Zellfortbewegung

Zellfortbewegung bezeichnet die Fähigkeit von Zellen, sich aktiv durch ihr Umfeld zu bewegen. Sie ist fundamental für die Embryonalentwicklung, die Immunantwort, die Wundheilung und die Ausbreitung von Krebszellen. Die Motilität kann als Einzelzellbewegung oder als kollektive Migration von Zellverbänden auftreten.

Bei vielen tierischen Zellen erfolgt die Fortbewegung durch Umstrukturierung des Aktin-Zytoskeletts. Protrusionen wie Lamellipodien und Filopodien treiben die Membran nach vorn; Haftpunkte werden durch Integrine vermittelt. Durch Myosin-II-durchsetzte Kontraktion entstehen Zugkräfte, die die Zelle vorwärts ziehen. Wiederholte Bildung und Auflösung von Adhäsionskomplexen ermöglicht Vorwärtsbewegung. Zusätzlich treten Flagellen oder Cilien in bestimmten Zellen (z. B. Spermien, Einzeller) auf und erzeugen durch wellenartige oder rotationale Bewegungen.

Zellwanderung kann in verschiedenen Modi erfolgen: amoeboidische Fortbewegung mit Pseudopodien; mesenchymale Migration mit Gewebeunterlage; kollektive Migration in Gewebesheets; sowie Bewegungen von Zellen mit Geißeln oder Cilien in Einzellern.

Die Orientierung erfolgt über Leit- und Navigationssignale. Rho-Familie GTPasen (Rac1, Cdc42, RhoA) steuern Protrusion, Haftung und Kontraktion. Chemotaktische, haptotaktische und durotaktische Reize sowie die Beschaffenheit und Zusammensetzung der extrazellulären Matrix beeinflussen Richtung und Geschwindigkeit.

Relevanz: Motilität ist wesentlich für Organentwicklung, Immunüberwachung und Wundheilung; Fehlregulation kann zur invasiven Tumorbildung beitragen. Pflanzenzellen zeigen in der Regel keine aktive Gewebemotilität aufgrund der Zellwand, während in einigen Algen Cytoplasmaströmungen vorkommen; Bakterien nutzen oft rotierende Flagellen.