The largest organ in your body isn't your liver or your brain. It's your skin, with a surface area of about 20 square feet in adults. Though different areas of the skin have different characteristics, much of this surface performs similar functions, such as sweating, feeling heat and cold, and growing hair. But after a deep cut or wound, the newly healed skin will look different from the surrounding area, and may not fully regain all its abilities for a while, or at all. To understand why this happens, we need to look at the structure of the human skin. The top layer, called the epidermis, consists mostly of hardened cells, called keratinocytes, and provides protection. Since its outer layer is constantly being shed and renewed, it's pretty easy to repair. But sometimes a wound penetrates into the dermis, which contains blood vessels and the various glands and nerve endings that enable the skin's many functions. And when that happens, it triggers the four overlapping stages of the regenerative process. The first stage, hemostasis, is the skin's response to two immediate threats: that you're now losing blood and that the physical barrier of the epidermis has been compromised. As the blood vessels tighten to minimize the bleeding, in a process known as vasoconstriction, both threats are averted by forming a blood clot. A special protein known as fibrin forms cross-links on the top of the skin, preventing blood from flowing out and bacteria or pathogens from getting in. After about three hours of this, the skin begins to turn red, signaling the next stage, inflammation. With bleeding under control and the barrier secured, the body sends special cells to fight any pathogens that may have gotten through. Among the most important of these are white blood cells, known as macrophages, which devour bacteria and damage tissue through a process known as phagocytosis, in addition to producing growth factors to spur healing. And because these tiny soldiers need to travel through the blood to get to the wound site, the previously constricted blood vessels now expand in a process called vasodilation. About two to three days after the wound, the proliferative stage occurs, when fibroblast cells begin to enter the wound. In the process of collagen deposition, they produce a fibrous protein called collagen in the wound site, forming connective skin tissue to replace the fibrin from before. As epidermal cells divide to reform the outer layer of skin, the dermis contracts to close the wound. Finally, in the fourth stage of remodeling, the wound matures as the newly deposited collagen is rearranged and converted into specific types. Through this process, which can take over a year, the tensile strength of the new skin is improved, and blood vessels and other connections are strengthened. With time, the new tissue can reach from 50-80% of some of its original healthy function, depending on the severity of the initial wound and on the function itself. But because the skin does not fully recover, scarring continues to be a major clinical issue for doctors around the world. And even though researchers have made significant strides in understanding the healing process, many fundamental mysteries remain unresolved. For instance, do fibroblast cells arrive from the blood vessels or from skin tissue adjacent to the wound? And why do some other mammals, such as deer, heal their wounds much more efficiently and completely than humans? By finding the answers to these questions and others, we may one day be able to heal ourselves so well that scars will be just a memory.
האבר הגדול בגופכם הוא לא הכבד או המוח. זה העור שלכם, עם שטח פנים של בערך 2 מטר מרובע במבוגרים. למרות שלשטחים שונים של העור יש תכונות שונות, הרבה מהשטח הזה מבצע תפקידים דומים, כמו הזעה, הרגשת חום וקור, והצמחת שיער. אבל אחרי פצע או חתך עמוק, העור שהחלים יראה שונה מהעור סביבו, ואולי לא יקבל לגמרי את כל היכולות שלו למשך זמן מה, או בכלל. כדי להבין למה זה קורה, אנחנו צריכים להביט במבנה של העור האנושי. השכבה העליונה, שנקראת האפידרמיס, מכילה בעיקר תאים מוקשים, שנקראים קרטינומיטים, ומספקת הגנה. מאחר והשכבה החיצונית מושלת ומתחדשת באופן קבוע, היא די קלה לתיקון. אבל לפעמים פצע חודר לתוך הדרמיס, שמכיל כלי דם ובלוטות שונות וקצוות עצבים שנותנים לעור תפקידים רבים. וכשזה קורה, זה מפעיל ארבעה שלבים חופפים של תהליך החלמתי. השלב הראשון, המוסטזיס, היא התגובה של העור לשני איומים מיידיים: שאתם עכשיו מאבדים דם ושהמחסום הפיזי של האפידרמיס נפגע. כשכלי הדם מתכווצים כדי להפחית את הדימום, בתהליך שנקרא ואסוקונטריקטינג, שני האיומים נמנעים על ידי יצירת קריש דם. חלבון מיוחד שידוע כפיברין יוצר חיבורים על העור, ומונע מהדם לזרום החוצה ולבקטריות והפתוגנים מלחדור פנימה. אחרי שלוש שעות של זה, העור מתחיל להפוך לאדום, מה שמעיד על השלב הבא, דלקת. עם הדימום מטופל והמחסום מאובטח, הגוף שולח תאים מיוחדים כדי להלחם בכל פתוגן שאולי הצליח לעבור. בין החשובים שבאלה הם תאי הדם הלבנים, שידועים כמאקרופגים, שטורפים בקטריות ורקמה פגועה דרך תהליך שידוע כפאגוציטוזיס, בנוסף ליצור פאקטורי גדילה כדי לעורר את הריפוי. ובגלל שהחיילים הזעירים האלה צריכים לנוע דרך הדם כדי להגיע לאזור הפגוע, כלי הדם המכווצים עד עכשיו מתרחבים בתהליך שנקרא ואזודיאליזה. בין יומיים לשלושה אחרי הפצע, שלב ההתרבות מתחיל, בו תאי פיברובלאסט מתחילים להכנס לפצע. בתהליך של השקעת קולגן, הם יוצרים חלבון סיבי שנקרא קולגן באזור הפצע, שיוצר רקמת עור מחברת כדי להחליף את הפיברין ממקודם. כשתאים אפידרמיים מתחלקים כדי ליצור מחדש את השכבה החיצונית של העור, הדרמיס מתכווץ כדי לסגור את הפצע. לבסוף, בשלב הרביעי של בניה מחדש, הפצע מתבגר כשקולגן שהופקד לאחרונה מתארגן מחדש ומומר לסוגים ספציפיים. דרך התהליך, שיכול לקחת יותר משנה, כוח המתיחה של העור החדש משתפר, וכלי דם וחיבורים אחרים מחוזקים. עם הזמן, הרקמה החדשה יכולה להגיע לבין 50-80% מהתפקוד המקורי של רקמה בריאה, תלוי בחומרה של הפצע המקורי או התפקוד עצמו. אבל בגלל שהעור לא משתקם לגמרי, הצלקת ממשיכה להיות בעיה קלינית עיקרית לרופאים מסביב לעולם. ולמרות שמדענים עשו התקדמויות משמעותיות בהבנה של תהליך הריפוי, הרבה תעלומות בסיסיות נשארות לא פתורות. לדוגמה, האם תאי פיברובלאסט מגיעים מכלי הדם או מרקמת העור שסמוכה לפצע? ולמה יונקים אחרים כמו איילים, מרפאים את הפצעים שלהם בצורה יותר יעילה ושלמה מאנשים? על ידי מציאת תשובות לשאלות האלו ואחרות, אנחנו אולי נהיה מסוגלים יום אחד לרפא את עצמנו כל כך טוב שהצלקות יהיו רק זיכרון.