机械力：病理性瘢痕形成中不能忽视的因素

机械力是人体的正常生活的必须因素，它在机体的各个方面都发挥着重要作用。比如：

• 在感觉神经元的作用下，进行触摸和倾听时，需依赖于振动和压力的机械力；

• 机械拉伸刺激肌肉前体，进而分化成肌肉；

• 肾管内的上皮细胞可以识别并响应离子跨细胞膜传输所引起的渗透压。

伤口愈合与机械力

临床观察发现，机械张力对伤口愈合的结果具有重要作用。例如，人体皮肤中的 Langer 线对应于胶原原纤维和成纤维细胞而自然发生在皮肤中的张力带。

平行于这些线的切口，受到的张力减少，往往愈合时形成的瘢痕少；当伤口位于机械力较大的位置，愈合时瘢痕的形成增加，除了张力外，细胞还受压缩力、剪切力和渗透压等影响。

已经证明，机械力在干细胞增殖和分化中起重要作用。

瘢痕/伤口上的机械力包括拉伸、剪切力、压缩力、静水压和渗透压。

这些机械应力由位于细胞外基质中的细胞上和细胞内的机械传感器以及组织水平上的神经纤维机械感受器感知。

细胞外机械转导

细胞机械传感器包括机械敏感的细胞膜分子，例如 ATP半通道、Ca²⁺ 通道和细胞粘附分子（如整合素）。

细胞骨架成分，如肌动蛋白纤维也能感知机械力，当它们感知机械力时，肌动蛋白就会发生聚合和解聚。

因此，当细胞外基质被机械力（如皮肤张力）扭曲时，细胞机械传感器被触发并启动机械信号通路，从而导致各种分子生物学变化，包括基因表达、细胞增殖、血管生成和上皮化，进而参与瘢痕的形成过程。

细胞内机械转导

机械应力参与细胞内的关键信号转导通路。机械转导的主要介质包括离子通道（钙离子）、生长因子和细胞因子受体和G蛋白偶联受体。

离子通道的构象改变调节许多细胞功能。

具体来讲，钙通道参与细胞骨架的结构排列，并且与机械转导有关。

此外，机械应力刺激细胞膜引起的钙离子内流，激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK），从而增强促纤维化基因的表达。

总之，在细胞水平进行神经传导的关键参与者是机械的离子通道、生长因子、细胞因子受体、整合素-基质相互作用和G蛋白偶联受体。

组织水平的机械传导

感觉神经纤维，在皮肤中充当机械敏感性伤害感受器。当身体上某部位的机械感受器受到机械刺激时，见下图。

机械敏感性伤害感受器受到刺激时，躯体感觉和组织对机械力的反应。

1.背根神经节c中含有皮肤等组织的机械敏感性伤害感受器的神经元细胞体。

2.当机械力作用于瘢痕时，瘢痕和周围的机械敏感性伤害感受器将机械刺激转化为电信号，传递到脊髓的背根神经节，然后再传递到大脑a，再传出信号产生躯体感觉（如疼痛和/或瘙痒）。

3.同时，电信号从背根神经节返回到皮肤机械敏感性伤害感受器b，进而引起外周终末释放神经肽。

由上可知，当皮肤内的机械感受器被激活时，神经末梢释放的神经肽对异常瘢痕（如瘢痕疙瘩和增生性瘢痕）的形成起重要作用。

病理性瘢痕与机械力

增生性瘢痕和瘢痕疙瘩的进展可能由多种促炎风险因素决定，其中之一是机械力。

研究表明，瘢痕疙瘩往往发生在特定部位（如，前胸、肩部、肩胛骨和下腹），这些部位经常受到机械力的影响较大。

受到较大机械力的举例：

• 前胸皮肤通过上肢运动，有规律地水平拉伸；

• 肩部和肩胛骨皮肤通过上肢运动和身体弯曲运动不断拉伸；

• 下腹部和耻骨上皮肤区域，通过坐姿和站立运动每天拉伸数百次。

相反，头皮、上眼睑和小腿前部因其皮肤正下方骨骼稳定，皮肤张力小，对瘢痕形成的影响小，很少出现严重瘢痕。

结论：伤口上有明显且高度重复的皮肤张力可能导致更严重的炎症和瘢痕疙瘩形成，而较弱或不同的机械力则导致更弱的炎症和瘢痕。

此外，影响瘢痕成熟的其他风险因素还有局部因素、遗传和全身因素（如高血压）等。