Co je buněčná biomechanika?

Buněčná biomechanika odkazuje na mechanickou funkci buněk z hlediska biologie. Biomechanika je interdisciplinární oblast probíhajícího výzkumu, který se zaměřuje na mechanistické chování buněk a biologické vlivy spojené s tímto chováním. Studium buněčné biomechaniky vychází z disciplín strojírenství, biochemie a anatomie a fyziologie.

Základní výzkum v biomechanice buněk zahrnuje strukturu, organizaci a další především fyzikální vlastnosti buněčné funkce. Účelem biomechaniky je dále porozumět fyziologii normální a nemoci na buněčné úrovni. Vědci, kteří se specializují na buněčnou biomechaniku, vyvinuli nástroje využívající mikrofabrikaci a inovativní procesy v oblasti nanověd a bioinženýrství. Tyto nástroje umožňují vědcům shromažďovat a zkoumat vzorky buněk a proteinů na molekulární úrovni. Tento přístup se zaměřuje na malé části většího, fungujícího systému, který je podstatou buněčné biomechaniky.

Buněčná biomechanika byla také označována jako biomechanika nebo mechanobiologie; všechny jsou termíny, které odrážejí interdisciplinární povahu této specializace. Studiem mechanických vlastností buněk zapojených do nemocí, jako je kardiovaskulární onemocnění a rakovina, mohou vědci najít léčbu a léčbu jinak fatálních nemocí. Mezi tyto vlastnosti patří biofyzikální síly, adhezivní vlastnosti a prostorová organizace. Například tekuté složky buňky jsou spojeny s membránovým stresem, permeabilitou a genovou expresí. Vědci používali biomechaniku k identifikaci způsobu, jak studovat buněčné chování ve větším měřítku, pokud jde o tkáně a orgány postižené chorobou.

Buňky jsou stavebními kameny života a pro správnou funkci normálních biologických procesů je životně důležitý řetězec biochemických reakcí. Tyto reakce se často vyskytují uvnitř buněčné stěny za vysoce specifických podmínek. Když se buněčné prostředí nebo buněčná biomechanika nějakým způsobem změní, může výsledek na zdravých buňkách způsobit hypertenzi, mrtvice a mnoho dalších zdravotních problémů. Všechny normální tělesné funkce - jako je hojení, otoky a uvolňování hormonů - zahrnují roli buněk. Potřeba pochopit, jak se tyto věci dějí, nejen proč nebo kdy k nim dochází, je cílem buněčné biomechaniky.

Biomechanická měření buněk byla získána prostřednictvím široké škály metodik, od dynamiky tekutin po transdukci signálu. Samotná biomechanická analýza zaznamenala celou řadu vylepšení a použití, včetně kinetiky člověka a atletického tréninku. Základní přístup zůstává stejný; biomechanická analýza zachycuje fyzikální měření spojená s pohybem a přiřazuje nebo přiřazuje data biologickým procesům.