你知道吗？人体的正常生活是离不开机械力的，因为它在机体的方方面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。

伤口愈合过程的简述

成人伤口修复导致纤维化和瘢痕形成的三个经典阶段：炎症；增殖；重塑。

（1）炎症期 

• 炎症在组织损伤后立即发生。

• 通过血小板和纤维蛋白实现止血。

• 补体激活和中性粒细胞募集降解细菌产物，单核细胞分化为巨噬细胞产生细胞因子。

（2）增殖期 

• 通过各种细胞类型（如角质形成细胞、内皮细胞、成纤维细胞、肌成纤维细胞）的增殖和迁移形成新组织。

• 2-10天形成肉芽组织，肉芽组织由结缔组织和致密的新血管网组成 。

• 成纤维细胞和肌成纤维细胞相互作用产生胶原蛋白，胶原蛋白是构成成熟瘢痕的主要成分。

（3）重塑期 

• 组织损伤后2-3周，许多细胞凋亡或从伤口迁移并留下他们先前产生的I型和III型胶原蛋白和其他细胞外基质蛋白。

• 成纤维细胞、巨噬细胞和内皮细胞分泌金属蛋白酶重塑细胞外基质。

• 整个重塑阶段持续一年或更长时间。受伤皮肤的强度最多是未受伤皮肤的75-80%。

上述伤口愈合的所有阶段都会受到机械力的影响，接下来的重点：机械力在伤口愈合中的作用。

伤口环境中的机械转导

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。

细胞水平上的机械转导

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。

组织水平上的机械转导

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。

支配皮肤的初级传入感觉神经元的外周末梢释放神经肽，包括 P物质、降钙素基因肽(CGRP)、神经激肽A、血管活性肠肽和生长抑素。

由于释放神经肽的神经元的外周末端经常与伤口/瘢痕中的细胞发生物理接触。

因此，神经肽可以直接靶向与伤口愈合有关的细胞，比如角质形成细胞、成纤维细胞、肥大细胞等。进而改变伤口愈合过程中的细胞增殖、细胞因子产生、抗原呈递、感觉神经传递、肥大细胞降解和血管舒张。

总之，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。

机械力在病理性瘢痕中的作用

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（耻骨上区域）），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、上眼睑和小腿前部很少出现严重瘢痕，即使是覆盖全身大部分的广泛瘢痕疙瘩或增生性瘢痕患者也是如此。这可能是因为这些区域的皮肤由位于其正下方的骨骼稳定，皮肤张力小，对瘢痕形成的影响小。

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。

预防和治疗瘢痕的机械疗法

稳定材料

限制皮肤拉伸和外部机械刺激，如胶带、绷带、衣服和硅胶片。

缝合线

降低术后病理性瘢痕形成的风险，将张力施加在深筋膜和浅筋膜层而不是真皮上。

Z-形整形术、植皮和局部皮瓣

有效地减少瘢痕张力，使瘢痕的形成减轻。

注意：对于成熟瘢痕的治疗，可选择肌贴、手法和针刺的综合治疗，这样能更好的缓解瘢痕导致的疼痛、瘙痒等不适，以及由此引起的相关功能障碍。

免责声明：文章的目的是提供一般的医疗科普信息，不能代替医学诊断和治疗。个人的医学问题请及时咨询医生。