Reactive oxygen species (ROS) and wound healing: the functional role of ROS and emerging ROS-modulating technologies for augmentation of the healing process
گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) و ترمیم زخم: نقش عملکردی ROS و فناوری‌های نوظهور تعدیل‌کننده آن برای بهبود فرآیند ترمیم
این مقاله به بررسی جامع نقش گونه‌های فعال اکسیژن (Reactive Oxygen Species - ROS) در فرآیند ترمیم زخم و راهکارهای نوین برای تعدیل این مولکول‌ها به‌منظور ارتقای ترمیم می‌پردازد. نویسندگان تأکید دارند که ROS نه‌تنها محصولات جانبی متابولیسم اکسیژن هستند بلکه پیام‌رسان‌های ثانویه‌ای محسوب می‌شوند که ارتباط بین سلول‌های ایمنی و غیرایمنی را در محیط زخم تنظیم کرده، به جذب سلول‌های دفاعی، تحریک بازسازی بافت، و توسعه عروق خونی (آنژیوژنز) کمک می‌کنند.
نقش فیزیولوژیک ROS در ترمیم زخم
ترمیم زخم یک فرآیند پیچیده چندمرحله‌ای شامل هموستاز، التهاب حاد، تکثیر سلولی و بازسازی بافت (Remodeling) است. ROS در هر کدام از این مراحل، به‌خصوص هموستاز و التهاب، نقش مستقیم دارند. در مقادیر پایین، ROS موجب فعال‌سازی مهاجرت و تکثیر کراتینوسیت‌ها، فیبروبلاست‌ها، و سلول‌های اندوتلیال می‌شوند. همچنین مهاجرت لکوسیت‌ها به محل زخم تا حد زیادی وابسته به سیگنالینگ ROS است.
تعادل بحرانی بین ROS مفید و مضر
مهم‌ترین نکته در عملکرد ROS، تعادل آن‌هاست:
- سطوح پایین و کنترل‌شده → بهبود عملکرد سلول‌های ترمیمی و دفاعی، تحریک آنژیوژنز، تخریب کنترل‌شده میکروب‌ها.
- سطوح بالا و مزمن → استرس اکسیداتیو، آسیب سلولی، ترشح مزمن سایتوکاین‌های التهابی، تخریب ماتریکس خارج‌سلولی، مهار عملکرد کراتینوسیت‌ها و فیبروبلاست‌ها، و ایجاد یا تشدید زخم مزمن.
ROS در دفاع میزبان و کنترل عفونت
نوتروفیل‌ها و ماکروفاژها با استفاده از سیستم NADPH اکسیداز، ROS را درون فاگوزوم تولید کرده و با “انفجار تنفسی” (respiratory burst) به غلظت‌های کشنده علیه باکتری‌ها و قارچ‌ها می‌رسانند. بخشی از H₂O₂ خارج از سلول ترشح شده و اثر باکتریواستاتیک بر بافت اطراف دارد. شواهد نشان می‌دهد گرادیان H₂O₂ تا فاصله 100–200 میکرومتر از حاشیه زخم امتداد دارد. نقص در این سیستم (مثلاً در بیماری CGD) منجر به افزایش عفونت و تأخیر ترمیم می‌شود.
اکسیژن، هیپوکسی، و نقش ROS
مرحله اولیه ترمیم با واسطه ROS موجب تنگی عروق و کاهش اکسیژن محیطی می‌شود. هیپوکسی معتدل می‌تواند از طریق HIFها روند ترمیم را تحریک کند، ولی هیپوکسی شدید، مانند زخم پای دیابتی، موجب اختلال در سیگنالینگ ROS وابسته به اکسیژن، کاهش آنژیوژنز، و اختلال در بیان پروتئین‌های کلیدی مانند α-اکتین ماهیچه‌ای صاف می‌شود.
هیدروژن پراکسید (H₂O₂) به‌عنوان پیام‌رسان کلیدی
H₂O₂ یک پیام‌آور ثانویه اصلی در ترمیم زخم است، با ویژگی‌هایی همچون پایداری نسبی، قابلیت نفوذ غشایی، و نیمه‌عمر طولانی‌تر نسبت به رادیکال‌های آزاد دیگر. در غلظت‌های پایین (حدود 10 میکرومولار)، جاذب لکوسیت‌ها، محرک تکثیر فیبروبلاست و سلول‌های اندوتلیال، و فعال‌کننده آنژیوژنز از طریق مسیر VEGF است. غلظت‌های بالاتر می‌توانند سیگنالینگ ایمنی را تقویت یا به سمت التهاب بیش‌ازحد سوق دهند.
فناوری‌ها و راهکارهای تعدیل ROS
- کرم یا محلول H₂O₂
غلظت‌های پایین می‌توانند آنژیوژنز و بسته‌شدن زخم را تسهیل کنند، اما مقادیر بیش‌ازحد (مانند 166 میلی‌مولار) موجب تأخیر ترمیم می‌شوند. - گلوکز اکسیداز در پانسمان‌ها
این آنزیم تولیدکننده ROS است و در مدل‌های حیوانی دیابتی باعث افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی، تکامل کراتینوسیت‌ها، و تشکیل کلاژن شده است. - عسل و فراورده‌های BIOengineered مانند Surgihoney®
با آزادسازی H₂O₂ و سایر مولکول‌های ضدمیکروبی، هم اثر ضدمیکروبی و هم پتانسیل تحریک ترمیم را دارند. در مطالعات اولیه کاهش عفونت محل کاتتر را نشان داده‌اند. - ذرات گالوانیک (مس و روی)
تحریک تولید ROS در کراتینوسیت‌ها و تعدیل مسیر سیگنال‌دهی BMP/Smad برای مهاجرت فیبروبلاست‌ها. - اکسیژن‌تراپی پرفشار (HBOT)
با افزایش اکسیژن بافتی و القای ROS، موجب آنژیوژنز و تکثیر سلولی می‌شود. شواهدی از اثربخشی در DFU و زخم‌های جراحی گزارش شده ولی نیاز به مطالعات قوی‌تر وجود دارد. خطرات شامل استرس اکسیداتیو بیش‌ازحد و کاهش NO است. - فاکتور رشد مشتق از پلاکت (PDGF)
تأییدشده برای DFU، با حفظ هموستاز ROS و تحریک مهاجرت و تکثیر سلول‌های کلیدی ترمیم. - گالکتین-۱
القاکننده ROS از طریق Nox4، با اهمیت در عملکرد میوفیبروبلاست‌ها و بازسازی بافت.
دیدگاه خود را بنویسید