Viden om cellens evne til sansning skaber forståelse for, hvordan ...

8
grundforskning
Fysioterapeuten. nr. 22. december 2006
Figur 4. Simpel skematisk tegning af tensegrity princippet.
På denne måde har mekaniske kræfter fra den ekstracellulære
matrix fysisk forbindelse med cellekernen.
Ifølge teorien vil celler kun være i stand til at opfange
ydre påvirkninger, hvis cytoskelettet opretholder cellemembranen
med en hvis grundspænding. Tensegrity
princippet indebærer, at en påvirkning et givent sted
på cellemembranen også giver anledning til respons
et andet sted. Således vil eksterne påvirkninger som
muskelkontraktioner kunne igangsætte processer i
cellekernen og muliggøre, at muskler f.eks. reagerer
med hypertrofi som respons på træning.
Tensegrity teorien har fået så stor udbredelse, at
det betragtes som et nyt mekanisk paradigme, som
midlertidig også er blevet kritiseret (32). Teorien benyttes
overvejende inden for cellebiologi, men er også at
fi nde i behandlerverdenen. Osteopater har i fl ere år
brugt tensegrity teorien til at forklare mekanismerne
bag manuelle teknikker (26).
CELLENS RESPONS PÅ TRÆNING
Det er nu alment accepteret, at cellefunktioner reguleres
af mekaniske kræfter, som blandt andet påvirker
celledifferentiering, celleformering og gener (31). Som
ovenfor beskrevet vil en fysisk påvirkning af cellen i
forbindelse med en ydre mekanisk påvirkning kunne
være starten til en induktion af cellulære processer.
Dette er kendt fra knogler (33) og fra muskler, hvor
træning påvirker muskelcellen og inducerer syntese
af kontraktive proteiner og resulterer i hypertrofi af
musklen. Egen forskning har også vist, at langvarig
belastning resulterer i en nydannelse af akillessenens
strukturelle proteiner (kollagen) (34-37). Denne kobling
af mekanisk belastning og cellulært respons sker som
et resultat af cellens tensegrity.
Cellernes respons på træning og immobilisering vil
blive udførligt beskrevet i en senere artikel.
NY INDSIGT I VÆVSADAPTATION
Forskningen i cellebiologi kan derfor bidrage til en øget
indsigt i blandt andet musklers og seners tilpasning til
træning og daglig funktion. Den levende celles fysiske
strukturer er dermed blevet vigtige brikker i forståelsen
af de grundlæggende sammenhænge mellem celleform
og cellefunktion, og mellem fysiske kræfter og
de biokemiske reaktioner.
For fysioterapeuter er biomekaniske overvejelser
på det makroskopiske plan en selvfølge. Med denne
cellulære tensegrity teori er der skabt teoretisk kobling
mellem biomekanik og kroppens mindste bestanddele,
de levende celler. Fremtiden vil give en dybere forståelse
af, hvordan fysioterapeutiske interventioner påvirker
kroppens celler og derigennem igangsætter de biokemiske
processer, der er afgørende for behandlingens
helbredende effekt.
I næste artikel præsenteres opdaterede informationer
om den mest centrale del af bindevævet, nemlig
fi broblasten. I denne sammenhæng uddybes begrebet
mekanotransduktion.
Korrespondance:
Torben Lund: lund@fysiolab.dk
Henning Langberg: langberg@fysiolab.dk
UDDRAG AF REFERENCELISTE
Den komplette referenceliste kan downloades fra fysio.
dk->bilag til artikler
6. Alenghat FJ, Ingber DE. Mechanotransduction: all
signals point to cytoskeleton, matrix, and integrins.
Sci STKE 2002 Feb 12;2002(119):E6.
10. Pedersen JA, Swartz MA. Mechanobiology in
the third dimension. Ann Biomed Eng 2005
Nov;33(11):1469-90.
17. Ingber DE. The mechanochemical basis of cell
and tissue regulation. Mech Chem Biosyst 2004
Mar;1(1):53-68.
22. Langevin HM, Bouffard NA, Badger GJ, Churchill
DL, Howe AK. Subcutaneous tissue fi broblast cytoskeletal
remodeling induced by acupuncture:
evidence for a mechanotransduction-based mechanism.
J Cell Physiol 2006 Jun;207(3):767-74.
30. Ingber DE. Tensegrity I. Cell structure and hierarchical
systems biology. J Cell Sci 2003 Apr 1;116(Pt
7):1157-73.
31. Galli C, Guizzardi S, Passeri G, Macaluso GM,
Scandroglio R. Life on the wire: on tensegrity
and force balance in cells. Acta Biomed Ateneo
Parmense 2005 Apr;76(1):5-12.