Почему повреждения кожи накапливаются при повторных нагрузках?

Накопленное повреждение или усталостное повреждение

Повреждение, которое накапливается при повторных воздействиях. Здесь остаётся неизвестным, зависит ли его величина только от вклада каждого воздействия или также от процессов, происходящих между воздействиями.

Правило Майнера

Модель, в которой суммируются доли усталостного ресурса, израсходованные при отдельных воздействиях. В этом вопросе она описывает возможность накопления повреждения независимо от порядка воздействий. Представленные источники не подтверждают её применимость к коже.

Суточный цикл восстановления

Предполагаемые изменения способности к восстановлению в течение суток. Фаза обозначает положение внутри этого цикла. Представленные источники не подтверждают существование такого цикла применительно к повреждению кожи, о котором идёт речь.

Резерв восстановления или способность к восстановлению

Способность после нагрузки приблизиться к прежнему функциональному состоянию. Нормальные значения показателей, измеренных в отсутствие текущей нагрузки, сами по себе не служат мерой этой способности.

Остаточное изменение

Отличие от исходного состояния, которое сохраняется после того, как коже дали возможность восстановиться. В исходных материалах не указано, какое именно отличие предполагается измерять и какая его величина допустима.

Механическая деформация

Изменение формы или размеров под действием силы, например растяжение. Такое воздействие использовано в нескольких представленных источниках, хотя в самом вопросе нагрузки на кожу не уточняются.

Коллаген и структурный матрикс

Коллаген представляет собой структурный белок в составе матрикса, вещества, которое окружает клетки и служит им опорой. S1 связывает расплетание коллагена с повреждением при повторных нагрузках.

Связка и сухожилие

Связки соединяют кости между собой, а сухожилия соединяют мышцы с костями. Данные об их реакции на повторные нагрузки помогают рассматривать этот вопрос, но не позволяют установить, как реагирует кожа.

Фибробласт

Клетка, которая образует и изменяет опорное вещество вокруг клеток. Представленные исследования фибробластов относятся к клеткам лёгких или связок, а не к клеткам кожи человека.

Механическая память

Сохраняющееся влияние прежних механических условий на последующее поведение клеток. Согласно S4, это влияние может изменяться и потенциально обратимо, поэтому наличие памяти не обязательно означает необратимое повреждение.

Клеточная культура и трёхмерная среда

Клеточная культура предполагает поддержание клеток вне организма в контролируемых условиях. В трёхмерной среде опорный материал окружает клетки, тогда как при выращивании на плоской поверхности клетки размещаются только на ней.

Пролиферация клеток

Увеличение числа клеток за счёт деления. В S6 измеряли пролиферацию клеток; накопленное повреждение ткани представляет собой другое явление.

Экспрессия интегринов

Выработка интегринов, белков, которые помогают клеткам прикрепляться к окружающему материалу и реагировать на него. В S6 сравнивали разную длительность механической деформации и не обнаружили её влияния на этот показатель.

Экспрессия гена фибронектина

Активность гена, кодирующего фибронектин, белок в составе окружающего клетки материала. Измерение этого клеточного показателя в S8 отличается от прямого измерения стойкого повреждения кожи.

Сигнальный белок

Белок, участвующий в передаче сигналов внутри клетки. В S8 выявлено, что при кратковременных и длительно сохраняющихся состояниях такие белки по-разному участвуют в передаче сигналов.

Аортальная регургитация

Обратный ток крови через аортальный клапан сердца. S8 посвящён механическим условиям, связанным с этим нарушением работы сердца; восстановление кожи в нём не изучалось.

Острый и хронический

Эти термины позволяют различать кратковременные или возникающие сразу состояния и состояния, сохраняющиеся длительное время. Сами по себе они не подразумевают равенства суммарного воздействия, которое существенно для поставленного вопроса.

Предполагается, что суточная регуляция обеспечивает восстановление в определённую фазу цикла и что эта фаза имеет значение для накопленного повреждения кожи. Нормальные показатели кожи в покое могут сочетаться со сниженным резервом восстановления.

Гипотеза состоит в том, что способность кожи к восстановлению меняется в течение суток, поэтому воздействие может оставлять разные стойкие последствия в зависимости от времени. Она также допускает, что показатели кожи в покое остаются нормальными при сниженной способности восстанавливаться после очередного воздействия. Согласно этим предположениям, наряду с суммарной нагрузкой имеют значение время воздействия и способность к восстановлению.

Приведённые источники не подтверждают существование суточной фазы восстановления, от которой зависит накопленное повреждение кожи, или сочетание нормальных показателей кожи в покое со сниженной способностью к восстановлению. S1 описывает усталостное повреждение связок и сухожилий, а S4 сообщает о механической памяти клеток лёгких мыши. S6 и S8 описывают другие клеточные реакции на механическую деформацию, но не содержат необходимых измерений показателей кожи или сравнения воздействий в разное время суток. Таким образом, приведённые результаты поиска не подтверждают эту предпосылку; это также не доказывает её ошибочность.S1S4S6S8

Тот же вопрос после исключения части, которую прочитанные материалы не подтверждают:

• При одинаковом суммарном воздействии зависят ли стойкие повреждения кожи от порядка повторных нагрузок, интервалов между ними или времени суток?
• При нормальных показателях кожи в покое и одинаковом суммарном воздействии зависит ли восстановление после повторных нагрузок от времени воздействий?

• Повреждение зависит только от суммарного воздействия При таком результате каждое воздействие вносит определённый вклад в повреждение, который складывается с предыдущими вкладами независимо от порядка воздействий и времени восстановления. Поэтому в этой модели одинаковое суммарное воздействие приводило бы к одинаковому повреждению, а одного изменения порядка или времени воздействий было бы недостаточно для сохранения способности к восстановлению.
• Время воздействий влияет на накопленное повреждение При таком результате воздействие оставляет разные стойкие последствия в зависимости от восстановления между воздействиями или того, когда они происходят в суточном цикле. Поэтому для предсказания повреждения было бы недостаточно знать только величину суммарного воздействия, а разные графики воздействий при одинаковой суммарной величине могли бы по-разному влиять на функцию кожи.
• Обе модели недостаточно точно предсказывают повреждение При таком результате ни сложение вкладов отдельных воздействий, ни учёт их времени не позволяют достаточно точно объяснить сохраняющееся повреждение. Тогда по величине суммарного воздействия и графику воздействий было бы невозможно сделать вывод о сохранении способности к восстановлению.

Повторные нагрузки могут повреждать структурный материал тканей, что показано на связках и сухожилиях, однако эти данные не позволяют установить, как реагирует кожа [S1]. Если восстановление между воздействиями влияет на остаточное повреждение, то при одинаковой суммарной нагрузке результат может зависеть от времени воздействий. Именно этот предполагаемый механизм рассматривается в вопросе. В таком случае нормальных показателей в покое было бы недостаточно, чтобы подтвердить сохранность способности к восстановлению после следующей нагрузки. Если же повреждение зависит только от накопленной нагрузки, то в этой модели изменение времени воздействий при сохранении суммарной нагрузки не уменьшит повреждение. Смешение этих гипотез приведёт к ошибочной оценке того, какие выводы о функции кожи в долгосрочной перспективе можно сделать по нормальным показателям в покое и суммарной нагрузке.