Celler är livets grundläggande enheter och de utsätts ständigt för mekanisk påfrestning från sin omgivning. Denna stress kan komma från fysiska krafter som sträckning, kompression och skjuvning, eller från kemiska faktorer som förändringar i pH eller temperatur. För att behålla sin strukturella integritet och funktion har celler utvecklat ett antal mekanismer för att motstå dessa mekaniska påfrestningar.

En viktig mekanism är bildandet av cell-celladhesioner. Dessa är specialiserade strukturer som länkar celler till varandra och hjälper dem att motstå mekaniska krafter. Det finns flera typer av cell-celladhesion, inklusive adherens-övergångar, desmosomer och gap-övergångar. Adherens junctions bildas av transmembranproteiner som kallas cadheriner, som binder till varandra på intilliggande celler. Desmosomer är starkare än adherens junctions, och de bildas av desmogleins och desmocollins, som också är transmembranproteiner. Gap junctions är specialiserade kanaler som tillåter joner och små molekyler att passera mellan intilliggande celler.

Förutom cell-celladhesioner har celler också ett antal intracellulära strukturer som hjälper dem att motstå mekanisk påfrestning. Dessa inkluderar cytoskelettet, som är ett nätverk av proteinfilament som ger strukturellt stöd för cellen, och den extracellulära matrisen, som är ett komplext nätverk av proteiner och polysackarider som omger cellen. Cytoskelettet består av tre typer av filament:aktinfilament, mikrotubuli och mellanliggande filament. Aktinfilament är den vanligaste typen av filament, och de är ansvariga för cellform och rörelse. Mikrotubuli är långa, ihåliga rör som ger strukturellt stöd för cellen och som också är involverade i celldelning. Mellanliggande filament är den mest olika typen av filament, och de hjälper till att bibehålla cellens form och motstå mekanisk påfrestning.

Den extracellulära matrisen är ett komplext nätverk av proteiner och polysackarider som omger cellen. Det ger strukturellt stöd för cellen och hjälper även till att reglera celltillväxt och differentiering. Den extracellulära matrisen är sammansatt av flera olika typer av proteiner, inklusive kollagen, elastin och fibronektin. Kollagen är det mest förekommande proteinet i den extracellulära matrisen, och det ger draghållfasthet. Elastin är ett flexibelt protein som gör att den extracellulära matrisen sträcker sig och backar. Fibronektin är ett glykoprotein som hjälper till att binda celler till den extracellulära matrisen.

Kombinationen av cell-celladhesion, intracellulära strukturer och den extracellulära matrisen hjälper celler att motstå mekanisk stress och att bibehålla sin strukturella integritet och funktion. Dessa mekanismer är avgörande för cellers överlevnad och för att vävnader och organ ska fungera korrekt.

Utöver de mekanismer som beskrivits ovan har celler även ett antal andra sätt att reagera på mekanisk stress. Till exempel kan celler producera tillväxtfaktorer och cytokiner som stimulerar produktionen av ny extracellulär matris. De kan också aktivera signalvägar som leder till förändringar i genuttryck och cellbeteende. Dessa svar hjälper cellerna att anpassa sig till sin mekaniska miljö och att upprätthålla sin homeostas.

Cellernas förmåga att motstå mekanisk stress är avgörande för att vävnader och organ ska fungera korrekt. Genom att förstå de mekanismer som celler använder för att motstå mekanisk stress kan vi få insikter i utvecklingen av sjukdomar som cancer och hjärtsjukdomar, och vi kan utveckla nya terapier för att behandla dessa sjukdomar.