Διατηρώντας τα κύτταρα μαζί - πώς το σώμα μας αντιστέκεται στη μηχανική τάση
Ένας σημαντικός μηχανισμός είναι ο σχηματισμός συγκολλήσεων κυττάρων-κυττάρων. Αυτές είναι εξειδικευμένες δομές που συνδέουν τα κύτταρα μεταξύ τους και τους βοηθούν να αντέξουν τις μηχανικές δυνάμεις. Υπάρχουν διάφοροι τύποι συγκολλήσεων κυττάρων-κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των διασταυρώσεων Adherens, των δεσμοσωμάτων και των διασταυρώσεων χάσματος. Οι διασταυρώσεις Adherens σχηματίζονται από διαμεμβρανικές πρωτεΐνες που ονομάζονται καντερίνες, οι οποίες συνδέονται μεταξύ τους σε γειτονικά κύτταρα. Τα δεσμοσώματα είναι ισχυρότερα από τις διασταυρώσεις Adherens και σχηματίζονται από desmogleins και desmocollins, οι οποίες είναι επίσης διαμεμβρανικές πρωτεΐνες. Οι διασταυρώσεις κενών είναι εξειδικευμένα κανάλια που επιτρέπουν τα ιόντα και τα μικρά μόρια να περάσουν μεταξύ παρακείμενων κυττάρων.
Εκτός από τις συμφύσεις των κυττάρων-κυττάρων, τα κύτταρα έχουν επίσης μια σειρά ενδοκυτταρικών δομών που τους βοηθούν να αντισταθούν στη μηχανική τάση. Αυτές περιλαμβάνουν τον κυτταροσκελετό, το οποίο είναι ένα δίκτυο νηματίων πρωτεΐνης που παρέχει δομική υποστήριξη για το κύτταρο και την εξωκυτταρική μήτρα, η οποία είναι ένα σύνθετο δίκτυο πρωτεϊνών και πολυσακχαριτών που περιβάλλουν το κύτταρο. Ο κυτταροσκελετός αποτελείται από τρεις τύπους νημάτια:νημάτια ακτίνης, μικροσωληνίσκους και ενδιάμεσα νήματα. Τα νήματα ακτίνης είναι ο πιο άφθονος τύπος νήματος και είναι υπεύθυνοι για το σχήμα και την κίνηση των κυττάρων. Οι μικροσωληνίσκοι είναι μακρύς, κοίλοι σωλήνες που παρέχουν δομική υποστήριξη για το κύτταρο και εμπλέκονται επίσης στην κυτταρική διαίρεση. Τα ενδιάμεσα νημάτια είναι ο πιο διαφορετικός τύπος νήματος και βοηθούν στη διατήρηση του σχήματος του κυττάρου και να αντισταθούν στη μηχανική τάση.
Η εξωκυτταρική μήτρα είναι ένα σύνθετο δίκτυο πρωτεϊνών και πολυσακχαριτών που περιβάλλουν το κύτταρο. Παρέχει δομική υποστήριξη για το κύτταρο και επίσης βοηθά στη ρύθμιση της κυτταρικής ανάπτυξης και της διαφοροποίησης. Η εξωκυτταρική μήτρα αποτελείται από διάφορους διαφορετικούς τύπους πρωτεϊνών, συμπεριλαμβανομένου του κολλαγόνου, της ελαστίνης και της ινονεκτίνης. Το κολλαγόνο είναι η πιο άφθονη πρωτεΐνη στην εξωκυτταρική μήτρα και παρέχει αντοχή σε εφελκυσμό. Η ελαστίνη είναι μια ευέλικτη πρωτεΐνη που επιτρέπει στην εξωκυτταρική μήτρα να τεντωθεί και να αναβληθεί. Η ινωδονεκτίνη είναι μια γλυκοπρωτεΐνη που βοηθά στη σύνδεση των κυττάρων στην εξωκυτταρική μήτρα.
Ο συνδυασμός των συγκολλήσεων κυττάρων-κυττάρων, των ενδοκυτταρικών δομών και της εξωκυτταρικής μήτρας βοηθά τα κύτταρα να αντισταθούν στη μηχανική τάση και να διατηρήσουν τη δομική τους ακεραιότητα και λειτουργία. Αυτοί οι μηχανισμοί είναι απαραίτητοι για την επιβίωση των κυττάρων και για την ορθή λειτουργία των ιστών και των οργάνων.
Εκτός από τους μηχανισμούς που περιγράφηκαν παραπάνω, τα κύτταρα έχουν επίσης διάφορους άλλους τρόπους για να ανταποκριθούν στη μηχανική πίεση. Για παράδειγμα, τα κύτταρα μπορούν να παράγουν αυξητικούς παράγοντες και κυτοκίνες που διεγείρουν την παραγωγή νέας εξωκυτταρικής μήτρας. Μπορούν επίσης να ενεργοποιήσουν μονοπάτια σηματοδότησης που οδηγούν σε αλλαγές στην γονιδιακή έκφραση και τη συμπεριφορά των κυττάρων. Αυτές οι απαντήσεις βοηθούν τα κύτταρα να προσαρμοστούν στο μηχανικό τους περιβάλλον και να διατηρήσουν την ομοιόσταση τους.
Η ικανότητα των κυττάρων να αντιστέκονται στη μηχανική καταπόνηση είναι απαραίτητη για τη σωστή λειτουργία των ιστών και των οργάνων. Με την κατανόηση των μηχανισμών που χρησιμοποιούν τα κύτταρα για να αντισταθούν στο μηχανικό στρες, μπορούμε να αποκτήσουμε πληροφορίες για την ανάπτυξη ασθενειών όπως ο καρκίνος και οι καρδιακές παθήσεις και μπορούμε να αναπτύξουμε νέες θεραπείες για τη θεραπεία αυτών των ασθενειών.
