肌肉和骨骼结构适应性重塑的机械化学耦合作用

运动锻炼和重力等机械加载使肌肉和骨骼结构适应性重塑,始终保持动态稳定的状态。但是,在缺乏机械刺激和重力卸载状态下,力学相应细胞和损伤组织会适应性改变重塑机制,甚至慢性炎症引发肌肉和骨髓组织内脂肪浸润,容易导致骨质疏松症、肌肉减少症等退行性疾病;在适应性重塑过程中,机械刺激可通过流体施加的变形应力(拉伸和压缩)或剪切应变来传递,使力学相应细胞中的粘附分子感知机械应变并将其转化为生化反应,通过与其生态位的机械化学耦合作用,从而调节细胞生物学的基本机制,如谱系定型、组织形成和成熟等,最终使细胞外基质成分、粘附分子和细胞骨架的结构变化,从而影响抗断裂性和肌肉力量;最新研究表明,衰老现象与机械刺激和病理改变所致的表观遗传学调控密切相关。基于此,本文综述力学相应细胞的机械化学生态位条件,阐明肌肉和骨骼结构的重塑机制,为疾病和衰老过程的预防和治疗提供新的靶点。