44 Vefjafræðilegt skipulagsstig

4.6 Vefjaskaði og öldrun

Námsmarkmið

Að loknum þessum hluta áttu að geta:

borið kennsl á megineinkenni bólgu
talið upp viðbrögð líkamans við vefjaskaða
útskýrt ferli vefjaviðgerðar
fjallað um stigvaxandi áhrif öldrunar á vefi
lýst áhrifum krabbameinsvaldandi stökkbreytinga á vefi

Vefir af öllum gerðum geta orðið fyrir skaða og óhjákvæmilega öldrun. Þekking á því hvernig vefir bregðast við skaða getur vísað veginn að aðferðum sem styðja við viðgerð þeirra. Þekking á áhrifum öldrunar getur á sama hátt hjálpað við leit að leiðum til að draga úr þeim.

Vefjaskaði og viðgerð

Bólga er hefðbundið fyrsta viðbragð líkamans við skaða. Hvort sem skaðinn stafar af lífverum, efnum, eðlisrænum þáttum eða geislun leiða allir áverkar til sömu röð lífeðlisfræðilegra atburða. Bólga takmarkar umfang skaðans, fjarlægir orsök hans að hluta eða öllu leyti og hrindir af stað viðgerð og endurnýjun skaddaðs vefs. Drep, eða óstýrður frumudauði, veldur bólgu. Stýrður frumudauði (apoptósa) er eðlilegt, stigbundið ferli sem eyðir frumum sem líkaminn þarf ekki lengur á að halda. Af ástæðum sem enn eru til rannsóknar kallar stýrður frumudauði ekki fram bólgusvar. Bráð bólga hjaðnar með tímanum þegar vefurinn grær. Ef bólga er viðvarandi verður hún langvinn og leiðir til sjúkdómsástands. Liðbólga og berklar eru dæmi um langvinna bólgu. Viðskeytið „-bólga“ táknar bólgu í tilteknu líffæri eða vefjagerð. Lífhimnubólga er til dæmis bólga í lífhimnu en heilahimnubólga er bólga í heila- og mænuhimnum, sterkum himnum sem umlykja miðtaugakerfið.

Megineinkenni bólgu eru fjögur: roði, þroti, verkur og staðbundinn hiti. Þeim var fyrst lýst í fornöld. Cornelius Celsus er talinn hafa skráð þessi einkenni á tímum Rómaveldis, þegar á fyrstu öld eftir Krist. Fimmta einkennið, skert starfsemi, getur einnig fylgt bólgu.

Þegar vefur skaddast losa skaddaðar frumur boðefni bólgu sem valda staðbundinni æðavíkkun, það er víkkun æða. Aukið blóðflæði veldur sýnilegum roða og hita. Við skaðann losa mastfrumur í vefnum innihald korna sinna, þar á meðal histamín sem er öflugt æðavíkkandi efni. Aukið blóðflæði og bólgumiðlar laða hvít blóðkorn að bólgusvæðinu. Fyrir áhrif histamíns og annarra bólgumiðla eykst gegndræpi æðaþelsins sem klæðir æðarnar á svæðinu. Daufkyrningar, stórætur og vökvi komast þá úr blóðinu út í millivefsrými. Umframvökvinn í vefnum veldur þrota sem nefnist nánar tiltekið bjúgur. Bólginn vefurinn þrýstir á verkjanema og veldur verkjatilfinningu. Prostaglandín sem skaddaðar frumur losa virkja einnig verkjataugafrumur. Bólgueyðandi lyf sem ekki eru sterar (NSAID) draga úr verkjum með því að hamla myndun prostaglandína. Stórir skammtar NSAID-lyfja draga úr bólgu. Andhistamínlyf draga úr ofnæmisviðbrögðum með því að hindra histamínviðtaka og þar með histamínsvarið.

Þegar tekist hefur að afmarka skaðann hefst viðgerð vefsins með því að eiturefni og úrgangsefni eru fjarlægð. Blóðstorknun dregur úr blóðtapi úr sködduðum æðum og myndar net fíbrínprótína sem fangar blóðfrumur og bindur sárbrúnirnar saman. Þegar blóðkekkurinn þornar myndast hrúður sem dregur úr sýkingarhættu. Stundum safnast blanda af dauðum hvítum blóðkornum og vökva, sem nefnist gröftur, fyrir í sárinu. Eftir því sem græðslu miðar áfram koma bandvefsfrumur úr nærliggjandi bandvef í stað kollagens og millifrumuefnis sem töpuðust við skaðann. Við nýæðamyndun vaxa nýjar æðar og nýi vefurinn, sem nefnist gróvefur, fær blóðflæði. Blóðkekkurinn dregst saman og togar sárbrúnirnar hvor að annarri en leysist síðan hægt upp samhliða viðgerð vefsins. Þegar mikið magn gróvefs myndast og háræðarnar hverfa sést oft ljóst ör á gróna svæðinu. Frumgræðsla nefnist það þegar sár grær og sárbrúnirnar liggja þétt saman. Ef sárið gapir tekur lengri tíma að fylla svæðið á ný með frumum og kollageni. Síðgræðsla nefnist ferlið þegar sárbrúnirnar dragast saman með sárasamdrætti. Ef sár er dýpra en um sex millimetrar er mælt með saumum til að stuðla að frumgræðslu og koma í veg fyrir lýtandi ör. Endurnýjun felst í því að nýjar frumur af sömu gerð og þær sem sködduðust bætast við (Mynd 4.21).

Skýringarmyndin sýnir græðslu sárs í þremur skrefum. Í hverju skrefi sést þverskurður af skaddaðri húð. Sárið nær í gegnum efra húðlagið, sem merkt er yfirhúð, og um það bil hálfa leið niður í leðurhúðina, dýpra neðra húðlagið. Neðst í þverskurðinum liggur slagæð lárétt um fituvef undir leðurhúðinni. Nokkrar litlar háræðar greinast frá slagæðinni og liggja upp í efri hluta leðurhúðarinnar. Í fyrsta skrefi græðslunnar losna boðefni bólgu, sýnd sem grænir punktar, frá skaðasvæðinu. Efnin berast um leðurhúðina og inn í láréttu slagæðina. Storkuprótín og plasmaprótín koma einnig storknun af stað í sárinu og mynda hrúður. Í öðru skrefi sést hrúðrið greinilega sem svartur og brúnn massi yfir efri hluta sársins. Undir hrúðrinu fjölga þekjufrumur yfirhúðarinnar sér og byrja að fylla sárið. Í leðurhúðinni binda þrjár trefjafrumur sársvæðið saman með hvítum vef. Þessi vefur er gróvefur. Myndun gróvefs endurheimtir blóðflæði, eins og háræðarnar sem vaxa umhverfis sársvæðið sýna. Í þriðja skrefi er hrúðrið horfið og yfirhúðin hefur vaxið saman og dregist saman svo efri hluti sársins lokast. Dýpra í húðinni hefur gróvefur fyllt sárið að fullu og telst nú örvefur. — **Mynd 4.21.** Við sáraviðgerð leggja bandvefsfrumur sem flytjast inn á viðgerðarsvæðið kollagenþræði af handahófi.

Vefir og öldrun

Að sögn skáldsins Ralph Waldo Emerson er „öruggasta eitrið tíminn“. Líffræðin staðfestir raunar að margvísleg líkamsstarfsemi hnignar með aldrinum. Öldrun hefur áhrif á allar frumur, vefi og líffæri en munurinn milli einstaklinga er áberandi vegna ólíkrar erfðasamsetningar og lífshátta. Ytri öldrunarmerki eru auðþekkjanleg. Húðin og aðrir vefir þynnast og þorna, sem dregur úr teygjanleika þeirra og stuðlar að hrukkum og háum blóðþrýstingi. Hárið gránar vegna þess að hársekkirnir framleiða minna melanín, brúna litarefnið í hári og lithimnu augans. Andlitið verður slappara þegar teygjuþráðum og kollagenþráðum fækkar í bandvef og vöðvaspenna minnkar. Gleraugu og heyrnartæki geta orðið hluti af daglegu lífi þegar skynfærin hraka smám saman, meðal annars vegna minnkaðs teygjanleika. Líkamshæð minnkar þegar beinin tapa kalsíum og öðrum steinefnum. Með aldrinum minnkar vökvi í trefjabrjósksskífunum milli hryggjarliðanna. Brjósk í liðum eyðist og liðirnir stífna. Margir vefir, meðal annars vöðvavefur, missa massa við ferli sem nefnist rýrnun. Hnútar og stirðleiki verða algengari. Af þeim sökum verða gangar, æðar og loftvegir stífari. Heili og mæna missa massa. Taugar flytja ekki boð jafnhratt eða jafnört og áður. Skýr hugsun og minni geta einnig skerst að einhverju marki með aldrinum. Alvarlegri vandamál tengjast öldrunarferlinu þó ekki endilega og geta verið einkenni undirliggjandi sjúkdóms.

Eftir því sem ytri öldrunarmerkjum fjölgar fjölgar einnig innri merkjum sem eru síður áberandi. Tíðni hjartasjúkdóma, öndunarfærasjúkdóma og sykursýki af tegund 2 eykst með aldri, þótt þessi áhrif séu ekki endilega bein afleiðing aldurs. Sár gróa hægar hjá eldra fólki og sýkingar verða tíðari þegar geta ónæmiskerfisins til að verjast sýklum minnkar.

Öldrun sést einnig á frumustigi því allar frumur breytast með aldrinum. Litningaendar (telómerur), svæði litninganna sem eru nauðsynleg fyrir frumuskiptingu, styttast í hvert sinn sem fruma skiptir sér. Eftir því sem þeir styttast minnkar geta frumna til að skipta sér og endurnýjast. Vegna breytinga á frumuhimnum verða flutningur súrefnis og næringarefna inn í frumuna og brottflutningur koltvísýrings og úrgangsefna úr henni ekki jafn skilvirk hjá eldra fólki. Frumur geta farið að starfa óeðlilega og það getur leitt til aldurstengdra sjúkdóma, þar á meðal liðbólgu, minnistruflana og sumra krabbameina.

Stigvaxandi áhrif öldrunar á líkamann eru mjög mismunandi milli einstaklinga. Rannsóknir benda þó til þess að hreyfing og heilbrigðir lífshættir geti hægt á þeirri hnignun líkamans sem fylgir efri árum.

Röskun á samvægi

Vefir og krabbamein

Krabbamein er samheiti yfir marga sjúkdóma þar sem frumur komast undan stjórnboðum. Einkenni krabbameins eru stjórnlaus vöxtur, íferð í aðlæga vefi og myndun meinvarpa í öðrum líffærum ef sjúkdómurinn er ekki meðhöndlaður nógu snemma. Æxli skerða heilsu þegar þau beina blóðflæði frá eðlilegum líffærum til sín.

Stökkbreyting er varanleg breyting á DNA frumu. Utanerfðabreytingar hafa ekki áhrif á DNA-röðina sjálfa en breyta því hvernig hún er lesin og geta einnig myndað afbrigðilegar frumur. Breytingar á erfðaefninu geta stafað af umhverfisþáttum, sýklum eða villum við eftirmyndun DNA sem safnast upp með aldrinum. Margar stökkbreytingar valda engri merkjanlegri breytingu á starfsemi frumu. Ef breytingin hefur hins vegar áhrif á lykilprótín sem stýra skipulegri fjölgun frumunnar byrjar hún að skipta sér óeðlilega. Þegar breytingar safnast upp í frumum missa þær hæfileikann til að mynda eðlilega vefi. Þá myndast æxli, það er frumumassi með óeðlilega byggingu, í vefnum. Mörg æxli eru góðkynja, sem merkir að þau mynda ekki meinvörp og valda ekki sjúkdómi. Æxli verður illkynja, eða krabbameinsæxli, þegar það vex út fyrir mörk síns vefs, örvar nýæðamyndun, laðar að sér vöxt háræða og myndar meinvörp í öðrum líffærum (Mynd 4.22). Sérheiti krabbameina ráðast af upprunavefnum. Krabbamein sem eiga uppruna í þekjufrumum nefnast þekjukrabbamein. Krabbamein í mergvef eða blóðfrumum nefnast mergæxli. Hvítblæði er heiti á krabbameinum í hvítum blóðkornum en sarkmein eiga uppruna í bandvef. Æxlisfrumur eru breytilegar bæði að byggingu og starfsemi. Sumar frumur, svonefndar krabbameinsstofnfrumur, virðast vera undirgerð frumna sem ber ábyrgð á stjórnlausum vexti. Nýlegar rannsóknir sýna að þvert á fyrri hugmyndir eru æxli ekki óskipulagðir frumumassar heldur hafa þau eigin innri gerð.

Mynd 4.22. Taktu eftir breytingum á stærð frumnanna og kjarna þeirra og á skipulagi vefsins.

Meðferð krabbameins fer eftir gerð og stigi sjúkdómsins. Hefðbundnar aðferðir, þar á meðal skurðaðgerð, geislameðferð, krabbameinslyfjameðferð og hormónameðferð, miða að því að fjarlægja eða drepa krabbameinsfrumur sem skipta sér hratt, en þessar aðferðir hafa sín takmörk. Staðsetning æxlis getur til dæmis komið í veg fyrir að skurðlæknar geti fjarlægt það. Erfitt er að beita geislameðferð og krabbameinslyfjameðferð eingöngu gegn krabbameinsfrumunum og oft er það ómögulegt. Meðferðirnar eyðileggja því óhjákvæmilega einnig heilbrigðan vef. Til að bregðast við þessu vinna vísindamenn að lyfjum sem geta beinst gegn tilteknum prótínum í sameindaferlum sem tengjast krabbameini.