необходимы реакции с участием глутатионредуктаз(GRXs) и систем регенерации НАДФ+ [Ланкин В.З.

и др., 2001].Тиоредоксины(Trx)–этодитиоловыеоксидоредуктазы,оникатализируют восстановление дисульфидов -S-S-в аминокислотных остаткахбелков до сульфгидрилов -S-H-. При этом собственные тиоловые группытиоредоксина окисляются до дисульфида, которые далее восстанавливаетсятиоредоксин-редуктазой с участием NADPH. Кроме этого, тиоредоксинывыступают донорами электронов для рибонуклеотидредуктаз, тиоредоксинпероксидаз (пероксиредоксинов I - V), метионин-сульфоксид-редуктаз[Arner, S., 2000].зависимыеТиоредоксин-редуктазы млекопитающих – это селен-димерныефлавопротеинысширокойсубстратнойспецифичностью.