Zellwachstum

Zellwachstum bezeichnet die Zunahme der Größe einer Zelle durch biosynthetische Prozesse, oft begleitet von einer Zunahme der Zellzahl durch Zellteilung. In der Biologie unterscheidet man zwischen Hypertrophie (Vergrößerung einzelner Zellen) und Hyperplasie (Zellvermehrung); beide Prozesse tragen zum Größenwachstum von Geweben und Organen bei.

Die Steuerung des Zellwachstums erfolgt durch den Zellzyklus und Signale von Wachstumshormonen, Nährstoffen und Wachstumsfaktoren. Zentrale Signalwege umfassen den mTOR-Weg, MAPK/ERK und PI3K/Akt, die Proteinsynthese, Zellteilung und Biomasseaufbau regulieren. Die Verfügbarkeit von Ressourcen wie Aminosäuren, Glukose und Energie ist entscheidend.

Bei Einzellern wie Bakterien erfolgt Wachstum primär durch Zellteilung (binäre Spaltung). Das Wachstumsverhalten in Kulturen zeigt typischerweise Lag-, Log-, Stationär- und Absterbephasen; die Generationszeit hängt von Temperatur, Nährstoffen und Umweltbedingungen ab und wird oft über Messungen der optischen Dichte oder Colony-Forming Units erfasst.

Umwelt- und stoffwechselbedingte Faktoren beeinflussen Zellwachstum stark. Nährstoffmangel, extreme Temperaturen, pH, Salzgehalt, Sauerstoffverfügbarkeit und Stressbedingungen können Wachstumsraten reduzieren oder Zelltod fördern. In Geweben ist Zellteilung eng verknüpft mit Entwicklung, Regeneration und Heilung, während unkontrolliertes Wachstum ein Kennzeichen von Krebs sein kann.

Zellwachstum ist ein grundlegender Prozess in Biologie, der sowohl in der Entwicklung von Organismen als auch in der Physiologie der Gewebeheilung eine Rolle spielt. Das Verständnis der Wachstumsregulation hat Anwendungen in Medizin, Landwirtschaft und Biotechnologie.