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.
อวัยวะที่ใหญ่ที่สุดในร่างกายของคุณ ไม่ใช่ตับหรือสมอง มันคือผิวหนังของคุณ ที่ในผู้ใหญ่นั้น มีพื้นที่ผิวประมาณ 20 ตารางฟุต ถึงแม้ว่าผิวหนังในแต่ละพื้นที่นั้น มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน แต่โดยส่วนใหญ่แล้ว พื้นผิวนี้ทำหน้าที่คล้าย ๆ กัน เช่น ขับเหงื่อ รับรู้สึกถึงความร้อนและเย็น และสร้างขน แต่หลังจากโดนบาดลึก หรือเป็นแผล ผิวหนังที่เพิ่งหายนั้น จะดูแตกต่างจากผิวบริเวณรอบ ๆ และอาจไม่ได้ฟื้นฟูความสามารถทุกอย่าง กลับมาสักช่วงระยะหนึ่ง หรือตลอดไป เพื่อที่จะเข้าใจว่าทำไมมันจึงเกิดขึ้น เราต้องมาดูที่โครงสร้างผิวหนังของมนุษย์ ชั้นนอกสุด เรียกว่า ผิวชั้นหนังกำพร้า (epidermis) ส่วนใหญ่ประกอบไปด้วยเซลล์แข็ง ที่เรียกว่า คีราติโนไซต์ (keratinocytes) และมันทำหน้าที่ป้องกัน เนื่องจากชั้นนอกที่มีการผลัด และสร้างขึ้นใหม่อยู่ตลอดเวลา มันค่อนที่จะซ่อมแซมได้โดยง่าย แต่บางครั้งแผลลึกไปถึงชั้นหนังแท้ (dermis) ที่ประกอบไปด้วยหลอดเลือด ต่อมต่าง ๆ และปลายประสาท ที่ช่วยทำให้ผิวหนังทำหน้าที่ต่าง ๆ และเมื่อมันเกิดขึ้น มันกระตุ้นให้เกิด สี่ขั้นตอนที่ทับซ้อนกัน ของกระบวนการสร้างใหม่ ขั้นแรก การห้ามเลือดเป็นการตอบสนอง ของผิวต่อสองภัยคุกคามอย่างทันที คือ ตอนนี้คุณกำลังเสียเลือด และปราการกายภาพ ของชั้นผิวกำพร้าแท้ถูกทำลาย ขณะที่หลอดเลือดจะหดตัว เพื่อลดการเสียเลือด ในกระบวนการที่เรียกว่า หลอดเลือดหดตัว (vasoconstricion) ภัยคุกคามทั้งสองจะบรรเทาจาก การสร้างลิ่มเลือด โปรตีนชนิดพิเศษที่เรียกว่าไฟบริน สานเชื่อมโยงกันที่ด้านบนของผิว เป็นการป้องกันเลือดไม่ให้ไหลออก และไม่ให้แบคทีเรียหรือเชื้อโรคเข้ามา หลังจากนี้ไปประมาณสามชั่วโมง ผิวหนังจะเริ่มเปลี่ยนเป็นสีแดง ส่งสัญญาณให้เกิดขั้นตอนต่อไป การอักเสบ (inflammation) เมื่อควบคุมการเสียเลือด และชั้นผิวนั้นปลอดภัยแล้ว ร่างกายจะส่งเซลล์พิเศษ เพื่อสู้กับเชื้อโรคที่ผ่านเข้ามา ในบรรดาเซลล์ที่สำคัญที่สุดคือ เซลล์เม็ดเลือดขาว ที่เรียกว่า มาโครฟาร์จ (macrophages) ที่จะจัดการแบคทีเรีย และเนื้อเยื่อที่เสียหาย ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า ฟาโกไซโตซิส นอกเหนือไปจากการสร้างโกรธเฟคเตอร์ เพื่อช่วยในการฟื้นฟู และเพราะว่าทหารตัวน้อยเหล่านี้ต้องเดินทาง ผ่านเลือดเพื่อไปบริเวณที่มีบาดแผล หลอดเลือดที่เคยหดตัว ตอนนี้กลับมาขยาย ในกระบวนการที่เรียกว่า การขยายหลอดเลือด (vasodilation) หลังจากเกิดแผลได้สองถึงสามวัน ระยะการเพิ่มจำนวน (proliferative) เกิดขึ้น เมื่อเซลล์ไฟโบรบลาสต์ เริ่มเข้าไปที่แผล ในกระบวนการสะสมคอลลาเจน พวกมันสร้างเส้นใยโปรตีน ที่เรียกว่าคอลลาเจน ในบริเวณที่เป็นแผล เพื่อสร้างเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน แทนที่ไฟบรินเดิม เมื่อเซลล์ชั้นหนังกำพร้าแบ่งตัว เพื่อที่จะสร้างผิวชั้นนอก ชั้นหนังแท้จะหดตัวเพื่อปิดแผล ในที่สุด ขั้นตอนที่สี่ของการเปลี่ยนแปลง แผลนั้นเกือบหายดีเมื่อคอลลาเจนที่ถูกสะสม ถูกจัดวางตัวใหม่และเปลี่ยน ไปเป็นรูปแบบเฉพาะ ด้วยกระบวนการนี้ ซึ่งอาจใช้เวลามากกว่าหนึ่งปี ความต้านทานต่อแรงดึงของผิวใหม่นั้นดีขึ้น และหลอดเลือด และการเชื่อมโยงต่าง ๆ นั้น แข็งแรงขึ้น เมื่อเวลาผ่านไป เนื้อเยื่อใหม่นั้น อาจมีประสิทธิภาพการทำงานถึง 50-80% ของการทำงานของมันในภาวะปกติ ขึ้นอยู่กับความรุนแรงของแผลในครั้งนั้น และการทำงานของตัวมันเอง แต่เพราะว่าผิวไม่ฟื้นตัวเต็มที่ แผลเป็นกลายมาเป็นปัญหาสำคัญ สำหรับแพทย์ทั่วโลก และถึงแม้ว่านักวิจัย จะมีความพยายามอย่างมาก ในการทำความเข้าใจต่อกระบวนการฟื้นตัว ความลึกลับพื้นฐานมากมาย ก็ยังคงไม่ได้รับการเปิดเผย ยกตัวอย่างเช่น เซลล์ไฟโบรบลาสต์นั้น มาถึงบริเวณแผลผ่านทางหลอดเลือด หรือมาจากเนื้อเยื่อผิวหนังที่อยู่ติดกับแผล และทำไมสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น เช่น กวาง สามารถรักษาแผลได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสมบูรณ์มากกว่ามนุษย์อย่างมาก ด้วยการค้นหาคำตอบต่อคำถามเหล่านี้ และคำถามอื่น ๆ สักวันหนึ่งเราออาจจะสามารถรักษาตัวเองได้ดี จนแผลเป็นนั้นกลายเป็นแค่ความทรงจำ