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.
Organ terbesar di tubuhmu bukanlah hati atau otak, melainkan kulit dengan luas permukaan sekitar 2 meter persegi pada orang dewasa. Walaupun setiap area kulit memiliki karakteristik yang berbeda, sebagian besarnya memiliki fungsi serupa, seperti berkeringat, merasakan panas dan dingin, serta menumbuhkan rambut. Namun, setelah luka atau sayatan dalam, kulit yang baru pulih akan terlihat beda dari area sekitarnya dan mungkin tidak dapat berfungsi untuk sementara, atau selamanya. Untuk mengetahui penyebab hal itu terjadi, kita harus melihat struktur kulit manusia. Lapisan terluar disebut epidermis, sebagian besar terdiri dari sel yang mengeras, atau sel keratinosit, yang memberikan perlindungan. Karena lapisan terluar rutin dilepaskan dan diperbarui, lapisan ini mudah disembuhkan. Namun, terkadang luka menembus ke dermis, yang mengandung pembuluh darah, kelenjar, dan ujung syaraf, yang berakibat hilangnya banyak fungsi kulit. Ketika hal itu terjadi, luka memicu empat tahap proses regenerasi. Tahap pertama, hemostasis, adalah respons kulit atas dua ancaman langsung: kehilangan darah, dan pelindung fisik epidermis telah rusak. Saat pembuluh darah menyempit untuk mengurangi pendarahan pada proses yang disebut vasokonstriksi, kedua ancaman dicegah dengan membentuk gumpalan darah. Protein khusus bernama fibrin membentuk jaringan di permukaan kulit, mencegah darah keluar, dan bakteri atau patogen masuk. Setelah tiga jam, kulit mulai menjadi kemerahan, pertanda dari tahap selanjutnya, yaitu inflamasi. Dengan pendarahan yang terkendali dan pelindung aman, tubuh mengirim sel khusus untuk membasmi patogen yang mungkin masuk. Sel terpenting di sini adalah sel darah putih, disebut makrofag, yang memakan bakteri dan jaringan rusak pada proses fagositosis, selain memproduksi faktor pertumbuhan untuk mempercepat penyembuhan. Karena tentara mini ini harus menyebar melalui darah sampai tempat yang terluka, pembuluh darah yang sebelumnya menyempit sekarang melebar dalam proses vasodilatasi. Setelah dua hingga tiga hari, tahap proliferasi terjadi ketika sel fibroblas mulai memasuki luka. Pada proses pembuatan kolagen, sel fibroblas membuat serat protein bernama kolagen di tempat yang terluka, membangun jaringan ikat kulit untuk menggantikan sel fibrin sebelumnya. Saat sel epidermis membelah untuk membentuk kembali lapisan luar kulit, dermis berkontraksi untuk menutup luka. Akhirnya, pada tahap keempat maturasi, luka matang saat kolagen yang baru dibuat disusun dan diubah menjadi tipe kolagen khusus. Melalui proses yang dapat berlangsung selama setahun ini, elastisitas kulit baru telah membaik dan pembuluh darah serta sambungan lain telah diperkuat. Seiring waktu, jaringan baru dapat berfungsi 50-80% hingga sebagian besar fungsi normal, bergantung pada keparahan awal luka dan fungsi itu sendiri. Namun, karena kulit tidak pulih total, bekas luka menjadi masalah klinis bagi dokter di dunia. Meskipun peneliti telah membuat kemajuan pesat dalam memahami proses pemulihan, banyak misteri mendasar yang belum terpecahkan. Contohnya, apakah sel fibroblas berasal dari pembuluh darah atau perbatasan jaringan kulit dengan luka? Kenapa beberapa mamalia, seperti rusa, dapat memulihkan luka lebih efisien dan total dari pada manusia? Dengan menemukan jawaban dari pertanyaan tersebut, kita mungkin dapat memulihkan diri sendiri sehingga bekas luka tinggal kenangan.