STUDYING THE INFLUENCE OF ALOE EXTRACT ON VESSELS OF THE MICROCIRCULATORY BED IN SKIN WOUND HEALING


Cite item

Full Text

Abstract

Relevance. Currently, various stimulators of skin wound regeneration are being actively studied, among which aloe extract is of interest. Literature data show that this compound enhances angiogenesis, however, this effect is little studied in relation to a skin wound.

Purpose: to study the effect of aloe extract on the vessels of the microvasculature during skin wound healing.

Materials and methods. The study was performed on 18 guinea pigs. Animals were modeled with a 20x20 mm wound. After euthanasia, material was taken for histological examination on days 7, 14, and 21. Then, histological sections were made and stained with hematoxylin-eosin. Ten fields of vision were evaluated at a magnification of 400, the total number of vessels and their average area were determined. Statistical data processing was carried out using the Mann-Whitney test at р˂0.05.

Results. It was found that on the 7th day there were no statistically significant differences. On day 14, in the group using aloe extract, the total number of vessels was 7.79% more than in the control group (p˂0.05). There is also a statistically significant increase in the average vascular area in the aloe extract group versus the control group by 91%. On the 21st day of experimental skin wound healing, it was found that the total number of vessels in the microcirculatory bed under the conditions of using aloe extract was 88.24% more than with spontaneous wound healing (р˂0.05). The mean vascular area is also larger in the aloe extract group by 14.29% than in the control group (p˂0.05).

Conclusion. Morphological analysis of the vessels of the skin wound showed that aloe extract has an effect on the processes of angiogenesis, as evidenced by an increased number of blood vessels on all days of the experiment.

Full Text

Актуальность. Ранозаживление кожи представляет собой сложный процесс, который состоит из трех фаз: воспаление, пролиферация и ремоделирование. Эти фазы зависят от различных типов клеток, таких как нейтрофилы, макрофаги, кератиноциты, фибробласты кожи, тучные и эндотелиальные клетки [1]. Важным компонентом нормального заживления ран является ангиогенез, являющийся результатом множественных сигналов, действующих на эндотелиоциты. Образование новых кровеносных сосудов во время ангиогенеза происходит по механизму почкования или прорастания из неповрежденных сосудов на границах раны и характеризуется пролиферацией эндотелиальных клеток [2]. Интенсивное развитие регенеративной медицины и интерес клинических морфологов и хирургов к стадиям ранозаживления и исследованию новых терапевтических средств требует изучения морфометрических особенностей сосудов микроциркуляторного русла на разных этапах регенерации кожной раны.

Особый интерес вызывает давно известный, как противовоспалительное и сосудорасширяющее вещество, экстракт алоэ (ЭА). Многочисленные исследования показали, что ЭА может улучшать процесс заживления ран и уменьшать воспаление путем ингибирования интерлейкинов-6 и -8, снижения адгезии лейкоцитов и снижения уровня TNF альфа [3]. Кроме того, ЭА стимулирует синтез коллагена, что ускоряет созревание грануляционной ткани. Влияние экстракта алоэ на ангиогенез в кожной ране мало изучено, хотя появляются данные, доказывающие стимулирующее влияние ЭА на формирование кровеносных сосудов. Так, Hamid A. и Soliman MF (2015) на модели ожоговой раны у крыс показали, что ЭА усиливает ангиогенез, проявляющейся в увеличении как средней площади, так и количества новообразованных сосудов, по сравнению с группой контроля, что необходимо для лучшего снабжения раневого ложа питательными веществами и кислородом путем увеличения площади [4]. Таким образом, представляется интерес в изучении влияния ЭА на образование сосудов в раневом ложе.

Цель: изучить морфометрические особенности сосудов микроциркуляторного русла в условиях стимулированного ранозаживления.

Материалы и методы. Исследование выполнено на 18 морских свинках, массой 350-400 г. Пребывание животных в виварии осуществлялось в соответствии с требованиями лабораторной практики, изложенными в приказ Министерства здравоохранения РФ от 01.04.2016 № 199н «Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики». Сотрудники вивария рассчитывали рацион для лабораторных животных согласно установленным нормам. Этапы эксперимента проводили с соблюдением этических норм, в соответствии с положениями, изложенными в Директиве 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского союза от 22 сентября 2010 г. по охране животных, используемых в научных целях.

Экспериментальным животным моделировали рану путем иссечения выбритого участка кожи с гиподермой размером 20x20 мм. В связи с поставленной целью, животные были разделены на две группы:

1 группа – контрольная – спонтанное заживление раневого дефекта;

2 группа – опытная – заживление раны при применении экстракта алоэ («Ереванская химико-фармацевтическая фирма», Ереван).

Эвтаназию животных проводили путем внутримышечного введения смеси «Золетил 100» в дозировке 20 мг/кг веса животного («Virbac C.A.», Франция) и «Ксиланит» («NITA-FARM», Россия) в дозировке 6 мг/кг веса животного. После этого проводили забор материала для гистологического исследования на 7, 14 и 21 сутки. Взятый материал сразу фиксировали в 10%-ном забуференном растворе формалина с последующей проводкой в спиртах восходящей концентрации и заливкой в парафин по стандартной методике. Затем изготавливали гистологические срезы и окрашивали их гематоксилин-эозином.

Морфометрическая оценку проводили с помощью программы «ImageJ» (США). В каждом микропрепарате оценивали 10 полей зрения при увеличении 400 на микроскопе Leica DM 2000 («Leica Microsystems», Германия). Определяли суммарное количество сосудов и среднюю площадь сосудов микроциркуляторного русла в мкм2. Статистический анализ проводили в программе «SPSS Stаstistic 23.0» (США).  Для оценки различий между двумя независимыми выборками использовали непараметрический U-критерий Манна-Уитни. Статистически значимыми различия считали при р˂0,05.

Результаты. В микропрепаратах на 7 сутки эксперимента у животных обеих групп наблюдается лейкоцитарная инфильтрация дермы и обилие кровеносных сосудов в формирующейся грануляционной ткани. Морфометрически установлено, что в группе контроля и опыта суммарное количество сосудов в 10 полях зрения составило 218 и 200 соответственно. Средняя площадь сосуда составила 320,78 мкм2 и 289,44 мкм2 в группе контроля и алоэ соответственно. Статистически значимых различий на 7 сутки не было.

На 14 сутки эксперимента в группе применения ЭА общее количество сосудов было больше на 7,79%, чем в группе контроля (р˂0,05). Также наблюдается статистически значимое увеличение средней площади сосудов в группе применения ЭА против контрольной группы на 91%.

На 21 сутки экспериментального ранозаживления кожи установлено, что общее количество сосудов микроциркуляторного русла в условиях применения экстракта алоэ больше на 88,24% чем при спонтанном ранозаживлении (р˂0,05). Средняя площадь сосудов также больше в группе применения ЭА на 14,29%, чем в контрольной группе (р˂0,05).

Обсуждение. В ходе проведенного эксперимента нами отмечено статистически значимое уменьшение количества сосудов у животных обеих групп на 14 сутки по сравнению с 7 сутками, что связано с процессами созревания грануляционной ткани. Однако в группе применения экстракта алоэ на 21 сутки количество сосудов находится на приблизительно одинаковом уровне по сравнению с 14 сутками. Полученные данные подтверждают мысль о роли ЭА в стимуляции ангиогенеза. Данное действие связывают с ацеманнаном, полисахаридом, который, активирует макрофаги, что улучшает заживление на модели крысы [5, 6]. Кроме того, сообщалось, что АВ стимулировал образование кровеносных сосудов в сосудистой хорио-аллантоисной мембране у цыплят с помощью гликопротеина, который мог способствовать стимуляции пролиферации эндотелиальных клеток in vitro и индуцировал их взаимодействие с коллагеном [7].

Заключение. Морфологический анализ сосудов раны кожи показал, что экстракт алоэ оказывает действие на процессы ангиогенеза, о чем свидетельствует увеличенное количество кровеносных сосудов на всех сутках эксперимента.

×

About the authors

Nikita Vasilevich Enenkov

Ryazan State Medical University named after Academician I.P. Pavlova

Author for correspondence.
Email: enenckow2013@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7430-9359
SPIN-code: 5431-9170
Russian Federation, 9 Vysokovoltnaya str., Ryazan, 390026, Russia

References

  1. Wilkinson, Holly N, and Matthew J Hardman. “Wound healing: cellular mechanisms and pathological outcomes.” Open biology vol. 10,9 (2020): 200223. doi: 10.1098/rsob.200223
  2. Reinke J. M., Sorg H. Wound Repair and Regeneration // Eur. Surg. Res. 2012. Vol 49. P. 35–43.
  3. Hekmatpou, Davood et al. “The Effect of Aloe Vera Clinical Trials on Prevention and Healing of Skin Wound: A Systematic Review.” Iranian journal of medical sciences vol. 44,1 (2019): 1-9.
  4. Abdel Hamid AAM and Soliman MFM. Effect of topical aloe vera on the process of healing of full-thickness skin burn: a histological and immunohistochemical study. J Histol Histopathol. 2015; 2:3. doi: 10.7243/2055-091X-2-3
  5. Rodriguez Rodriguez E, Darias Martin J and Diaz Romero C. Aloe vera as a functional ingredient in foods. Crit Rev Food Sci Nutr. 2010; 50:305-26.
  6. Jittapiromsak N, Sahawat D, Banlunara W, Sangvanich P and Thunyakitpisal P. Acemannan, an extracted product from Aloe vera, stimulates dental pulp cell proliferation, differentiation, mineralization, and dentin formation. Tissue Eng Part A. 2010; 16: 1997-2006.
  7. Davis RH, Donato JJ, Hartman GM and Haas RC. Anti-inflammatory and wound healing activity of a growth substance in Aloe vera. J Am Podiatr Med Assoc. 1994; 84:77-81.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies