Abstract des Autors

Körperliche Belastung beschreibt einen physiologischen Reiz, welcher eine Vielzahl physiologischer und biologischer Reaktionen hervorruft, die von der Steigerung der Ausdauerleistungsfähigkeit bis zur Erhöhung der Muskelkraft reichen. Im Detail kann argumentiert werden, dass Bewegung die mechanische Belastung des Gewebes erhöht, um gezielt biologische Prozesse zu kontrollieren.
Dieser Zusammenhang ist belegt für das Endothelzellsystem,welches durch (belastungsabhängige) Scherkräfte beeinflusst wird. Scherkräfte resultieren in einer Aktivierung proteolytischer Enzyme, die als Proteasen bekannt sind. Diese Proteasen sind in der Lage, die zentrale mechanosensitive Einheit, die Extracellular Matrix (ECM), umzubauen. Der Umbau bedingt die Freisetzung definierter Spaltfragmente, welche wiederum biologische Prozesse vermitteln, z. B. AngiogeneseInhibition.
Dieses Mini-Reviewbeschreibt (i) die Hauptkomponenten dieser Umbaukaskade und diskutiert den Einfluss körperlicher Belastung auf Mechanismen dieses Umbaus. Weiterhin ist neben dem Endothelzellsystem auch das Skelettmuskelgewebe konstant einer mechanischen Belastung ausgesetzt. Aus diesem Grunde will dieses Mini-Review weiterhin die Effekte (belastungsinduzierten) ECM-Umbaus und die Konsequenzen auf das Skelettmuskelgewebe diskutieren.

Abstract des Autors

Physical exercise evokes mechanical loading conditions and thereby controls a diversity of physiological and biological reactions ranging from improved endurance capacity to increased muscle strength.
This holds true for the endothelial cell system, which is controlled by exercise-dependent shear forces and for the skeletal muscle system subjected to mechanical loading. Shear forces/mechanical loading result in the activation of proteolytic enzymes, called proteases, which are capable of remodeling the central mechanosensitive cell scaffold, the extracellular matrix (ECM). Remodeling of ECM components evokes the release of cleavage fragments. These cleavage fragments in turn exert defined biological functions, such as angiogenesis modulation, nitric oxide generation or muscle regulation.
This mini-review (i) describes the main players involved in this processing cascade and discusses the influence of physical exercise on mechanisms of ECM remodeling in the endothelial cell and muscle systems and (ii) discusses influences of societal challenges, such as aging or chronic diseases on ECM remodeling.