Auch Zellen brauchen man eine Pause: Quiescence
Zellruhe oder Quiescence ist ein faszinierender Zustand, in dem Zellen nicht aktiv proliferieren, aber bereit sind, in Aktion zu treten, wenn sie benötigt werden. Dieser Zustand ist besonders relevant für Stammzellen, die im Laufe des Lebens des Organismus in einem ruhenden Zustand verweilen, bis sie zur Reparatur oder Regeneration von Geweben aufgerufen werden.
Im Kontext des Alterns spielt die Zellruhe eine doppelte Rolle. Einerseits schützt sie Stammzellen vor exzessiver Teilung und damit vor der Erschöpfung ihrer regenerativen Kapazität. Dieser Schutz ist wichtig, um die Langlebigkeit und Gesundheit des Organismus zu gewährleisten, da Stammzellen eine entscheidende Rolle bei der Gewebereparatur und -erneuerung spielen. Andererseits kann eine zu lange andauernde Zellruhe dazu führen, dass Zellen weniger effizient reagieren, wenn sie zur Regeneration benötigt werden, was zur Alterung von Geweben und Organen beiträgt.
Quiescence wird durch eine komplexe Regulierung von Signalwegen gesteuert, darunter der p53- und der mTOR-Signalweg. Diese Signalwege entscheiden darüber, ob eine Zelle im ruhenden Zustand bleibt oder in den Zellzyklus eintritt und sich teilt. Störungen in diesen Signalwegen können entweder zu einer übermäßigen Zellteilung, wie bei Krebs, oder zu einer unzureichenden Regeneration, wie bei altersbedingten Degenerationen, führen.
Interessanterweise zeigen Forschungen, dass Quiescence auch als Schutzmechanismus gegen zellulären Stress dient. Ruhende Zellen sind widerstandsfähiger gegenüber DNA-Schäden und oxidativem Stress, was sie vor den schädlichen Auswirkungen des Alterns schützt. Gleichzeitig ist es jedoch von entscheidender Bedeutung, dass diese Zellen bei Bedarf wieder aktiviert werden können, um geschädigte oder alternde Gewebe zu reparieren.
Ein praktisches Beispiel ist die Reaktivierung ruhender Stammzellen in der Haut zur Wundheilung. Während die Zellen im normalen Zustand inaktiv sind, können sie durch bestimmte Signale zur Zellteilung angeregt werden, um die Heilung zu fördern und das Gewebe zu regenerieren.
Quellen:
- Cheung, T. H., & Rando, T. A. (2013). Molecular regulation of stem cell quiescence. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 14(6), 329-340. DOI: 10.1038/nrm3591
- Coller, H. A. (2011). What’s taking so long? S-phase entry from quiescence versus proliferation. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 12(10), 709-712. DOI: 10.1038/nrm3213
- Li, L., & Clevers, H. (2010). Coexistence of quiescent and active adult stem cells in mammals. Science, 327(5965), 542-545. DOI: 10.1126/science.1180794
