Hapon käyttö edistää merkittävästi haavan paranemisprosessia seuraavilla tavoilla.
Infektioiden torjunta. Infektio on yksi yleisimmistä haavojen parantumattomuuden ja kroonistumisen syistä.31,32 Kroonistuminen alkaa bakteereista. Bakteerien ja bakteerituotteiden, kuten endotoksiinien ja metalloproteinaasien, läsnäolo voi aiheuttaa häiriöitä haavan paranemisen järjestäytyneessä järjestelmässä ja vaikuttaa siten jokaiseen paranemisvaiheeseen.31,32 Infektio on siis yleinen syy haavan huonoon paranemiseen erityisesti kroonisissa haavoissa, joten bakteerien määrän merkittävä vähentäminen on tärkeää kroonisten haavojen hoidossa. Useimmat infektoituneisiin haavoihin ihmisillä liittyvistä patogeenisistä bakteereista tarvitsevat pH-arvon > 6; niiden kasvua estävät alhaisemmat pH-arvot.33-35 Happojen levittäminen haavapinnalle laskee infektoituneiden pintojen pH-arvoa ja tekee ympäristöstä bakteerien kasvulle ja lisääntymiselle sopimattoman. Tämä on osoitettu mikrobiologisilla tutkimuksilla ja infektoituneiden pintojen nopealla puhdistumisella.36 Näin ollen hapon käyttö on tehokasta bakteeripatogeenien puhdistamisessa kontaminoituneista tai infektoituneista haavapohjista luomalla happaman ympäristön, joka on epäsuotuisa haavapinnalla olevien bakteeripatogeenien kasvulle (taulukko 1).
Antimikrobisen aktiivisuuden lisääntyminen. Erilaisten happojen on osoitettu lisäävän haavasiteisiin sisällytettyjen paikallisesti käytettävien mikrobilääkkeiden, kuten jodin ja hopean, antimikrobista aktiivisuutta.37,38 Aktiivisten vapaiden metalli-ionien biologiseen hyötyosuuteen haavassa vaikuttavat lukuisat tekijät, mukaan lukien metalli-ionien liukoisuus, jonka tiedetään lisääntyvän pH:n laskiessa.39,40 Kokeellisesti on osoitettu, että pH vaikuttaa hopeaa sisältävien haavasidosten aktiivisuuteen antibiooteille vastustuskykyisiin bakteereihin.38 On todettu, että pH:n lasku 8,5:stä 5,5:een parantaa hopeasidosten aktiivisuutta sekä grampositiivisia että gramnegatiivisia bakteereja vastaan.38 Nämä havainnot vahvistavat, että haavan pinnan pH:lla on tärkeä merkitys antimikrobiseen aktiivisuuteen ja että se parantaa hopean tehoa.41 On osoitettu, että 2 %:n askorbiinihapon käyttö happaman väliaineen luomiseksi trooppisessa ilmastossa, jossa lämmin sää ja väliaineen emäksisyys heikentävät 0,1 %:n hopeasulfadiatsiinin tehoa, tehostaa hopeasulfadiatsiinin vaikutusta ja tekee siitä siten tehokkaamman.17 Algiinihappoa sisältävät alginaattihaavasidokset tekevät haavaympäristöstä hieman happamamman, mikä auttaa parantamaan alginaattihaavasidosten sisältämän ionisen hopean tehoa ja biologista hyötyosuutta.38,42 Varmistamalla haavasidoksen maksimaalinen antimikrobinen teho voitaisiin saavuttaa myönteisiä kliinisiä tuloksia. Hopea-alginaattisidos osoitti laajakirjoista antimikrobista barrieriaktiivisuutta sidoksen sisällä kaikkia haavan isolaatteja vastaan, mukaan lukien Candida albicans ja vankomysiinille resistentti Enterococcus-kanta, pH:n ollessa 5,5 verrattuna pH:n ollessa 7,6,42
Proteaasiaktiivisuuden muuttuminen. Proteaasit ovat entsyymejä, joilla on kyky pilkkoa proteiineja. Niitä tuottavat sekä haava itse että bakteerit. Proteaasien entsymaattinen aktiivisuus riippuu proteaasien määrästä ja proteaasi-inhibiittoreiden läsnäolosta.6 Jokaisella proteaasientsyymillä on optimaalinen ja maksimaalinen entsyymiaktiivisuus tietyssä pH-arvossa, jossa proteiini pilkkoutuu nopeammin kuin muissa pH-arvoissa. Esimerkiksi elastaasi- ja plasmiini-entsyymit osoittavat optimaalista entsyymiaktiivisuutta pH-arvossa 8, neutrofiilielastaasi on aktiivisimmillaan pH-arvossa 8,3, ja bakteerien tuottama ureaasientsyymi on aktiivisempi emäksisissä olosuhteissa. Vaikuttaa siltä, että proteaasit ovat aktiivisempia emäksisissä olosuhteissa ja niiden lopputuotteet ovat myrkyllisiä haavakudoksille. pH:n laskeminen happamampaan ympäristöön saattaa vähentää näiden entsyymien aktiivisuutta ja siten vähentää niiden lopputuotteiden muodostumista ja toksisuutta.43
Hapen vapautuminen. Happi on ihmiskehon solujen eloonjäämisen perusedellytys, ja haavojen hapettamisella on elintärkeä merkitys haavan paranemisprosessissa. On havaittu, että alhaisempi happipitoisuus heikentää immuniteettia ja haavan paranemisprosessia. Suurin osa hapesta tarvitaan hapetusradikaalien tuottamiseen (eli bakteerien tappamiseen). Tämä on keskeinen osa immuniteettia bakteeri-infektioita vastaan, joita aiheuttavat stafylokokit, E. coli, Klebsiella ja muut haavainfektioissa yleisesti esiintyvät bakteerit. Happea tarvitaan myös kollageenisynteesiin ja epitelisaatioon. Hapen vapautumiseen vaikuttaa hapan ympäristö. Alhainen pH-arvo johtaa Bohr-ilmiöön (eli solujen käytettävissä olevan hapen määrän lisääntymiseen).9,44 Hapen toimittaminen vaurioituneeseen kudokseen, erityisesti kroonisissa haavoissa, riippuu perfuusiosta sekä diffuusiosta. Kudosten hapensaannin paraneminen lisää vastustuskykyä infektioita vastaan ja edistää paranemista.45,46 pH:n lasku 0,6 yksiköllä vapauttaa 50 % enemmän happea, ja pH:n siirtyminen 0,9 yksiköllä aiheuttaa hapen vapautumisen viisinkertaistumisen.9 Paikallinen kudoshapen osapaine (PO2) tarvitaan, jotta happi saadaan pakotettua loukkaantuneisiin ja paraneviin kudoksiin. Haavan paranemisprosessi, erityisesti kroonisissa haavoissa, on verrattain nopeampi, jos PO2 on > 40 mmHg; paranemisprosessi on kuitenkin heikentynyt, kun PO2 on < 20 mmHg.45 On havaittu, että mikä tahansa tekijä, joka voi aiheuttaa pienenkin muutoksen haavan pH:ssa, voi muuttaa tuntuvasti kudosten käytettävissä olevaa hapen tarjontaa ja heikentää haavan paranemisprosessia.9 PO2 vaikuttaa myös fibroblastien replikaatioon, joka toteutuu optimaalisella tavalla noin 40-60 mmHg:n PO2:ssa. PO2 vaikuttaa myös epiteelisoluihin, ja on osoitettu, että epitelisaatio tapahtuu paremmin hyvin hapellisissa kudoksissa. Tämä selittää myös hyperberisen happihoidon tehokkuuden.45
Bakteerien lopputuotteiden toksisuuden vähentäminen. pH:n alentaminen ja happamamman ympäristön luominen vähentää myös bakteerien lopputuotteiden, kuten ammoniakin, toksisuutta, joka vapautuu ureasta ureaasientsyymin vaikutuksesta. Ammoniakki on toksinen haavakudokselle ja johtaa myös emäksiseen ympäristöön, joka ei sovellu haavan paranemisprosessille.7
Epitelisaatio ja angiogeneesi. Hapan ympäristö edistää myös epitelisaatiota ja angiogeneesiä. Kroonisia haavainfektioita koskevassa histopatologisessa tutkimuksessa sitruunahapon käytön osoitettiin tehostavan epitelisaatiota ja sen todettiin aktivoivan haavan paranemisprosessia edistämällä fibroblastien kasvua ja neovaskularisaatiota, mikä lisää haavojen mikroverenkiertoa, joka mahdollistaa terveen granulaatiokudoksen muodostumisen, mikä johtaa nopeampaan haavan paranemiseen.36 Yksi tärkeä syy epitelisaation edistämiseen on paikallisen kudoksen lisääntynyt hapen saanti happaman ympäristön vuoksi.45
Muut vaikutukset. Proteaasiaktiivisuuteen ja hapen vapautumiseen kohdistuvien vaikutusten lisäksi hapan ympäristö myös tehostaa haavaumapohjan epänormaalin kollageenin tuhoutumista, lisää makrofagien ja fibroblastien aktiivisuutta ja kontrolloi erilaisten haavan paranemisprosessiin osallistuvien entsyymien toimintaa (taulukko 2).45,47,48