As células navegam em ambientes complexos sentindo e respondendo a sinais físicos e químicos. Aqui estão várias maneiras pelas quais as células evitam obstáculos enquanto se movem:

1. Contato direto: As células podem usar sua membrana externa ou estruturas especializadas, como filopódios ou microvilosidades, para entrar em contato direto e sentir as propriedades físicas do ambiente. Quando uma célula encontra um obstáculo, ela pode “sentir” fisicamente a barreira e ajustar seu movimento de acordo.

2. Detecção Química: As células frequentemente liberam moléculas sinalizadoras ou enzimas para sondar o ambiente. Ao detectar gradientes químicos ou a presença de moléculas específicas, as células podem detectar obstáculos e escolher caminhos alternativos. Por exemplo, algumas células são atraídas por nutrientes ou repelem substâncias nocivas, orientando o seu movimento para longe de obstáculos.

3. Polaridade e direção: Muitas células têm uma morfologia polarizada com uma borda de ataque e uma borda de fuga. A vanguarda contém estruturas especializadas envolvidas na detecção e resposta ao ambiente. As células podem orientar seu movimento controlando dinamicamente a direcionalidade e a atividade dessas estruturas, permitindo-lhes navegar em torno de obstáculos.

4. Inibição de locomoção por contato: Algumas células exibem inibição de locomoção por contato, o que significa que seu movimento para ou muda de direção quando entram em contato com outra célula ou superfície. Este mecanismo ajuda a prevenir a superlotação e permite que as células se espalhem e explorem o ambiente de forma eficiente.

5. Mecanotransdução: As células podem sentir e responder às forças mecânicas do seu ambiente através de proteínas especializadas. Quando uma célula encontra um obstáculo, as vias de mecanotransdução podem desencadear alterações no citoesqueleto da célula, levando a ajustes na sua forma e movimento.

6. Aprendizagem e Adaptação: Com o tempo, as células podem aprender e adaptar-se ao ambiente, modificando o seu comportamento com base em interações anteriores com obstáculos. Esta “memória” pode ser mantida através de sinalização celular e alterações epigenéticas, permitindo que as células respondam de forma mais eficiente a obstáculos semelhantes no futuro.

7. Migração Coletiva: Em ambientes multicelulares, as células geralmente se movem coletivamente como um grupo. Ao coordenar os seus movimentos e trocar informações, as células podem sentir e responder aos obstáculos de forma mais eficiente. Esse comportamento coletivo pode envolver adesão célula-célula, células líderes e mecanismos de sinalização.

A combinação destes mecanismos permite que as células naveguem eficazmente em ambientes complexos, explorando o seu entorno e adaptando-se a vários obstáculos que podem encontrar durante a migração e outros processos celulares.