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.
Największym organem ciała nie jest wątroba ani mózg. To skóra, która u dorosłych mierzy około 2 m kwadratowych. Choć w różnych miejscach skóra przyjmuje różne właściwości, to większość jej powierzchni pełni te same funkcje, takie jak pocenie się, odczuwanie zimna i gorąca czy porost włosów. Gdy mocno się zranimy lub skaleczymy, naprawiona skóra będzie wyglądała inaczej i może nie odzyskać swoich właściwości na chwilę lub na stałe. By zrozumieć, czemu tak się dzieje, musimy przyjrzeć się strukturze skóry. Warstwa zewnętrzna, czyli naskórek, składa się z utwardzonych komórek nazwanych keranocytami i zapewnia ochronę. Ponieważ warstwa zewnętrzna w kółko odrywa się i odnawia, łatwo się naprawia. Czasami rana wnika do skóry właściwej, która zawiera naczynia krwionośne, różne gruczoły i zakończenia nerwów, które umożliwiają większość funkcji skóry. W takim wypadku zaczynają się są cztery etapy procesu regeneracyjnego. Pierwszy, hemostaza, to odpowiedź na dwa bezpośrednie zagrożenia: utratę krwii i uszkodzenie naskórka, fizycznej bariery. Naczynia krwionośne kurczą się, by zapobiec krwawieniu w procesie zwanym wazokonstrykcją, usuwając zagrożenia przez stworzenie skrzepu. Specjalne białko, fibryna, tworzy siatkę na skórze, blokując wejście bakteriom i utratę krwi. Po około trzech godzinach skóra zaczyna się czerwienić, sygnalizując następną fazę, zapalenie. Krwawienie pod kontrolą, a bariery zabezpieczone, więc ciało wysyła specjalne komórki, by walczyć z obecnymi patogenami. Najważniejsze z nich są białe krwinki, tak zwane makrofagi, które pożerają bakterie i tkanki w procesie zwanym fagocytozą, produkując czynniki wzrostowe do pobudzenia gojenia się. Ponieważ ci mali żołnierze muszą dotrzeć przez krew na miejsce rany, naczynia krwionośne wracają do swojego kształtu w procesie zwanym rozszerzaniem naczyń. Dwa lub trzy dni po zranieniu rusza etap proliferacji, gdy fibroblasty zaczynają docierać do rany. W procesie osadzania kolagenu produkują włókniste białko zwane kolagenem w miejscu rany, tworząc tkankę łączną skóry w celu zastąpienia fibryny. Komórki naskórka dzielą się, by odtworzyć zewnętrzną warstwę skóry, a komórki skóry zamykają ranę. Ostatnim etapem jest przebudowa. Rana dojrzewa, kiedy nowy kolagen zostaje uporządkowany i przekształcony w określone typy. Przez ten proces, który może trwać ponad rok, wytrzymałość na rozciąganie skóry się zwiększa, a naczynia krwionośne i inne połączenia wzmacniają. Z czasem nowe tkanki mogą osiągnąć 50-80% pierwotnych funkcji, zależnie od głębokości rany i rodzaju funkcji. Skóra nie uleczy się w 100%, więc blizny są wciąż głównym problemem lekarzy całego świata. Choć naukowcy poczynili znaczne postępy w zrozumieniu procesu gojenia, wiele zagadek pozostało nierozwiązanych. Na przykład, czy fibroblasty pochodzą z naczyń krwionośnych czy tkanek skóry sąsiadujących z raną? Dlaczego niektóre ssaki, na przykład jelenie, leczą rany skuteczniej niż ludzie? Jeśli znajdziemy odpowiedzi na takie i inne pytania, może kiedyś uda nam się uleczyć, a blizny pozostaną wspomnieniem.