University of Oulu

Wound healing and skin in severe sepsis

Saved in:
Author: Koskela, Marjo
Organizations: University of Oulu Graduate School
University of Oulu, Faculty of Medicine
Medical Research Center Oulu
Oulu University Hospital
Format: ebook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 3.7 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526214269
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2016
Publish Date: 2016-11-29
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic Dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium 1 of Oulu University Hospital (Kajaanintie 50), on 9 December 2016, at 12 noon
Tutor: Docent Vesa Koivukangas
Professor Tero Ala-kokko
Professor Aarne Oikarinen
Reviewer: Professor Matti Laato
Docent Katri Vuopala
Opponent: Docent Jyrki Kössi
Description:

Abstract

It is a generally accepted dogma that sepsis disturbs skin function and wound healing, but surprisingly there is only remote pathophysiological evidence available behind that presumption. As the skin is the largest defensive barrier, the skin dysfunction in severe sepsis deserves more attention.

In this study, the suction blister model was used to create experimental wounds. The study population included 44 patients with severe sepsis and 15 controls. The blister fluid was collected to analyse cytokine profile of the skin. The transepidermal water loss and blood flow from the wound were measured. A 4mm biopsy was taken under local anaesthesia on the first and the eighth day of the study from the healthy looking skin. Then 15 healing suction blisters were excised. Serum samples were also collected on the first day of the study.

The barrier restoration was diminished, and the inflammation in the wound was more intense in severe sepsis than in the controls. The expression of the basement membrane components Laminin-332 and type IV collagen decreased during the septic disease, but increased over the next 3 months without achieving the level oft he controls. The expression of tight junction proteins remained nearly intact in the healing wound in severe sepsis compared to the controls. The expression of occludin on the leading edge of the migrating keratinocytes was more restricted and late in severe sepsis compared to the controls. The levels of the tumour necrosis factor (TNF), interleukin-10 (IL-10) and IL-6 in skin blister fluid were higher in the sepsis compared to controls. The blister fluid and serum cytokine response in the sepsis differed since the levels of epidermal growth factor, vascular endothelial growth factor, TNF and basic fibroblastic growth factor (bFGF) in the blister fluid did not correlate with the levels of serum. The septic patients with multiple organ failure had higher levels of several cytokines than patients without organ failure. Survivors had lower levels of IL-10 and bFGF in blister fluid than the non-survivors.

This study offers novel findings for skin and wound healing in sepsis. Together, all the findings suggest that skin dysfunction in severe sepsis exists even when the most profound structures remain intact. Understanding these mechanisms of impaired wound healing can improve future treatments, such as the timing of surgery.


Tiivistelmä

Sepsiksen ajatellaan heikentävän haavanparanemista, mutta tieteellistä näyttöä on niukasti. Iholla on keskeinen osa elimistön puolustuksessa ja tasapainon ylläpidossa, joten sen toiminnan häiriintyminen systeemisessä tulehduksessa ansaitsee suuremman huomion.

Imurakkulahaavat tehtiin 44 septiselle potilaalle ja 15 kontrollille. Haavoista mitattiin veden haihtumista ja veren virtausta sekä otettiin imurakkulaneste näytteeksi sytokiinimäärityksiä varten. Tutkimuksen ensimmäisenä ja kahdeksantena päivänä otettiin 4mm biopsiat terveeltä iholta ja 15 potilaalta poistettiin näytteeksi paraneva imurakkulahaava. Seeruminäytteet otettiin tutkimuksen ensimmäisenä päivänä.

Veden haihtuminen haavalta oli voimakkaampaa eli ihon barrierin palautuminen oli hidastunut septisillä potilailla verrattuna kontrolleihin. Haavassa havaittu tulehdus oli sepsiksessä voimakkaampi. Tyvikalvon komponenttien Laminiini-332:n ja tyypin IV kollageenin ilmentyminen oli vähäisempää sepsiksen aikana ja lisääntyi 3kk kohdalla, mutta ei kuitenkaan saavuttanut kontrollien tasoa. Tiivisliitosproteiinien ilmentyminen oli lähes muuttumatonta sepsiksessä kontrolleihin verrattuna. Okludiinin ilmentyminen sen sijaan paranevassa haavassa vaeltavien keratinosyyttien etureunassa oli rajoittuneempaa ja myöhäisempää sepsiksessä kuin kontrolleilla. Sytokiineistä tuumorinekroositekijä (TNF), interleukiini-10 (IL-10) ja IL-6 olivat koholla imurakkulanesteessä verrattuna kontrolleihin. Epidermaalinen kasvutekijä, verisuonten endoteelikasvutekijä, TNF ja perusfibroplastinen kasvutekijä (bFGF) pitoisuudet rakkulanesteessä erosivat seerumin pitoisuuksista eli ihon sytokiiniprofiili erosi systeemisestä sytokiiniprofiilista. Potilailla, joilla oli monielinvaurio, todettiin korkeampia sytokiinipitoisuuksia. Potilailla, jotka menehtyivät 30 vrk kuluessa, oli korkeammat pitoisuudet IL-10 ja bFGF rakkulanesteessä.

Tämä tutkimus tarjoaa uutta tietoa ihosta ja haavanparanemisesta sepiksessä. Tulosten perusteella voidaan todeta, että ihon toimintahäiriö on sepsiksessä todellinen, vaikka kaikkein perustavimmat rakenteet säilyvät muuttumattomina. Toimintahäiriön mekanismien ymmärtäminen voisi auttaa septisen potilaan hoidossa, kuten kirurgisten toimenpiteiden ajoittamisessa paranemisen kannalta mahdollisimman otolliseen aikaan.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. D, Medica
ISSN: 0355-3221
ISSN-E: 1796-2234
ISSN-L: 0355-3221
ISBN: 978-952-62-1426-9
ISBN Print: 978-952-62-1425-2
Issue: 1397
Subjects:
iho
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.