The Mechanobiology of Obesity and Related Diseases

این جلد، وضعیت دانش را در مطالعه روابط بین حالت‌های بارگذاری مکانیکی در بافت‌ها و پاتوفیزیولوژی‌های رایج مرتبط با افزایش توده بافت‌های چربی و/یا هیپرگلیسمی که در نهایت منجر به چاقی، دیابت، مقاومت به انسولین، هیپرلیپیدمی، التهابات متابولیک، انواع خاصی از سرطان و سایر بیماری‌های مرتبط.

به نظر می‌رسد تعاملی بین حالت‌های بارگذاری در بافت‌ها و سلول‌ها و این شرایط مزمن و همچنین با عواملی مانند وجود دارد. سن، جنس و ژنتیک افراد. مهندسی زیستی در ارائه فناوری‌هایی برای آزمایش‌های بیومکانیک سلولی، میکروسکوپ و پردازش تصویر، مهندسی بافت و مدل‌سازی محاسباتی چند مقیاسی و چند فیزیک به این حوزه تحقیقاتی کمک‌های کلیدی کرده است. موضوعاتی که در مرز این زمینه مطالعاتی قرار دارند عبارتند از: نظارت مداوم بر رشد، تکثیر و تمایز سلولی در پاسخ به عوامل مکانیکی مانند سختی ماتریکس خارج سلولی (ECM) و بارهای مکانیکی منتقل شده از طریق ECM. مسیرهای سیگنالینگ فعال شده مکانیکی و مکانیسم های مولکولی؛ اثرات رژیم‌های بارگذاری مختلف و محیط‌های مکانیکی بر سرنوشت تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs) به دودمان‌های میوژنیک و استخوان‌زایی در مقابل چربی‌زایی. تعامل بین تغذیه و انتقال مکانیکی؛ مورفولوژی سلولی، الگوهای چسبندگی کانونی و تغییرات بازسازی اسکلت سلولی در آدیپوژنز. فعال شدن گیرنده های مرتبط با دیابت توسط نیروهای مکانیکی؛ پلاستیسیته چربی قهوه ای و سفید و تنظیم آن توسط عوامل مکانیکی.

This volume describes the state-of-knowledge in the study of the relationships between mechanical loading states in tissues and common pathophysiologies related to increase in mass of adipose tissues and/or hyperglycemia which eventually lead to obesity, diabetes, insulin resistance, hyperlipidemia, metabolic inflammations, certain types of cancer and other related diseases.

There appears to be an interaction between the loading states in tissues and cells and these chronic conditions, as well as with factors such as age, gender and genetics of the individual. Bioengineering has made key contributions to this research field in providing technologies for cell biomechanics experimentation, microscopy and image processing, tissue engineering and multi-scale, multi-physics computational modeling. Topics at the frontier of this field of study include: the continuous monitoring of cell growth, proliferation and differentiation in response to mechanical factors such as stiffness of the extracellular matrix (ECM) and mechanical loads transferred through the ECM; mechanically-activated signaling pathways and molecular mechanisms; effects of different loading regimes and mechanical environments on differentiation fates of mesenchymal stem cells (MSCs) into myogenic and osteogenic versus adipogenic lineages; the interactions between nutrition and mechanotransduction; cell morphology, focal adhesion patterns and cytoskeletal remodeling changes in adipogenesis; activation of receptors related to diabetes by mechanical forces; brown and white adipose plasticity and its regulation by mechanical factors.