生理及病理进展过程中起着至关重要的作用2024-02-21 09:11:21
生物力学刺激在人体中持续存在,从胚胎发生的最初阶段到整个生命过程,在生理及病理进展过程中起着至关重要的作用。随着力学检测技术的发展,生物力学研究逐渐深入到细胞分子层次,形成了新的学科分支领域——力学生物学。力学生物学探讨力学刺激对生命体的影响,研究细胞的力学信号感受和响应机制,阐明生命体的力学过程与生物学反应之间的相互关系,促进生物医学基础理论与临床诊疗技术研究的发展,促进人类生命健康。细胞力学生物学的过程涉及细胞膜和核膜上机械力学信号的感知,细胞内力学信号的转导,以及通过基因组和蛋白质组的调节转化为细胞行为的反应,从而维持细胞及人体机能的稳态。此外,力学因素参与多系统生理病理过程的调节作用,与高血压、动脉粥样硬化、心肌梗死、脑卒中等心脑血管疾病以及骨骼的生长与愈合、癌症的发生发展等密切相关。力学生物学研究不仅有助于揭示人体稳态的生物力学机理,认识生命生长、衰老的自然规律,而且对于阐明疾病的发病机理以及提供诊断治疗的基本原理包括新型药物和新技术的研发都有重要的理论和应用意义。
剪切、拉伸、压缩、弯曲、扭转等多种力学刺激对生命体的生长与发育、损伤与修复以及疾病病理过程产生影响;近20年在力学生物学领域的主要研究结构包含以下几个方面:首先是数学应用方面,包含有限元分析和计算流体动力学,有限元分析是将体内复杂的力学环境简化为有限的几何单元,建立了可供科学研究的数学模型;而计算流体动力学主要涉及如何开发模拟工具帮助预测人体中血液循环流动状态,通过数值模拟获取血流动力学相关参数,提供数字化、具象化的信息。其次是生物机制方向,YAP蛋白和周期性牵张是热点方向。
出自《力学生物学研究热点与新兴趋势》作者赵川榕,王湘秀,王贵学.
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