Genes & CellsGenes & CellsГены и КлеткиGenes and Cells2313-18292500-2562Human Stem Cells Institute12199610.23868/202104011ArticlesСтатьиResearch ArticleFeatures of histotopography of skin mast cells when simulating a burn under conditions of using various methods of regional exposureГистотопография тучных клеток кожи при моделировании ожога в условиях применения различных методов регионарного воздействияSobolevaM. YuСоболеваМ. Юsoboleva.doc1@yandex.ruNikityukD. BНикитюкД. БAlexeevaN. TАлексееваН. ТKlochkovaS. VКлочковаС. ВAtyakshinD. AАтякшинД. АGerasimovaO. AГзрасимоваО. АSokolovD. AСоколовД. АKvaratskheliyaA. GКварацхелияА. ГN.N. Burdenko Voronezh State Medical UniversityВоронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. БурденкоThe Federal Research Centre of Biotechnology and Food SafetyФедеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищиI.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)Peoples Friendship University of RussiaРоссийский университет дружбы народовMoscow Scientific and Practical Center for Medical Rehabilitation, Rehabilitation and Sports MedicineМосковский научно-практический центр медицинской реабилитации, восстановительной и спортивной медицины15032021161VOL 16, NO1 (2021)ТОМ 16, №1 (2021)697416012023Copyright ©; 2021, Eco-VectorCopyright ©; 2021, Эко-Вектор2021Eco-VectorЭко-Векторhttps://genescells.ru/2313-1829/article/view/121996

The issues of skin regeneration during thermal injury are an urgent problem of modern biomedicine. The quality and speed of restoration of the damaged epidermis largely ensures the quality of life of patients. The optimal method of wound treatment depends, inter alia, on knowledge of the structural and functional features of the extracellular matrix of the connective tissue of the dermis, including the amphora and fibrous components. Material and methods. In a study on adult Wistar rats, we modeled second degree burns of the posterior surface of the torso with an area of 1 0% of the body surface for the purpose of histological and immunohistochemical assessment of the involvement of mast cells in the wound process and their importance in the implementation of collagen fibrillogenesis in various protocols for the treatment of burn wounds. A planimetric analysis was carried out to obtain quantitative data on the content of mast cells per mm2 of the skin, their histotopography and morphofunctional typing were determined to assess the secretory activity. Results. The study revealed that the burn wound caused an increase in the population of skin mast cells with certain histotopo-graphic patterns, in particular, predominant accumulation in the peripheral region of the alteration zone. An increase in the secretory activity of mast cells led to a systemic reconstruction of the extracellular matrix, stimulating the healing processes by activating the formation of the fibrous component of the connective tissue. After thermal exposure, a significant increase in tryptase expression in the mast cell population was revealed when using water with an increased content of molecular hydrogen. Conclusion. The revealed features of various protocols of wound management in the efficiency of regenerative processes are due to the degree of involvement of mast cells in fibrillogenesis using direct and indirect pathways. Thus, the molecular mechanisms of extracellular matrix remodeling, induced by the secretory activity of mast cells, are promising targets for intensifying the regenerative effects of pharmacological agents.

Вопросы регенерации тканей кожи при термической травме являются актуальной проблемой современной биомедицины. Качество и скорость восстановления поврежденного эпидермиса во многом обеспечивает качество жизни пациентов. Выбор оптимального метода лечения ран зависит, в том числе, от знания структурно-функциональных особенностей внеклеточного матрикса соединительной ткани дермы, включая амфорный и волокнистый компоненты. Материал и методы. В исследовании на взрослых крысах Wistar моделировались ожоги II степени на дорзальной поверхности туловища; площадь составила 10% поверхности тела. Проводили гистологическую и иммуногистохимическую оценку вовлечения в раневой процесс тучных клеток и их значение в реализации фибриллогенеза коллагена при реализации различных протоколов лечения ожоговых ран. Проводился планиметрический анализ, позволяющий получить количественные данные о содержании тучных клеток на мм2 кожи, определялась их гистотопография и морфофункциональное типирование для оценки секреторной активности. Результаты. В результате исследования установлено, что ожоговая рана вызывала возрастание численности популяции тучных клеток кожи с определенными гистотопографическими закономерностями, в частности, преимущественной аккумуляцией в периферической области зоны альтерации. Возрастание секреторной активности тучных клеток приводило к реконструкции внеклеточного матрикса, вероятно, стимулируя процессы заживления за счет активизации формирования волокнистого компонента соединительной ткани. При использовании воды с повышенным содержанием молекулярного водорода выявлено существенное увеличение экспрессии триптазы в популяции тучных клеток. Заключение. Выявленные особенности различных протоколов ведения ран в эффективности регенераторных процессов обусловлены степенью вовлечения тучных клеток в фибриллогенез с помощью прямых и опосредованных путей. Таким образом, молекулярные механизмы ремоделирования внеклеточного матрикса, индуцируемые секреторной активностью тучных клеток, представляют собой перспективные мишени для интенсификации регенераторных эффектов фармакологических агентов.

mast cellsskintryptaseburnswound healingextracellular matrixconnective tissuehydrogenтучные клеткикожатриптазаожогизаживление ранывнелеточный матрикссоединительаня тканьводородСоболева М.Ю. Морфофункциональные особенности восстановления целостности кожи при термической травме. Клиническая и экспериментальная морфология 2019; 8(1): 71-7.Botting R.A., Haniffa M. The developing immune network in human prenatal skin. Immunology 2020; 160(2): 149-56.Соединительная ткань: гистофизиология и биохимия / Н.П. Омельяненко, Л.И. Слуцкий; под ред. С.П. Миронова; Москва: Известия, 2009; 1: 378.Davison-Kotler E., Marshall W.S., Garcia-Gareta E. Sources of Collagen for Biomaterials in Skin Wound Healing. Bioengineering (Basel) 2019; 6(3): 56.Plum T., Wang X., Rettel M. et al. Human Mast Cell Proteome Reveals Unique Lineage, Putative Functions, and Structural Basis for Cell Ablation. Immunity 2020; 52(2): 404-16.Srinivas Akula S., Paivandy A., Fu Z. et al. Quantitative In-Depth Analysis of the Mouse Mast Cell Transcriptome Reveals Organ-Specific Mast Cell Heterogeneity. Cells 2020; 9(1): 211.Atiakshin D., Buchwalow I., Tiemann M. Mast cells and collagen fibril-logenesis. Histochem Cell Biol. 2020 ; 154(1): 21-40.Атякшин Д.А., Герасимова О.А., Мешкова В.Ю. и др. Новый гистохимический подход для оценки экспрессии триптазы в популяции тучных клеток. Журнал анатомии и гистопатологии 2020; 9(3): 94-101Welle M. Development, significance, and heterogeneity of mast cells with particular regard to the mast cell-specific proteases chymase and tryptase. J. Leukoc Biol. 1997; 61(3): 233-45.Pejler G., Abrink M., Ringvall M., Wernersson S. Mast cell proteases. Adv. Immunol. 2007; 95: 167-255.Caughey G.H. Mast cell proteases as pharmacological targets. Eur. J. Pharmacol. 2016; 778: 44-55.Caughey G.H. Mast cell proteases as protective and inflammatory mediators. Adv. Exp. Med. Biol. 2011; 716: 212-34.Hallgren J., Pejler G. Biology of mast cell tryptase. An inflammatory mediator. Federation of European Biochem. Soc. J. 2006; 273(9): 1871-95.Caughey G.H. Mast cell tryptases and chymases in inflammation and host defense. Immunol. Rev. 2007; 217: 141-54.Robida P.A., Puzzovio P.G., Pahima H. et al. Human eosinophils and mast cells: Birds of a feather flock together. Immunol. Rev. 2018; 282(1): 151-67.de Souza Junior D.A., Santana A.C., da Silva E.Z. et al. The role of mast cell specific chymases and tryptases in tumor angiogenesis. Biomed. Res. Int. 2015; ID 142359.Yu M., Tsai M., Tam S.Y. et al. Mast cells can promote the development of multiple features of chronic asthma in mice. J. Clin. Invest. 2006; 116: 1633-41.Ribatti D. Mast cells in lymphomas. Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2016; 101: 207-12.Magnusdottir E.I., Grujic M., Bergman J. et al. Mouse connective tissue mast cell proteases tryptase and carboxypeptidase A3 play protective roles in itch induced by endothelin-1. J. Neuroinflammation 2020; 17(1): 123.Wang Y., Sha H., Zhou L. et al. The Mast Cell Is an Early Activator of Lipopolysaccharide-Induced Neuroinflammation and Blood-Brain Barrier Dysfunction in the Hippocampus. Mediators Inflamm. 2020; 8098439.Krystel-Whittemore M., Dileepan K.N., Wood J.G. Mast cell: a multifunctional master cell. Front. Immunol. 2016; 6: 1-12.Elieh Ali Komi D., Wohrl S., Bielory L. Mast Cell Biology at Molecular Level: a Comprehensive Review. Clin. Rev. Allergy Immunol. 2019; 58(3): 342-65.Levi-Schaffer F., Piliponsky A.M. Tryptase, a novel link between allergic inflammation and fibrosis. Trends Immunol. 2003; 24: 158-61Chen L., Gao B., Zhang Y. et al. PAR2 promotes M1 macrophage polarization and inflammation via FOXO1 pathway. J. Cell Biochem. 2019; 120(6): 9799-809.Xiao H., He M., Xie G. et al. The release of tryptase from mast cells promote tumor cell metastasis via exosomes. BMC Cancer 2019; 19(1): 1015.