Die Anwendung von Säure trägt auf folgende Weise wesentlich zum Wundheilungsprozess bei.
Infektionskontrolle. Infektionen sind eine der häufigsten Ursachen für die Nichtheilung und Chronifizierung von Wunden.31,32 Die Chronifizierung beginnt mit Bakterien. Das Vorhandensein von Bakterien und bakteriellen Produkten wie Endotoxinen und Metalloproteinasen kann Störungen im geordneten Schema der Wundheilung verursachen und dadurch jede der Heilungsphasen beeinträchtigen.31,32 Somit ist die Infektion ein häufiger Grund für eine schlechte Wundheilung, insbesondere bei chronischen Wunden, so dass eine signifikante Reduzierung der Bakterienzahl bei der Behandlung chronischer Wunden wichtig ist. Die meisten pathogenen Bakterien, die mit infizierten Wunden beim Menschen in Verbindung gebracht werden, benötigen einen pH-Wert > 6; ihr Wachstum wird durch niedrigere pH-Werte gehemmt.33-35 Durch das Auftragen von Säuren auf die Wundoberfläche wird der pH-Wert der infizierten Oberflächen gesenkt und eine für das Wachstum und die Vermehrung der Bakterien ungeeignete Umgebung geschaffen. Dies wurde durch mikrobiologische Studien und die schnelle Beseitigung infizierter Oberflächen bewiesen.36 Somit ist die Anwendung von Säure wirksam bei der Beseitigung bakterieller Pathogene von kontaminierten oder infizierten Wundbetten, indem ein saures Milieu geschaffen wird, das für das Wachstum der auf der Wundoberfläche vorhandenen bakteriellen Pathogene ungünstig ist (Tabelle 1).
Erhöhung der antimikrobiellen Aktivität. Es hat sich gezeigt, dass verschiedene Säuren die antimikrobielle Aktivität von topischen antimikrobiellen Mitteln wie Jod und Silber, die in Wundauflagen eingearbeitet sind, erhöhen.37,38 Die Bioverfügbarkeit aktiver freier Metallionen in einer Wunde wird durch zahlreiche Faktoren beeinflusst, darunter die Löslichkeit der Metallionen, die bekanntermaßen mit einem sinkenden pH-Wert zunimmt.39,40 Es wurde experimentell nachgewiesen, dass der pH-Wert die Aktivität silberhaltiger Wundauflagen gegenüber antibiotikaresistenten Bakterien beeinflusst.38 Es wurde festgestellt, dass eine Senkung des pH-Werts von 8,5 auf 5,5 die Aktivität von Silberauflagen sowohl gegenüber grampositiven als auch gramnegativen Bakterien erhöht.38 Diese Ergebnisse belegen, dass der pH-Wert der Wundoberfläche eine wichtige Rolle bei der antimikrobiellen Aktivität spielt und die Leistung von Silber verbessert.41 Es wurde gezeigt, dass die Verwendung von 2 %iger Ascorbinsäure zur Schaffung eines sauren Mediums in tropischen Klimazonen, in denen das warme Wetter und die Alkalität des Mediums 0,1 %iges Silbersulfadiazin weniger wirksam machen, die Wirkung von Silbersulfadiazin potenziert und es dadurch wirksamer macht.17 Die Alginat-Wundauflagen, die Alginsäure enthalten, machen das Wundmilieu etwas saurer, was dazu beiträgt, die Leistung und Bioverfügbarkeit des in Alginat-Wundauflagen enthaltenen ionischen Silbers zu verbessern.38,42 Durch die Gewährleistung einer maximalen antimikrobiellen Leistung einer Wundauflage könnten positive klinische Ergebnisse erzielt werden. Der Silberalginatverband zeigte bei einem pH-Wert von 5,5 im Vergleich zu einem pH-Wert von 7,6 ein breites Spektrum an antimikrobieller Barriereaktivität innerhalb des Verbandes gegen alle Wundisolate, einschließlich Candida albicans und einen Vancomycin-resistenten Enterokokkenstamm.42
Veränderung der Proteaseaktivität. Proteasen sind Enzyme, die in der Lage sind, Proteine zu spalten. Sie werden sowohl von der Wunde selbst als auch von Bakterien produziert. Die enzymatische Aktivität der Proteasen hängt von der Menge der Proteasen und der Anwesenheit von Proteaseinhibitoren ab.6 Jedes Proteasenenzym zeigt ein Optimum und ein Maximum an Enzymaktivität bei einem bestimmten pH-Wert, bei dem das Protein schneller abgebaut wird als bei anderen pH-Werten. So zeigen beispielsweise die Enzyme Elastase und Plasmin eine optimale enzymatische Aktivität bei einem pH-Wert von 8, die neutrophile Elastase ist bei einem pH-Wert von 8,3 maximal aktiv, und das von Bakterien produzierte Enzym Urease ist unter alkalischen Bedingungen aktiver. Es scheint, dass Proteasen unter alkalischen Bedingungen aktiver sind und ihre Endprodukte für das Wundgewebe toxisch sind. Die Senkung des pH-Wertes auf ein saureres Milieu kann die Aktivität dieser Enzyme verringern und damit die Bildung und Toxizität ihrer Endprodukte reduzieren.43
Freisetzung von Sauerstoff. Sauerstoff ist die Grundvoraussetzung für das Überleben der Zellen im menschlichen Körper, und die Sauerstoffversorgung von Wunden ist von entscheidender Bedeutung für den Wundheilungsprozess. Es wurde beobachtet, dass eine geringere Sauerstoffzufuhr die Immunität und den Prozess der Wundheilung beeinträchtigt. Der größte Teil des Sauerstoffs wird für die Produktion von Oxidationsradikalen (d. h. für die Abtötung von Bakterien) benötigt. Dies ist eine Hauptstütze der Immunität gegen bakterielle Infektionen, die durch Staphylokokken, E. coli, Klebsiella und andere Bakterien verursacht werden, die häufig an Wundinfektionen beteiligt sind. Sauerstoff wird auch für die Kollagensynthese und die Epithelisierung benötigt. Die Freisetzung von Sauerstoff wird durch das saure Milieu beeinflusst. Ein niedriger pH-Wert führt zum Bohr-Effekt (d. h. zu einer Erhöhung der für die Zellen verfügbaren Sauerstoffmenge).9,44 Die Zufuhr von Sauerstoff zu geschädigtem Gewebe, insbesondere bei chronischen Wunden, hängt sowohl von der Perfusion als auch von der Diffusion ab. Eine Verbesserung der Gewebeoxygenierung erhöht die Infektionsresistenz und fördert die Heilung.45,46 Eine Senkung des pH-Wertes um 0,6 Einheiten setzt 50 % mehr Sauerstoff frei, und eine Verschiebung des pH-Wertes um 0,9 Einheiten bewirkt eine fünffache Erhöhung der Sauerstofffreisetzung.9 Der lokale Sauerstoffpartialdruck (PO2) im Gewebe wird benötigt, um Sauerstoff in verletztes und heilendes Gewebe zu bringen. Der Wundheilungsprozess, insbesondere bei chronischen Wunden, ist vergleichsweise höher, wenn der PO2 > 40 mm Hg beträgt; der Heilungsprozess ist jedoch beeinträchtigt, wenn der PO2 < 20 mm Hg beträgt.45 Es wurde beobachtet, dass jeder Faktor, der auch nur eine kleine Veränderung des pH-Wertes der Wunde verursachen könnte, die verfügbare Sauerstoffzufuhr zu den Geweben spürbar verändern und den Wundheilungsprozess beeinträchtigen kann.9 Der PO2 beeinflusst auch die Replikation von Fibroblasten, die optimal bei einem PO2 von etwa 40-60 mm Hg erfolgt. Auch Epithelzellen werden vom PO2 beeinflusst, und es wurde nachgewiesen, dass die Epithelisierung in gut mit Sauerstoff versorgten Geweben besser verläuft. Dies erklärt auch die Wirksamkeit der hyperberischen Sauerstofftherapie.45
Verringerung der Toxizität von bakteriellen Endprodukten. Die Senkung des pH-Wertes und die Schaffung eines saureren Milieus verringert auch die Toxizität bakterieller Endprodukte wie Ammoniak, das durch die Wirkung des Enzyms Urease aus Harnstoff freigesetzt wird. Ammoniak ist toxisch für das Wundgewebe und führt außerdem zu einem alkalischen Milieu, das für den Wundheilungsprozess ungeeignet ist.7
Epithelisierung und Angiogenese. Das saure Milieu fördert auch die Epithelisierung und Angiogenese. In einer histopathologischen Studie über chronische Wundinfektionen wurde gezeigt, dass die Verwendung von Zitronensäure die Epithelisierung fördert und den Wundheilungsprozess durch die Förderung des Fibroblastenwachstums und der Neovaskularisierung in Gang setzt, was die Mikrozirkulation der Wunden erhöht, die die Bildung von gesundem Granulationsgewebe ermöglicht, was zu einer schnelleren Wundheilung führt.36 Einer der wichtigsten Gründe für die Förderung der Epithelisierung ist die erhöhte Sauerstoffversorgung des lokalen Gewebes aufgrund des sauren Milieus.45
Andere Wirkungen. Zusätzlich zu den Auswirkungen auf die Proteaseaktivität und die Sauerstofffreisetzung fördert das saure Milieu auch die Zerstörung von abnormalem Kollagen im Ulkusbett, erhöht die Makrophagen- und Fibroblastenaktivität und steuert die Aktivitäten verschiedener am Wundheilungsprozess beteiligter Enzyme (Tabelle 2).45,47,48