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为何老年人机体的损伤愈合地非常缓慢?

2020-11-30 07:23:52生物谷

当小孩皮肤被割伤,他们一开始可能会尖叫,但几天之内破损处的皮肤就会结痂脱落,从而产生新的皮肤,那么为何老年人与健康的孩子相比,机体损伤愈合如此缓慢呢?答案就是年龄,几十年的生活或许会减缓机体大部分组织的愈合速度,而皮肤上的伤口或许能为研究人员提供一个“窗口”来解释老年人为何损伤愈合比较慢?

伤口愈合过程经典地分为三个阶段;第一个阶段是炎症,其本质上是机体试图清理伤口,在炎症阶段,巨噬细胞能进入伤口杀灭其中的细菌,并摄取和处理死亡细胞及细胞碎片。炎症为再生阶段奠定了基础,在再生阶段,多个过程会协同发挥作用促进受损皮肤重新生长,当伤口边缘的细胞分裂时,替代皮肤细胞就会产生,而成纤维细胞就铺设了一种称之为细胞外基质的支持性支架,其能将新细胞固定在一起,任何皮肤受损的支持性结构都需要重新生长,比如提供关键氧气和营养物质的血管等,第二个阶段能有效地封闭伤口并恢复对细菌的保护屏障。

再生阶段是一个相对快速但脆弱的修复阶段,新生的皮肤往往是脆弱的,最后的重塑阶段会经过几年的时间,新生皮肤会通过几个平行的过程来逐步加强,而最初以一种杂乱无章方式铺设的细胞外基质则会被分裂并以一种更耐用的方式进行取代,任何来自以前阶段不再被需要的残留细胞(比如免疫细胞或成纤维细胞)都会变得不活跃或死亡,除了强化新的皮肤外,这些集体行为也解释了伤疤随着时间明显消失的趋势。

疾病会干预伤口的愈合过程

衰老会破坏各阶段治疗的有序和有效进展,其中一种主要的方式就是老年疾病所引发的健康问题;糖尿病就是与老年并密切相关疾病的一个例子,糖尿病对机体愈合产生负面影响的许多方法之一就是其会导致血管变窄,由于机体循环不充足,关键的营养物质和氧气就无法充分到达伤口,也就无法为第二个再生阶段提供燃料。糖尿病只是许多与年龄相关的疾病之一,其破坏了机体正常的生理学过程,比如伤口愈合等。

细胞的老化

除了年龄相关疾病所产生的负面影响之外,细胞本身也会老化,在细胞衰老过程中,细胞会永久地失去分裂的能力,随着年龄增长,衰老细胞会在皮肤和许多其它器官中积累并产生一系列问题,当细胞分裂速度减慢或因为衰老而停止分裂时,皮肤就会变薄,能在皮肤下形成缓冲层的脂肪细胞也会随着年龄增长而减少,因此老年患者的皮肤首先就更容易受伤。一旦老年人皮肤受损,皮肤就会很难正常愈合了,而且衰老的免疫细胞也无法抵御细菌的侵袭,这时候发生严重皮肤感染的风险就会上升,随后在再生阶段,缓慢的细胞分裂速度就会转化为缓慢的皮肤再生。但衰老的细胞不仅仅是功能失调的旁观者,由于目前还有很多原因并未完全理解,衰老的细胞会释放毒性副产物并损伤周围组织且驱动炎症发生,甚至在没有细菌威胁存在的情况下也是如此,其中一些副产物甚至会加速附近细胞的衰老,这就表明,细胞内在的衰老从本质上来讲或许是具有传染性的,而且衰老细胞会积极地促进炎症和组织损伤的失控循环,这就进一步阻碍了机体成功的再生和愈合过程。

全身性的问题

作为身体最外面可见的组织,皮肤就为研究人员提供了一个窗口来揭示为何人们会随着年龄增长机体的愈合变得愈发缓慢,但所有的组织都有可能会受伤并容易受到老化的影响,损伤或许比较小、而且可能是具有重复性的,并会随着时间的推移不断积累,这就好像吸烟对肺部产生的影响一样,或者说其可能是离散的和戏剧性的,比如心脏病发作时心脏细胞的死亡,不同的组织可能会以不同的方式愈合,然而,所有组织都对老化的免疫系统、死亡或损伤细胞再生能力的下降的影响存在共同的敏感性。

理解为何随着年龄增长机体愈合速度减慢非常重要,目前治疗伤口的疗法相当陈旧,往往效果不佳,一些可供选择的方法包括更换伤口敷料、在伤口感染时使用抗生素或者在糖尿病导致机体血液循环不良时在高压氧仓中进行治疗。如今随着科学家们对衰老过程的理解或许有望帮助开发新型疗法,比如通过中和小鼠机体的衰老细胞来改善多种年龄相关的疾病,虽然说研究人员发现青春之泉还为时过早,但研究者认为,未来临床研究人员或许有望扭转人类衰老的轴线,让皮肤和其它器官恢复地更好更快。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

【1】Gurtner, G., Werner, S., Barrandon, Y. et al. Wound repair and regeneration. Nature 453, 314–321 (2008). doi:10.1038/nature07039

【2】Aging Is a Powerful Risk Factor for Type 2 Diabetes Mellitus Independent of Body Mass Index

【3】The Effect of Comorbidities on Wound Healing

【4】The serial cultivation of human diploid cell strains

【5】Nikolich-Zugich, J. The twilight of immunity: emerging concepts in aging of the immune system. Nat Immunol 19, 10–19 (2018). doi:10.1038/s41590-017-0006-x

【6】Amor, C., Feucht, J., Leibold, J. et al. Senolytic CAR T cells reverse senescence-associated pathologies. Nature 583, 127–132 (2020). doi:10.1038/s41586-020-2403-9

【7】Why do older people heal more slowly?

by Matthew Steinhauser, The Conversation

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