科普:伤口是怎样愈合并最终形成疤痕的?

科普:伤口是怎样愈合并最终形成疤痕的?

捕猎、争斗、意外等,都大概率让我们拥有着或大或小的伤口。人体组织要想既不受伤,又能穿过近百年的时空之旅,这基本上是不大可能的。

所以,一块伤口的自我修复,是每个机体都非常重要的议题。人体组织在一过性抗击打方面远不如钢铁等金属材料,但是,单就抗磨损性能,地球上任何材料都比不上组织。

之所以如此,并不是组织有多么坚硬——实际上组织很脆弱——而是因为它时刻都在自我修复。就好比一辆车白天在外面行驶,夜晚就会彻夜地进行各方面的检修。

换言之,人体组织是一种神奇的可以无时不刻的自我修复的材料。

我们都或大或小的受过伤,那种或尖锐、或火灼、或钝、或麻的感觉,使得我们时刻都记住:再也不要轻易受伤!但是,在这股不愉悦地感受之后,我们很可能“喜获”一枚疤痕。

疤痕是怎么形成的呢?或者说伤口是怎样修复最终形成疤痕的呢?

组织细胞的分化

我们都是由一枚受精卵不断增殖而来的。一变二,二变四,四变八...如此形成。

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但是,光有数量上的增多还不行,细胞还要在功能上呈现不同的多样性。比如,部分细胞会变成骨骼和肌肉,部分会变成皮肤,部分会变成肝脏等等。

细胞们相互间妥协,牺牲某些个体利益,而相互间协作,进而使得整个机体能够在大自然间的竞争下胜出。它们很少自怨自艾和自觉高人一等,比如成为屁股的细胞不会为自己成为屁股而苦恼,而成为大脑的细胞也不会为自己高高在上而丝毫不在乎屁股的感受。

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而如果有些细胞觉得在这种分工下,无法满足自己的野心,它们就可能会变成肿瘤细胞。肿瘤细胞无视规则,肆意妄为。它们不听从机体的指令,抢夺周边组织的营养,只为繁殖和发展自己。

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在一处抢完还不满意,还会借助血管、淋巴跑到身体的其它部位进行恶性增殖。但是,肿瘤细胞只不过是一种目光短浅的行为,表面看似在不断发展自己,其实是在杀死宿主,最终也只不过自己要完蛋。

细胞分化就好比人由孩童长大成人的过程。分化程度低,代表着细胞可以发展的方向越多,而分化程度越高,代表着细胞的人生轨迹已被划定。

细胞分化也是一种类似社会分工的过程。每个组织就一个行业,而每个行业都需要后备军。因为细胞自身也有寿命周期。此外,它也得面对突然其来的意外事件——伤口。

所以,组织不仅需要保持高分化,同时也要保证自己在遭遇到“缺损”时,能够及时地填充这部分缺损。

细胞再生是组织修复的重要机制

人体组织细胞根据其可再生的难易程度,分为不稳定细胞、稳定细胞和永久细胞。

所谓不稳定细胞,指的是那些拥有持续分裂能力的细胞。这些细胞总在不断地增殖,以代替衰亡或破坏的细胞,比如人体的表皮细胞、呼吸道和消化道黏膜细胞。

这类细胞之所以可以不断分裂,是因为在这些组织内存在着一种储备细胞,这类细胞分化程度很低,在必要条件成熟时,它们就会取代原先的细胞成为分化成熟的组织细胞。

稳定细胞,在生理条件下,一般呈现静止状态,并不进行增殖。但是,当组织受到损伤刺激之后,则可激活细胞开启再生能力。这类细胞包括各种腺体细胞,比如肝脏、胰腺等。比如肝脏细胞一般情况下保持非分裂状态,但是当肝脏切除后(即使切除70%),即可表现出快速再生的能力。

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概括来讲,就好比上图,不稳定细胞主要走的上述左侧途径,而稳定细胞则是中间和右侧的途径。

而永久细胞,顾名思义了,这是一类无法再进行分裂的细胞。属于这类的细胞有神经元细胞、骨骼肌细胞和心肌细胞。这类细胞一旦分化完全,就不再表现出可再生能力。尤其是神经元细胞,在我们出生后就基本确定下来了,一旦遭受破坏,将永久性缺失,无法再通过自我修复增生来弥补。所以,有人煤气中毒,脑部缺氧之后,脑神经元在最关键的前几分钟如果得不到拯救就将永久性死亡,可引起人智力低下等一系列恶果。

瘢痕(疤痕)形成过程

最理想的状态,当然是用可再生的细胞去填充被损坏或凋亡的细胞。但是,在实际情况下,这种情况发生概率很小。

就拿皮肤组织而言,如果伤口很小、且很干净没有受到污染,一般该伤口可由上皮组织底部的干细胞再生最终发育成熟进行填补。此时的伤口修复很“完美”,基本上和受伤之前没有什么区别。

但是,如果伤口较大,且较深,或者受到感染等,这时那些位于上皮组织底部的干细胞再已被连根拔起。故也无法做到传统意义上的完美修复了。这时它就要借助一种叫做纤维性修复的方式。

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第1步:伤口形成

当人的组织受到伤害,而出现组织伤口时,组织中的血管首先会破裂,随后血液会填充伤口。

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第2步:血液填充

当血液中的凝固酶在接触到伤口部的异物和空气时,会快速自我凝固,形成结痂,如此就止住了血。

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第3步:血液凝固

紧接着在伤口部会开启炎症反应,炎性细胞会进入。伤口可出现红肿热痛。虽然,我们一提到炎症反应多认为其是不好的,而实际上炎症反应是机体重要的应对危害的机制。

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第4步:炎症细胞侵入

一方面炎症反应可以调集人体的免疫系统来杀灭异物,一方面炎症反应可以调集血液填充此处,如此就可用额外的营养来修复该处。

在结痂下面,是一种鲜嫩的组织。它由薄壁毛细血管和增生的纤维母细胞构成,被称为肉芽组织。

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第5步:肉芽组织增殖

肉芽组织不仅可以抗感染保护创面,还可以填补创口及其他组织缺损。

刚开始的肉芽组织含有的炎性细胞和水分都较多(红肿)。随后就开始水分逐渐被吸收,炎性细胞也渐渐减少,此时破损的毛细血管等也已经开始被修复。而纤维母细胞则开始大量的产生胶原纤维。

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第6步:纤维母细胞产生大量胶原纤维

这就好比在伤口缺损的部位填充胶水一般。而随着时间推移,纤维母细胞也开始减少,并成为纤维细胞。而填充的胶原纤维中,细胞和毛细血管成分也开始减少,最终肉芽组织成熟为纤维结缔组织,并逐渐成熟为老化阶段的瘢痕组织。

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第7步:肉芽组织血管和水分减少

瘢痕,即我们常说的疤痕,是肉芽组织经改建成熟形成的纤维结缔组织。此组织内由横七竖八的胶原纤维束组成。胶原纤维束就好比缝补在衣服上的线,紧紧地将原来的伤口部收缩在一起。

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第8步:瘢痕组织形成

结语

瘢痕在很大程度上,帮助我们填补了伤口,功劳很大,算得上是人体自我保护的救命稻草。如果人的伤口无法自然修复,而且缝补地很不结实,那后果自然可想而知。

但是又因为瘢痕是由胶原纤维组成的,所以组织质地坚硬缺乏弹性。

如果瘢痕发生在关节部位,可导致关节挛缩或活动受限。如果发生在肠道部位可引起肠梗阻,比如十二指肠溃疡形成瘢痕后可引起幽门部梗阻。

内脏器官瘢痕修复的话,可能会导致脏器硬化。

此外还有部分人存在瘢痕体质。即它们一旦受伤以后,修复时会导致瘢痕组织过度增生,突出于体表,好似螃蟹脚,称为蟹足肿。

导致这种结果的原因可能与瘢痕中缺血缺氧,导致其内肥大细胞分泌生长因子,进而使得肉芽组织增生过度有关。

临床上解决瘢痕体质人群的瘢痕问题,常常会给伤口加压、或用X光对过度活跃的纤维母细胞进行杀灭。

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