Zastosowanie kwasu znacząco przyczynia się do procesu gojenia ran w następujący sposób.
Kontrola zakażeń. Zakażenie jest jedną z najczęstszych przyczyn nie gojenia się i przewlekłości ran.31,32 Przewlekłość zaczyna się od bakterii. Obecność bakterii i produktów bakteryjnych, takich jak endotoksyny i metaloproteinazy, może powodować zaburzenia w uporządkowanym schemacie gojenia się ran, wpływając w ten sposób na każdą z faz gojenia.31,32 Tak więc zakażenie jest częstą przyczyną złego gojenia się ran, zwłaszcza ran przewlekłych, dlatego znaczne ograniczenie liczby bakterii jest ważne w leczeniu ran przewlekłych. Większość bakterii chorobotwórczych związanych z zakażonymi ranami u ludzi potrzebuje wartości pH > 6; ich wzrost jest hamowany przez niższe wartości pH.33-35 Stosowanie kwasów na powierzchnię rany obniża pH zakażonych powierzchni i czyni środowisko nieodpowiednim dla wzrostu i namnażania się bakterii. Zostało to udowodnione w badaniach mikrobiologicznych i szybkim oczyszczaniu zakażonych powierzchni.36 Tak więc zastosowanie kwasu jest skuteczne w oczyszczaniu patogenów bakteryjnych ze skażonych lub zakażonych łożysk ran poprzez stworzenie kwaśnego środowiska niekorzystnego dla wzrostu patogenów bakteryjnych obecnych na powierzchni rany (Tabela 1).
Wzrost aktywności przeciwdrobnoustrojowej. Wykazano, że różne kwasy zwiększają aktywność przeciwdrobnoustrojową miejscowych środków przeciwdrobnoustrojowych, takich jak jod i srebro, które są włączone do opatrunków na rany.37,38 Na biodostępność aktywnych wolnych jonów metali w ranie wpływa wiele czynników, w tym rozpuszczalność jonów metali, o której wiadomo, że wzrasta wraz ze spadkiem pH.39,40 Doświadczalnie udowodniono, że pH wpływa na aktywność opatrunków zawierających srebro na bakterie antybiotykooporne.38 Stwierdzono, że obniżenie pH z 8,5 do 5,5 zwiększa aktywność opatrunków zawierających srebro zarówno wobec bakterii gram-dodatnich, jak i gram-ujemnych.38 Wyniki te potwierdzają, że pH powierzchni rany odgrywa ważną rolę w aktywności przeciwdrobnoustrojowej i zwiększa skuteczność srebra.41 Wykazano, że zastosowanie 2% kwasu askorbinowego w celu stworzenia kwaśnego podłoża w klimacie tropikalnym, gdzie ciepła pogoda i zasadowość podłoża sprawiają, że 0,1% sulfadiazyna srebra jest mniej skuteczna, potęguje działanie sulfadiazyny srebra, czyniąc ją bardziej skuteczną.17 Alginianowe opatrunki na rany zawierające kwas alginowy sprawiają, że środowisko rany jest nieco bardziej kwaśne, co pomaga zwiększyć działanie i biodostępność srebra jonowego obecnego w alginianowych opatrunkach na rany.38,42 Zapewniając maksymalne działanie przeciwdrobnoustrojowe opatrunku na rany, można osiągnąć pozytywne wyniki kliniczne. Opatrunek z alginianu srebra wykazał szerokie spektrum działania bariery przeciwdrobnoustrojowej w obrębie opatrunku wobec wszystkich izolatów z rany, w tym Candida albicans i szczepu Enterococcus opornego na wankomycynę przy pH 5,5 w porównaniu z pH 7,6,42
Zmiana aktywności proteaz. Proteazy są enzymami posiadającymi zdolność do rozszczepiania białek. Są one wytwarzane przez samą ranę, jak również przez bakterie. Aktywność enzymatyczna proteaz zależy od ilości proteaz i obecności inhibitorów proteaz.6 Każdy enzym proteazowy wykazuje optymalną i maksymalną aktywność enzymatyczną przy określonej wartości pH, przy której białko jest rozkładane szybciej niż przy innych wartościach pH. Na przykład, enzymy elastaza i plazmina wykazują optymalną aktywność enzymatyczną przy pH 8, elastaza neutrofilów jest maksymalnie aktywna przy pH 8,3, a enzym ureaza, produkowany przez bakterie, jest bardziej aktywny w warunkach zasadowych. Wydaje się, że proteazy są bardziej aktywne w warunkach alkalicznych, a ich produkty końcowe są toksyczne dla tkanek rany. Obniżenie pH do bardziej kwaśnego środowiska może zmniejszyć aktywność tych enzymów, tym samym zmniejszając powstawanie i toksyczność ich produktów końcowych.43
Uwalnianie tlenu. Tlen jest podstawowym warunkiem przeżycia komórek w organizmie człowieka, a dotlenienie ran ma istotne znaczenie w procesie gojenia się ran. Zaobserwowano, że niższy stopień natlenienia upośledza odporność i proces naprawy rany. Większość tlenu jest potrzebna do wytwarzania rodników tlenowych (czyli do zabijania bakterii). Jest to podstawa odporności na zakażenia bakteryjne wywołane przez gronkowce, E. coli, Klebsiella i inne bakterie powszechnie występujące w zakażeniach ran. Tlen jest również niezbędny do syntezy kolagenu i epitelializacji. Na uwalnianie tlenu ma wpływ kwaśne środowisko. Niska wartość pH prowadzi do efektu Bohra (czyli zwiększenia ilości tlenu dostępnego dla komórek).9,44 Dostarczanie tlenu do uszkodzonych tkanek, zwłaszcza w ranach przewlekłych, zależy zarówno od perfuzji, jak i dyfuzji. Poprawa utlenowania tkanek zwiększa odporność na zakażenie i sprzyja gojeniu.45,46 Obniżenie pH o 0,6 jednostki uwalnia 50% więcej tlenu, a przesunięcie pH o 0,9 jednostki powoduje 5-krotny wzrost uwalniania tlenu.9 Miejscowe ciśnienie parcjalne tlenu w tkankach (PO2) jest potrzebne do wtłoczenia tlenu do uszkodzonych i gojących się tkanek. Proces gojenia się ran, szczególnie ran przewlekłych, jest stosunkowo szybszy, gdy PO2 wynosi > 40 mm Hg, natomiast proces gojenia jest upośledzony, gdy PO2 wynosi < 20 mm Hg.45 Zaobserwowano, że każdy czynnik, który mógłby spowodować nawet niewielką zmianę pH rany, może znacznie zmienić dostępną podaż tlenu do tkanek i upośledzić proces gojenia się ran.9 PO2 wpływa również na replikację fibroblastów, która zachodzi optymalnie przy PO2 wynoszącym około 40-60 mm Hg. Komórki nabłonka również podlegają wpływowi PO2 i wykazano, że epitelializacja przebiega lepiej w dobrze natlenionych tkankach. Wyjaśnia to również skuteczność tlenoterapii hiperbarycznej.45
Zmniejszenie toksyczności bakteryjnych produktów końcowych. Obniżenie pH i stworzenie bardziej kwaśnego środowiska zmniejsza również toksyczność produktów końcowych bakterii, takich jak amoniak, który jest uwalniany z mocznika przez enzym ureazę. Amoniak jest toksyczny dla tkanki rany, a także prowadzi do powstania środowiska alkalicznego, które nie jest odpowiednie dla procesu gojenia się ran.7
Epitelizacja i angiogeneza. Środowisko kwaśne sprzyja również epitelizacji i angiogenezie. W badaniu histopatologicznym dotyczącym zakażeń ran przewlekłych wykazano, że stosowanie kwasu cytrynowego wzmaga epitelizację i aktywuje proces gojenia się ran poprzez pobudzenie wzrostu fibroblastów i neowaskularyzację, co zwiększa mikrokrążenie w ranach i umożliwia tworzenie zdrowej tkanki ziarninowej, prowadząc w ten sposób do szybszego gojenia się ran.36 Jedną z ważnych przyczyn promowania epitelizacji jest zwiększone dotlenienie miejscowej tkanki z powodu kwaśnego środowiska.45
Inne efekty. Oprócz wpływu na aktywność proteaz i uwalnianie tlenu, kwaśne środowisko nasila również niszczenie nieprawidłowego kolagenu w łożysku owrzodzenia, zwiększa aktywność makrofagów i fibroblastów oraz kontroluje aktywność różnych enzymów uczestniczących w procesie gojenia się ran (Tabela 2).45,47,48
.