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Herausgeber-Chefredakteur: C. Michael Gibson, M.S., M.D.

In der Zellbiologie und Pathophysiologie bezieht sich die zelluläre Adaptation auf Veränderungen, die eine Zelle als Reaktion auf ungünstige Umweltveränderungen vornimmt. Die Anpassung kann physiologisch(al) (normal) oder pathologisch(al) (anormal) sein. Zu den fünf Hauptarten der Anpassung gehören Atrophie, Hypertrophie, Hyperplasie, Dysplasie und Metaplasie.

Atrophie ist eine Abnahme der Zellgröße. Wenn genügend Zellen in einem Organ verkümmern, nimmt das gesamte Organ an Größe ab. Die Thymusatrophie während der frühen menschlichen Entwicklung (Kindheit) ist ein Beispiel für eine physiologische Atrophie. Die Atrophie der Skelettmuskulatur ist eine häufige pathologische Anpassung an die Nichtnutzung der Skelettmuskulatur (allgemein als „Atrophie durch Nichtnutzung“ bezeichnet). Zu den Geweben und Organen, die besonders anfällig für Atrophie sind, gehören Skelettmuskel, Herzmuskel, sekundäre Geschlechtsorgane und das Gehirn.

Hypertrophie ist eine Zunahme der Zellgröße. Wenn genügend Zellen eines Organs hypertrophieren, wird das ganze Organ größer. Das Herz und die Nieren sind besonders anfällig für Hypertrophie. Bei der Hypertrophie kommt es eher zu einer Zunahme des intrazellulären Proteins als des Zytosols (intrazelluläre Flüssigkeit). Hypertrophie kann durch mechanische Signale (z. B. Dehnung) oder trophische Signale (z. B. Wachstumsfaktoren) verursacht werden. Ein Beispiel für physiologische Hypertrophie ist die Skelettmuskulatur bei anhaltender Gewichtsbelastung. Ein Beispiel für eine pathologische Atrophie ist der Herzmuskel als Folge von Bluthochdruck.

Hyperplasie ist eine Zunahme der Anzahl der Zellen. Sie ist das Ergebnis einer vermehrten Zellmitose oder Zellteilung. Die beiden Arten der physiologischen Hyperplasie sind die kompensatorische und die hormonelle Hyperplasie. Die kompensatorische Hyperplasie ermöglicht die Regeneration von Gewebe und Organen. Sie kommt häufig bei Epithelzellen der Epidermis und des Darms, Leberhepatozyten, Knochenmarkzellen und Fibroblasten vor. In geringerem Maße kommt sie in Knochen-, Knorpel- und glatten Muskelzellen vor. Hormonelle Hyperplasie tritt hauptsächlich in Organen auf, die von Östrogen abhängig sind. So kommt es beispielsweise nach einer Schwangerschaft zu einer Hyperplasie und Hypertrophie der östrogenabhängigen Gebärmutterzellen. Eine pathologische Hyperplasie ist eine anormale Zunahme der Zellteilung. Eine häufige pathologische Hyperplasie bei Frauen tritt in der Gebärmutterschleimhaut auf und wird Endometriose genannt.

Die Dysplasie bezieht sich im Allgemeinen auf abnorme Veränderungen der Zellform, -größe und/oder -organisation. Die Dysplasie wird nicht als echte Anpassung betrachtet, sondern man geht davon aus, dass sie mit der Hyperplasie verwandt ist und wird manchmal als „atypische Hyperplasie“ bezeichnet. Zu den Geweben, die für Dysplasie anfällig sind, gehören Zervix- und Atmungsepithelien. Dysplasie tritt häufig in der Nähe von Krebszellen auf und kann an der Entstehung von Brustkrebs beteiligt sein.

Metaplasie tritt auf, wenn eine differenzierte Zelle eines bestimmten Typs durch einen anderen Zelltyp ersetzt wird, der weniger differenziert sein kann. Es handelt sich um einen reversiblen Prozess, von dem man annimmt, dass er durch die Reprogrammierung von Stammzellen verursacht wird. Stammzellen finden sich in Epithelien und im embryonalen Mesenchym des Bindegewebes. Ein bekanntes Beispiel für eine Metaplasie sind die Veränderungen in den Atemwegen als Reaktion auf das Einatmen von Reizstoffen wie Smog oder Rauch. Die Bronchialzellen wandeln sich von einem schleimabsondernden, flimmernden, säulenförmigen Epithel zu einem nicht flimmernden Plattenepithel um, das keinen Schleim mehr absondern kann. Diese umgewandelten Zellen können dysplasisch oder krebsartig werden, wenn der Stimulus (z. B. Zigarettenrauchen) nicht beseitigt wird.