综述：化学物种转运与转化在人类病理生理学生物物理学中的作用

这篇综述深入探讨了化学物种转运（扩散/对流）与生化/生物物理转化在胃肠道（GI）和免疫系统中的核心作用，揭示了其在胃食管反流病（GERD）和过敏反应等疾病中的机制。通过整合生物物理（如机械应力、粘弹性）与生化（如NF-κB信号、细胞因子分泌）视角，为开发靶向干预策略（如PPIs治疗GERD、调控T细胞机械传感）提供了新思路。

　　

化学物种转运与转化在人类病理生理学中的角色

胃肠道疾病发病机制中的物种转运与转化

胃食管反流病（GERD）的发病机制展现了生物物理力学的精妙失衡。正常状态下，食管下括约肌（LES）通过平滑肌张力形成压力梯度，防止胃内容物反流。但当LES因肥胖、妊娠等导致腹内压升高时，其机械完整性被破坏，胃酸（H⁺）和胃蛋白酶通过扩散和对流反向涌入食管。

黏膜防御系统的崩溃进一步加剧损伤：黏液层粘度降低使酸渗透性增加，碳酸氢盐（HCO₃^-）转运减少削弱中和能力，紧密连接破坏导致上皮通透性升高。持续的酸暴露触发炎症级联反应，通过机械信号（如YAP通路）驱动组织纤维化，最终可能进展为癌前病变。

免疫疾病中的生物物理调控

免疫系统的功能依赖于化学梯度（如趋化因子）和机械力（如剪切应力）的协同作用。以过敏反应为例，树突细胞摄取抗原后，通过MHC-II分子呈递激活T_H2细胞，后者释放IL-4等细胞因子促使B细胞产生IgE。IgE与肥大细胞表面FcεRI结合后，再次接触过敏原时触发脱颗粒，释放组胺和白细胞三烯，导致血管通透性增加和支气管收缩。

T细胞的活化同样受力学调控：TCR-pMHC相互作用时产生的机械张力影响免疫突触形成，而细胞外基质（ECM）刚度通过整合素信号调节巨噬细胞极化。内皮细胞对血流剪切力的感知进一步调控白细胞迁移，揭示力学环境如何塑造免疫应答的时空动态。

治疗启示与未来方向

现有疗法如质子泵抑制剂（PPIs）通过阻断H⁺/K⁺-ATP酶减少胃酸分泌，但针对GERD中LES生物力学缺陷的修复策略仍有待开发。免疫疾病领域则探索通过调控ECM刚度或阻断机械敏感通路（如Hippo-YAP）干预病理重塑。跨学科技术（如高分辨率力学成像、计算模型）将加速揭示这些复杂互作的分子细节，为精准医疗开辟新途径。