В ходе заживления рана проходит следующие фазы: коагуляции, воспаления, миграции-пролиферации (включая перестройку матрикса) и ремоделирования. В табл. 1 представлены основные процессы, происходящие в каждую из этих фаз. При острых ранах в каждую фазу биологические и клеточные процессы идут параллельно, что отсутствует в хронических. 

Некоторые участки хронической раны одномоментно могут находиться в различных фазах заживления, процессы перехода от одной фазы к другой разобщены.

Даже в процессе нормального заживления могут возникнуть такие осложнения, как присоединение вторичной инфекции, развитие локального тромбоза и ишемии [1]. Как в эксперименте, так и в клинической практике показано, что как диабетические, так и хронические раны любого другого генеза (пролежни, ишемические и венозные язвы) часто «застревают» в одной или другой фазе, в связи с чем процесс заживления затягивается [5, 6]. Это, в первую очередь, проявляется устойчивостью к различным методам лечения и ухудшением терапевтического прогноза. Раны при диабете характеризуются более продолжительной фазой воспаления, снижением активности воспалительных клеток и замедлением перестройки ЭЦМ. Именно эти нарушения способствуют переходу раны из острой в хроническую [2]. 

Доказано, что у пациентов с СД снижается количество продуцируемого фибробластами коллагена, что ведет к замедлению сокращения раны. Также нарушение углеводного обмена влечет за собой повышение матриксных металлопротеаз (ММР) и снижение оксида азота (NO), транформирующего фактора роста бета-1 (TGFβ1), что является причиной замедления процессов формирования ЭЦМ.

Взаимодействие гликированного коллагена с ЭЦМ и фибробластами или эндотелиальными клетками препятствует адгезии клеток, их пролиферации и сокращению раны [7]. 

Известно более 100 видов нарушений процесса заживления у пациентов с СД.

При СД одним из значимых является тормозящее влияние гипергликемии и гликирования белков на репаративные процессы.

Гликирование включает в себя неферментативное связывание глюкозы и белков через свободные аминогруппы. Это нарушает их структуру и функцию, что ведет к развитию микрососудистых осложнений СД.

Гипергликемия является одной из причин нарушения иммунных реакций, что значительно повышает риск присоединения вторичной инфекции.

Как было показано в эксперименте, высокая концентрация глюкозы ингибировала пролиферацию культуры человеческих фибробластов, бычьих эндотелиальных клеток, первичных кератиноцитов кожи мышей. Фибробласты становились нечувствительными к стимуляции факторами роста. В условиях избытка глюкозы эндотелиальные клетки и макрофаги человека, так же как и эндотелиальные клетки сосудов кожи быка, начинали вырабатывать большее количество ММР [7].

В ходе ряда проведенных исследований зафиксировано снижение или замедление синтеза факторов роста [1, 3], нарушения процессов ангиогенеза [1], функционирования макрофагов [8] и аккумуляции коллагена, снижение барьерной функции эпидермиса и качества грануляционной ткани [1] у лиц с СД. Также отмечена дезорганизация процессов миграции и пролиферации кератиноцитов и фибробластов, снижение количества нервных волокон эпидермиса [9], замедление репарации костной ткани, нарушение баланса между аккумуляцией компонентов ЭЦМ и их ремоделированием с помощью ММР [10]. 

Особый интерес в изучении процессов заживления диабетических язв вызывает оценка роли сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF). Известно, что он стимулирует ангиогенез и таким образом повышает насыщение тканей кислородом (рО2) [6], что является одним из факторов нормального заживления ран. Снижение уровня данного фактора роста должно приводить к замедлению процесса эпителизации [11], однако в работе Н. Galkowska зафиксировано, что уровень экспрессии эндотелием VEGF и рецепторов к нему был сопоставим с группой пациентов без СД [3]. 

Исследование T. Dinhи соавт. продемонстрировало, что количество сосудов в дерме (по данным световой микроскопии) было выше в группе пациентов, чьи язвенные дефекты при синдроме диабетической стопы (СДС) быстрее эпителизировались [12]. 

Известно, что VEGF-индуцированный ангиогенез регулируется NO, который в то же время регулирует проницаемость сосудов [3]. Некоторые клетки кожи способны вырабатывать NO посредством экспрессии NO-синтетазы (iNOS- или NOS2-изоформ). Эндотелиальные клетки также синтезируют изоформы NOS-ecNOS или NOS3 [13]. В условиях избытка глюкозы активность NOS3 эндотелиальных клеток in vitro значительно снижена [14].

При иммуногистохимическом исследовании материала, полученного из краевой зоны раневого дефекта, E.B. Jude и A. Veves et al. обнаружили, что иммунореактивность NOS2 и NOS3 снижена в эндотелии сосудов кожи, но повышена в дерме [15, 16]. Другая группа ученых, наоборот, зафиксировала достаточно стабильное окрашивание NOS2 и NOS3 в сосудистом эндотелии кожи язвенного дефекта при СДС по сравнению с контрольной группой [3]. Таким образом, можно предположить отсутствие отрицательных эффектов NO на ангиогенез краев раны при СДС. 

Помимо VEGF, ангиогенез стимулируют такие факторы роста, как фактор роста фибробластов (bFGF), эндотелиальный фактор роста (EGF), инсулиноподобный фактор роста (IGF-1), TGFβ1 и фактор роста тромбоцитов (PDGF). Они также являются митогенами и хемоаттрактантами для фибробластов [14, 17]. 

Кератиноциты и эндотелиальные клетки (ЭК) являются источниками макрофагального хемотаксического проеина-1 (МСР-1) и интерлейкина-8 (IL-8) [7–20]. Уровень этих цитокинов повышается в ходе нормального заживления ран [18], что провоцирует инфильтрацию лейкоцитов. Была изучена экспрессия кератиноцитов, хемокинов, цитокинов, факторов роста и их рецепторов по краям раны у пациентов с СД в сравнении с кожей стопы у лиц с нормальным углеводным обменом [3]. Исследователи обнаружили, что по краям ран пациентов с СДС регистрируется повышенная экспрессия TGF-β1 и TGFbRI, колониестимулирующего фактора гранулоцитов и макрофагов (GM-CSF), EGF, МСР-1 и рецепторов к TGFb, снижение экспрессии IL-10, IL-15 и TGF-β1 в эндотелиальных клетках сосудов кожи. Характерного повышения уровня IL-8, рецепторов к IL-10, GM-CSF, PDGF и VEGF и рецепторов VEGFRII, EGFR; IGF-1, а также NOS2 кератиноцитов и эндотелиальных клеток зарегистрировано не было. Отмечено отсутствие активности IL-10, IL-15 в кератиноцитах и EGF, BFGF и NOS3 в ЭК по краям язвы. 

У пациентов с СД 2 типа (СД2) отмечался значительный рост концентрации МСР-1 по сравнению с группой контроля, а уровни IL-8 были одинаковыми в обеих группах [21].

H. Galkowska и соавт. в своем исследовании выявили значительное повышение интенсивности окрашивания МСР-1 в сосудистом эндотелии дермы кожи у пациентов с СД, однако уровень IL-8 был снижен при СДС [3]. 

Полученные данные подтверждают и результаты работы T. Dinh и соавт., в которых уровень MCP-1 значительно повышался в группе пациентов с СДС, плохо поддающихся терапии, по сравнению с пациентами без СДС и пациентов, чьи язвенные дефекты хорошо поддавались консервативной терапии [12]. 

Таким образом, можно сделать вывод, что МСР-1 и IL-8 могут не только провоцировать инфильтрацию лейкоцитов, но и участвовать в реэпителизации раны и ангиогенезе [22]. 

TGF-β1 является хемоаттрактантом для клеток воспаления и фибробластов и при экзогенном введении стимулирует образование грануляционной ткани [23]. В исследовании, проведенном E.B. Jude и соавт., отмечено снижение экспрессии TGF-β1 и рецепторов к TGFβ-1 в эпидермисе и дерме [24]. Однако другие ученые в своей работе выявили снижение экспрессии только TGF-β1 в эндотелии сосудов кожи пациентов с диабетом. Более того, в супрабазальных слоях исходного и новообразованного эпидермиса определялось повышение уровня TGFβ1 [3]. Данные G. Werner также подтверждают нарушение экспрессии TGF-β1 при экспериментальном СД [6].

Таким образом, результаты изучения влияния TGF-β1 на заживление ран при СД остаются спорными. Подобные исследования, проведенные у лиц с хроническими раневыми дефектами венозного генеза, выявили снижение уровня экспрессии TGF-β1 по сравнению с экспрессией рецепторов к данному фактору роста в супрабазальных слоях эпидермиса [25]. 

Роль провоспалительного IL-10 в заживлении ран до конца не изучена. В исследовании H. Galkowska определялось статистически значимое снижение экспрессии IL-10 в эндотелиальных клетках хронических ран при СД по сравнению с контрольной группой, в то время как в эпидермисе обследованных обеих групп никаких изменений зафиксировано не было [3]. Локализация рецепторов IL-10 в эпидермисе позволяет предположить, что данный цитокин может снижать активность кератиноцитов, а также негативно влиять на синтез других интерлейкинов, таких как IL-1β, IL-6, фактора некроза опухоли α (TNFα) и продуцируемых моноцитами GM-CSF [25].

GM-CSF является мультипотентным фактором роста, стимулирующим как рост кератиноцитов, так и миграцию моноцитов, и, как следствие, заживление ран [13]. В одном из исследований было обнаружено повышение уровня экспрессии данного фактора роста как в эпидермисе, так и в эндотелии сосудов диабетических язв. Как показали другие авторы, в здоровой коже экспрессия данного фактора роста не выявлена [3]. Снижение уровня GM-CSF в эндотелии может являться следствием низкого числа циркулирующих моноцитов, активирующих экспрессию эндотелиального GM-CSF и выход моноцитов из кровеносного русла.

PDGF является хемоаттрактантом для моноцитов и фибробластов. Регулируя процессы ангиогенеза, он ускоряет формирование грануляционной ткани и перестройку ЭЦМ [26]. В некоторых исследованиях выявлялось снижение количества рецепторов к PDGF в диабетических ранах [3], что может служить причиной замедления процессов ангиогенеза и реэпителизации. 

В регуляции процессов ангиогенеза участвуют и другие факторы роста, такие как bFGF, TGF-β1, IGF-1 и IL-15 [25]. Исследование H. Galkowska не выявило повышения экспрессии bFGF и IGF-1 и обнаружило достоверное снижение экспрессии TGF-β1 и IL-15 клетками эндотелия сосудов [3]. Это позволило предположить, что данные ростовые факторы практически не влияют на эндотелий язвенного дефекта при СДС, что, возможно, является одной из причин замедленного формирования грануляционной ткани и соответственно плохого заживления раневых дефектов у данной категории пациентов.

Продемонстрировано незначительное повышение экспрессии IGF-1 в эпидермисе раневых дефектов у больных СД по сравнению с контрольной группой [3]. Это подтверждает результаты R. Blakytny, полученные в ходе исследования эпидермиса язвенного дефекта при СДС [27]. 

В некоторых работах зафиксировано значительное повышение экспрессии EGF при неизменном уровне экспрессии IL-15 в эпидермисе хронических ран пациентов с СД по сравнению с контрольной группой [3]. Таким образом, повышенная экспрессия EGF, GM-SCF и TGF-β1 в эпидермисе язвенного дефекта при СДС может отвечать за усиление пролиферации кератиноцитов, снижение апоптоза данных клеток и их миграцию [28]. Однако в другом исследовании, проведенном H. Galkowska [29], не было выявлено нарушений пролиферации стволовых клеток эпидермиса, дифференцировки кератиноцитов и их апоптоза по краям язвенных дефектов нижних конечностей у лиц с нарушенным углеводным обменом. В ходе молекулярного анализа биопсий эпидермиса, проведенного H. Brem, получены аналогичные результаты: у пациентов с хроническими ранами нижних конечностей и СД было выявлено снижение числа и нехарактерная локализация рецепторов к EGF, угнетение миграции кератиноцитов, а в дне раны отмечалась гиперпролиферация и незаконченная дифференцировка кератиноцитов [30]. Также определялись фенотипические изменения фибробластов и снижение миграции и пролиферации кератиноцитов. В то же время в неповрежденной зоне визуализировался нормальный фенотип фибробластов и замедленная пролиферация кератиноцитов. 

Более высокие уровни провоспалительных факторов были зафиксированы в кератиноцитах эндотелиальных клеток язвенных дефектов пациентов с СД по сравнению с группой здоровых добровольцев. Также в этой группе выявлена и сниженная экспрессия рецепторов к факторам роста [3].

Интересно, что у лиц с диабетом не было обнаружено изменений экспрессии как PDGF, так и его рецепторов. На основании полученных данных можно сделать вывод, что одной из основных причин плохого заживления ран при СД является сниженный уровень экспрессии факторов ангиогенеза. Также зафиксировано повышение уровня экспрессии факторов, отвечающих за миграцию и выход лейкоцитов из кровотока, что может быть причиной замедления ангиогенеза и нарушенного формирования грануляционной ткани. В то же время усиление экспрессии факторов, ответственных за пролиферацию кератиноцитов и их миграцию, позволяет язвенному дефекту заживать с краев [3].

Нельзя не отметить, что уровень ММР также влияет на заживление раневых дефектов. Известно, что для миграции кератиноцитов необходимо взаимодействие между факторами роста, ММР, интегринами и структурными белками. ММР и другие ферменты играют важную роль, как в этом процессе, так и в перестройке ЭЦМ. Кератиноциты вступают во взаимодействие с тканевым активатором плазминогена, урокиназным активатором плазминогена и коллагеном, что приводит к выработке ММР-1 (коллагеназа-1, или интерстициальная коллагеназа). Подобно «молекулярным ножницам», ММР регулируют деградацию матрикса и передвижение клеток. ММР-9 разрушает пептидные цепи 4 и 7 типов коллагена, являющиеся основными компонентами базальной мембраны. ММР-10 (стромелизин-2) «укорачивает» другие, не содержащие коллаген, составляющие матрикса. Продукция ММР кератиноцитами регулируется макрофагальным хемотаксическим протеином-1 (MCP-1), который, в свою очередь, играет крайне важную роль в процессе заживления [31]. 

Y. Liu по результатам проведенного исследования делает вывод, что высокий уровень ММР-9 в раневой жидкости свидетельствует о воспалении и является маркером плохого заживления ран при СД [32]. M. Muller в своей работе продемонстрировали, что соотношение MMP-1/TIMP-1 может служить предиктором заживления ран при СДС [33].

В работе Z. Li было показано, что соотношение MMP-9/TIMP-1 в раневой жидкости снижалось в течение успешно проводимого лечения раневых дефектов у пациентов с СД2, в отличие от группы пациентов с плохо заживающими трофическими язвами, где этот показатель оставался повышенным [34]. 

Аналогичные результаты приводит T. Dinh: по результатам иммуногистохимического исследования уровень ММР-9 был статистически значимо повышен у пациентов с плохим заживлением раневых дефектов при СДС по сравнению с группой без СДС и группой, где язвенные дефекты хорошо поддавались консервативному лечению [12]. 

Таким образом, представленные результаты исследований свидетельствуют о том, что факторы роста и цитокины оказывают определяющее влияние на скорость и качество репаративных процессов у больных СД. Дальнейшее подробное изучение механизмов репарации и влияющих на них факторов существенно поможет в поиске путей лечения больных с хроническими раневыми дефектами и нарушенным углеводным обменом и улучшит терапевтический прогноз в данной группе паци­ентов. 

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов при подготовке данной публикации.