Điểm ngoặt cơ học trong tiến triển xơ hóa ^{CEFR B2}

Nghiên cứu hợp tác giữa Washington University in St. Louis và Tsinghua University, công bố trên Proceedings of the National Academy of Sciences, lý giải vì sao xơ hóa thường tiến triển theo những bước nhảy đột ngột. Nhóm mô phỏng tính toán xác định một "điểm ngoặt" cơ học: khi khoảng cách giữa tế bào nhỏ hơn một ngưỡng — khoảng vài trăm micromet — các tế bào bắt đầu giao tiếp cơ học và hành động cùng nhau, gây co rút và cứng hóa mô.

Các tác giả so sánh hiện tượng này với pha chuyển trong vật lý, ví dụ nước đóng băng ở 0 C hay sắt trở nên ferromagnet dưới 770 C. Ở mô sống, lực tế bào tạo ra có thể tuyển dụng và sắp xếp sợi collagen thành các dải kéo căng cứng hơn. Những dải này hoạt động như đường truyền tín hiệu cơ học xa hơn. Nhóm xác định một đặc tính gọi là tỷ số giãn tới hạn, tức mức giãn cần thiết để sợi collagen xếp thẳng và cứng lại.

Nối chéo collagen là yếu tố then chốt. Nối chéo tăng theo tuổi và bị ảnh hưởng bởi chế độ ăn, sản phẩm glycation tiên tiến và các bệnh chuyển hóa như tiểu đường. Nối chéo nhiều hơn làm tăng hoạt hóa tế bào nhưng lại giảm khoảng cách mà tín hiệu cơ học có thể lan truyền; vì vậy tế bào có thể sang trạng thái bệnh nhanh khi chúng vào khoảng cách tới hạn.

• Giảm nối chéo collagen
• Phá vỡ sự sắp xếp sợi hoặc các dải kéo căng
• Thay đổi vi môi trường vật lý qua chế độ ăn hoặc vật liệu sinh học

Từ góc nhìn pha chuyển, các liệu pháp chỉ làm mềm mô có thể không đủ. Genin cho rằng trị liệu nên ngăn chặn giao tiếp cơ học hoặc ngăn tế bào phối hợp; Xi-Qiao Feng đề xuất can thiệp vào vi môi trường vật lý. Nghiên cứu được hỗ trợ một phần bởi Human Frontier Science Program và Chinese Natural Science Foundation. Nguồn: Washington University in St. Louis.