Zellwanderung

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 25. November 2017
Startseite » Krankheiten » Zellwanderung

Um ihre Funktion im Körper zu erfüllen, müssen sich manche Zellen von einem Ort zum anderen bewegen. Bei dieser Zellwanderung bedienen sie sich zelleigener Strukturen und werden gleichzeitig von fremden Stoffen angelockt. Fehlgeleitete Zellen tragen zum Entstehen und Verschlimmern von Erkrankungen wie Krebs, multipler Sklerose und Arteriosklerose bei.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Zellwanderung?

Der Terminus "Zellwanderung" bezeichnet die Bewegung einer Zelle innerhalb des Organismus. Die Mehrzahl der Zellen ist ständig in Bewegung. Bei der Zellwanderung gibt es ungerichtete Wanderbewegungen und zielgerichtete, je nachdem, um welche Art Zelle es sich dabei handelt und welche Aufgabe sie zu erfüllen hat (Aufbau von neuem Gewebe, Abwehr von Krankheitserregern etc.).

Zielgerichtete Bewegungen erfolgen meist durch Auslöser wie bestimmte Lockstoffe. Viele Zellwanderungen sind für den Organismus nützlich. Andere wiederum sorgen für das Entstehen von Krankheiten oder verschlimmern bestehende Erkrankungen. Mitunter wird sogar ein- und dasselbe Molekül für unterstützende und schädigende Zellwanderungen genutzt.

Bei der Zellmigration bewegen sich die Zellen auf unterschiedliche Weise fort. In Phase 1 der Bewegung streckt die Zelle beispielsweise ihre Fortsätze aus und verhakt einige davon im Substrat. So legt sie die Richtung ihrer Bewegung fest. In Phase 2 ziehen die verankerten Fortsätze die Zelle in die vorgegebene Richtung und lösen sich dann wieder. Die Richtung der Zellwanderung wird durch den in jeder Zelle vorhandenen Golgi-Apparat bestimmt.

Dank moderner Laser-Mikroskopie und innovativer Verfahren der Protein-Markierung kann die Zellwanderung heute detailliert untersucht werden.

Funktion & Aufgabe

Die Zellwanderung hat unterschiedliche Ziele. Die im Embryo vorhandenen Keimbahnzellen wandern dorthin, wo sich später das jeweilige Geschlechtsorgan bildet. Bei den Keimbahnzellen des Zebra-Fisch Embryos beispielsweise (an dem die bislang noch recht unbekannte Zellwanderung bereits umfangreicher erforscht wurde) erfolgt die Zellwanderung mithilfe der Proteine, die die Blastomere ursprünglich zusammen hielten (E-Cadherine), des Transkriptionsfaktors Oct4 und des epidermalen Wachstumsfaktors EGF. Die ehemaligen Blastomere heften sich mit den klebrigen E-Cadherinen an die Nachbarzellen und ziehen sich an ihnen entlang. Andere Zellen wandern zu ihrem Zielort und schließen sich dort mit weiteren Zellarten zu einem Zellverband (Organ) zusammen.

Immunzellen treiben zuerst ziellos in der Blutbahn und stürzen sich dann auf Krankheitserreger, um sie zu beseitigen: Leukozyten nutzen Chemokin Rezeptoren wie Cxcr4b, um gefährliche Erreger aufzuspüren. Chemokine sind Moleküle, die bei der Zellwanderung als Wegweiser fungieren. Andere Leukozyten reparieren die durch Arteriosklerose geschädigte Gefäß-Innenwand. Sie bewegen sich mit dem Blutstrom fort und heften sich an die Zellen der Gefäßwand. Dann tasten sie mit ihren Fortsätzen die Wand-Oberfläche ab. Nehmen sie das chemische Signal einer entzündeten Zelle wahr, machen sie sich flacher und versuchen, die Grenze zwischen den Gefäßwand-Zellen zu passieren. Dabei imitieren sie, so wird vermutet, das chemische Signal der entzündeten Zelle, das ihnen als Schlüssel dient.

Hier finden Sie Ihre Medikamente:

Krankheiten & Beschwerden

Wandern Zellen im Körper nicht so, wie es eigentlich ihre Aufgabe wäre, kommt es zu Krankheiten. Enzyme wie die Matrix-Metalloproteasen (MMP) machen Gefäßwände und Gewebe so löcherig, dass fehlgeleitete Zellen sie passieren können. Der für die Wanderung von Zebrafisch-Keimbahnzellen verantwortliche Faktor SDF-1 wird auch für schädigende "Arbeiten" im Körper genutzt: Er ist ebenfalls an der Bildung von Krebs-Metastasen, dem Entstehen von Arthritis und der Ausbreitung der HIV-Infektion im Körper beteiligt.

Im Zellinnern der metastasierten Zellen mancher Krebsarten befinden sich MAPKs, Proteine, die die Zellwanderung auslösen, die Zellteilung initiieren und sogar für die Entartung der Zellen verantwortlich sind. Die MAP Kinasen werden durch ein Protein namens STYX (Pseudophosphatase) im Zellkern festgehalten. Wird das Enzym zerstört, zerteilt sich auch der Golgi-Apparat der Zelle, sodass die Zelle zu keiner zielgerichteten Wanderung mehr fähig ist. Da sich beispielsweise bei Brustkrebs-Patientinnen ein stark erhöhter Anteil des STYX-Proteins findet, geht die Wissenschaft davon aus, dass ein wirksames Krebsmedikament so beschaffen sein müsste, dass es das STYX ausschaltet, um die Metastasierung des Krebses zu verhindern.

Eine entscheidende Rolle bei der Wanderung von Krebszellen spielt offenbar auch der epidermale Wachstumsfaktor EGF. Wird sein Rezeptor durch eine Mutation zerstört, ist EGF dauer-aktiv: Er regt die Krebszellen permanent zum Wandern an. Hautkrebs-Zellen haben eine spezielle Art entwickelt, die Zellwanderung durchzuführen. Sie stülpen einfach Bläschen nach außen und strukturieren dabei ihr biegsames Zellskelett um.

Bei der multiplen Sklerose werden Immunzellen umprogrammiert, sodass sie nicht nur schädigende Erreger, sondern auch gesunde Zellen angreifen. Die Erreger bilden auf ihrer Zelloberfläche Strukturen, die denen körpereigener Zellen ähneln und locken so die Abwehrzellen an. Fressen diese sie dann, prägen sich die Immunzellen die Molekülstruktur ein und greifen anschließend auch gesunde körpereigene Zellen an.

Die transformierten Immunzellen bewegen sich noch aggressiver durch den Körper, da sie nun über noch mehr Moleküle verfügen, mit denen sie sich durch Gewebe hindurch bewegen können. Sogar die Blut-Hirn-Schranke, die für die meisten Stoffe unüberwindbar ist, kann von ihnen passiert werden. Im Gehirn greifen sie gesundes Gewebe an und lösen damit die von MS-Patienten so gefürchteten Schübe aus: Sie deaktivieren die Zellen, die die schützende Myelin-Schicht um die Nervenzellen aufbauen. Dadurch werden die Nervenzellen nachhaltig geschwächt und die Weiterleitung von Informationen gestört.

Komplikationen

Eine Zellwanderung ist ein natürlicher körpereigener Vorgang, der normalerweise keine Komplikationen hervorruft. Wandern die Zellen im Körper jedoch nicht so wie vorgesehen, können Krankheiten auftreten. Abhängig davon, an welcher Stelle im Körper eine Fehlleitung der Zellen auftritt, kann dies zu harmlosen vorübergehenden Beschwerden, aber auch zu schweren Erkrankungen wie zum Beispiel Krebs oder Multipler Sklerose führen.

Begünstigt werden fehlgeleitete Zellen durch Enzyme wie Matrix-Metalloproteasen. Diese schädigen Gefäßwände und Gewebe und ermöglichen dadurch eine Fehlleitung der Zellen in andere Körperregionen. Auch andere Enzyme und Stoffe können eine Zellwanderung hervorrufen und somit Erkrankungen wie Arthritis und Krebs begünstigen. Auch die Ausbreitung von HI-Viren im Körper wird durch fehlgeleitete Zellen gefördert.

Ebenso besteht ein erhöhtes Risiko für multiple Sklerose, Nervenschädigungen und unzählige weitere Erkrankungen und Symptome, die jeweils mit schwerwiegenden Komplikationen verbunden sind. Die Zellwanderung selbst ist dabei unproblematisch, die Prozesse, die dadurch in Gang gesetzt werden, haben jedoch schwerwiegende Folgen auf die Gesundheit. Eine Behandlung der Zellwanderung ist nicht möglich, da diese innerhalb der kleinsten Moleküle stattfindet und die Fehlleitungen zufällig stattfinden.

Bücher über Multiple Sklerose

Quellen

  • Arasteh, K., et. al.: Innere Medizin. Thieme, Stuttgart 2013
  • Hahn, J.-M.: Checkliste Innere Medizin. Thieme, Stuttgart 2013
  • Herold, G.: Innere Medizin. Selbstverlag, Köln 2016

Diese Seite teilen:

Das könnte Sie auch interessieren:

Bekannt aus: