1. Meccanocettori: Le cellule hanno meccanorecettori specializzati che rilevano e rispondono alle forze meccaniche. Questi recettori possono essere localizzati sulla superficie cellulare, nel citoplasma o anche all'interno del nucleo. Quando stimoli meccanici, come pressione, stiramento o stress di taglio, vengono applicati alla cellula, attivano i meccanorecettori. Questa attivazione avvia una serie di vie di segnalazione a valle che portano a risposte cellulari.
2. Canali ionici: Gli stimoli meccanici possono anche causare l'apertura o la chiusura dei canali ionici nella membrana cellulare. Questo cambiamento nella permeabilità ionica può alterare il potenziale elettrico attraverso la membrana, portando alla depolarizzazione o iperpolarizzazione. Questi cambiamenti nel potenziale di membrana possono innescare potenziali d'azione o potenziali graduati, che sono segnali elettrici che si propagano lungo la membrana cellulare e avviano risposte cellulari.
3. Integrine: Le integrine sono proteine transmembrana che collegano la matrice extracellulare (ECM) al citoscheletro all'interno della cellula. Quando vengono applicate forze meccaniche all’ECM, le integrine trasmettono queste forze al citoscheletro, che può portare a cambiamenti nella forma cellulare, nell’adesione e nella migrazione. La segnalazione delle integrine attiva anche varie vie di segnalazione intracellulare che regolano la crescita, la differenziazione e l'apoptosi delle cellule.
4. Caderine: Le caderine sono un altro tipo di proteina transmembrana che media l'adesione cellula-cellula. Gli stimoli meccanici possono indurre cambiamenti nella conformazione o nel clustering della caderina, che possono influenzare le interazioni cellula-cellula e innescare percorsi di segnalazione intracellulare. Le caderine sono particolarmente importanti nel mantenimento dell'integrità dei tessuti e nella regolazione del movimento cellulare durante lo sviluppo e la riparazione dei tessuti.
5. Dinamica citoscheletrica: Le forze meccaniche possono influenzare direttamente l’organizzazione e la dinamica del citoscheletro, che svolge un ruolo cruciale nella struttura, nella forma e nel movimento cellulare. I cambiamenti nella tensione o nell’organizzazione del citoscheletro possono innescare percorsi di segnalazione che regolano la crescita, la differenziazione e la migrazione cellulare.
6. Specie reattive dell'ossigeno (ROS): Gli stimoli meccanici possono anche portare alla produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS) all'interno della cellula. I ROS sono molecole che contengono ossigeno e hanno elettroni spaiati, che le rendono altamente reattive. Possono agire come secondi messaggeri nella segnalazione cellulare e modulare varie vie di segnalazione coinvolte nella crescita, proliferazione e apoptosi cellulare.
Questi sono solo alcuni esempi dei meccanismi attraverso i quali gli stimoli meccanici possono innescare la segnalazione cellulare. Le specifiche vie di segnalazione coinvolte dipendono dal tipo di stimolo meccanico, dal tipo di cellula e dal contesto cellulare.
