Mechanobiologie in Lungenepithelzellen: Messungen, Störungen und Reaktionen

Epithelzellen der Lunge befinden sich an der Schnittstelle zwischen der Umwelt und dem Organismus und erfüllen viele wichtige Funktionen, einschließlich Barriere-Schutz, Flüssigkeitsbalance, Abtransport von Partikeln, Initiierung von Immunantworten, Produktion von Schleim und Surfactant sowie Reparatur nach Verletzungen. Aufgrund der komplexen Struktur der Lunge und ihrer zyklischen Deformation während des Atmungszyklus sind Epithelzellen kontinuierlich unterschiedlichen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Während die normale Lungenfunktion unter diesen Bedingungen aufrechterhalten wird, können Veränderungen der mechanischen Belastungen tiefgreifende Auswirkungen auf die Funktion der Epithelzellen und damit auf die Funktion des Organs haben. In diesem Review werden wir die Arten von Belastungen und Dehnungen in den Lungen beschreiben, wie diese übertragen werden und wie sie sich bei menschlichen Krankheiten oder Tiermodellen unterscheiden können. Es wurden viele Ansätze entwickelt, um besser zu verstehen, wie Zellen mechanische Belastungen wahrnehmen und darauf reagieren, und wir werden diese Ansätze diskutieren und wie sie verwendet wurden, um Lungenepithelzellen in Kultur zu untersuchen. Das Verständnis darüber, wie Zellen auf Veränderungen der mechanischen Belastungen reagieren, wird zu unserem Verständnis der Rolle der Lungenepithelzellen während der normalen Funktion und Entwicklung beitragen und wie sich ihre Funktion bei Krankheiten wie akuter Lungenverletzung, Asthma, Emphysem und Fibrose ändern kann.