Bio-elektrische signalen coördineren wondheling

SCIENTIFIC FACT SHEET
Bio-elektrische signalen coördineren wondheling
Een gezonde huid heeft een huidbatterij
Huidepitheel bij zoogdieren
Er is een potentiaalverschil meetbaar in de intacte huid van zoogdieren,
waaronder die van mensen. Men noemt dit potentiaalverschil de TransEpitheel Potentiaal (TEP). Deze huidpotentialen ontstaan doordat ionen
zoals natrium (Na+) op een gecontroleerde manier over de celmembraan
van huidcellen worden gepompt [Foulds 1983, Vanhaesebroeck 2006].
Een ‘current of injury’ ontstaat wanneer de huid gewond is
Wanneer huid beschadigd of gewond is, ontstaat een kortsluiting in de normale transepitheel potentiaal. Dit
veroorzaakt een stroom, die uit de wond lekt vanonder de beschadigde epitheellaag. Hierdoor ontstaat een constant
elektrisch veld langs de wondrand.
normale huid
Koppelingen (rode vierkantjes) zorgen voor een fysieke verbinding
tussen huidcellen en creëren een elektrische weerstand. Hierdoor
blijft de normale TEP in intacte huid behouden.
wond
In een wond is de epitheellaag onderbroken. Ionen lekken uit de
wond (= stroom) en de TEP vervalt hier tot nul. Verder van de
wondrand blijft de normale TEP behouden. Daardoor ontstaat een
elektrisch veld in de subepitheellaag (horizontale pijl).
De term ‘current of injury’ werd geïntroduceerd in 1960 door een medicus uit de VS, Dr Becker. Deze ‘wondstroom’potentialen werden echter al in 1843 beschreven door een Duitse fysioloog, Emil Du-Bois Reymond. Deze
grondlegger van de moderne elektrofysiologie mat met een galvanometer de microstroom, die uit een snede in zijn
eigen vinger kwam [McCaig 2005]. Ander klinisch bewijs werd meer recent geleverd toen 35 μA/cm2 werd gemeten
bij per ongeluk geamputeerde vingers van kinderen [Illingworth 1980].
Referenties:
- Vanhaesebroeck B, Charging the batteries to heal wounds through PI3K, Nature Chemical Biology. 2006;2:453-455.
- Foulds L, Barker A. Human skin battery potentials and their possible role in wound healing. Br J Dermatol. 983;109:515-22.
- McCaig CD et al. Controlling Cell Behavior Electrically: Current Views and Future Potential Physiol Rev 2005;85:943-978.
- Illingworth CM et al. Measurement of electrical currents emerging during the regeneration of amputated finger tips in children Clin.
Phys. Physiol. Meas 1980;1 87-89.
2008 © Kingfisher Healthcare NV. Leuven, Belgium - Pagina 1
Bio-elektrische signalen coördineren het wondhelingsproces
Verder onderzoek over deze endogene bio-elektrische stroom in wonden bracht fascinerende en klinisch relevante
aspecten aan het licht:
•
•
de endogene bio-elektrische stroom valt weg binnen enkele
millimeters van de wondrand. Het effect is dus beperkt tot de
wondregio.
het endogene elektrische veld houdt aan tot het migrerende
epitheel de wond weer bedekt en zijn normale elektrische
weerstand opnieuw heeft opgebouwd. Op dat moment valt de
bio-elektrische stroom terug naar nul.
Dit betekent dat alle cellulaire activiteiten, die in een wond plaats vinden, gebeuren onder invloed van een elektrische
gradiënt. Dit verklaart op zijn beurt waarom bio-elektrische signalen zulke diverse en uitgebreide effecten hebben op
de vele verschillende cellen en groeifactoren die verantwoordelijk zijn voor wondheling.
Enkele activiteiten die direct gecontroleerd worden door bio-elektrische signalen zijn cellulaire migratie (macrofagen,
fibroblasten, keratinocyten), activering en proliferatie van fibroblasten en neo-angiogenese [Huttenlocher 2007].
•
de endogene stroom verdwijnt wanneer de wond uitdroogt, maar wordt onderhouden wanneer vochtige
wondverbanden worden gebruikt. Dit zou verklaren waarom afsluitende wondverbandmaterialen zo goed
werken: zij onderhouden de bio-elektrische geleiding en ondersteunen zo het regeneratieproces [Cheng 1995].
Genen en kanalen waarlangs bio-elektrische signalen wondheling coördineren zijn bekend
Een belangrijk hoofdstuk in het verhaal over bio-elektrische
wondheling werd recent geschreven toen wetenschappers de
moleculaire biologie erachter ontdekten: de genen en kanalen voor
het signaaltransport, die verantwoordelijk zijn voor het
aanzwengelen van dit verbazingwekkende biologische fenomeen.
Nature publiceerde in 2006 een artikel van Zhao et al. Zij
identificeerden genen die essentieel zijn voor elektrische
signaalgeïnduceerde wondheling. Zij toonden aan welke genen
(PI(3)K and PTEN) onder invloed van bio-elektrische signalen de
migratie van epitheelcellen, fibroblasten en neutrofielen controleren
[Zhao 2006].
Referenties:
- Huttenlocher A. Wound healing with electric potential NEJM 2007;356(3), 304-305.
- Cheng K,Tarjan P, Oliveira-GandiaM, et al. An occlusive dressing can sustain natural electrical
potential of wounds. J Invest
Dermatol 1995;104(4):662-5.
- Zhao M, Song B, Pu J et al. Electrical signals control wound healing through phosphatidylinositol-3-OH kinase- and PTEN. Nature
2006;442, 457-460.
2008 © Kingfisher Healthcare NV. Leuven, Belgium - Pagina 2