Vad händer med cellerna vid förfrysning?

Under förfrysning genomgår celler flera skadliga processer som kan leda till vävnadsdöd och förlust:

1. Iskristallbildning :Extrem kyla gör att vatten i cellerna och extracellulära utrymmen fryser, vilket resulterar i bildandet av iskristaller. Dessa skarpa iskristaller kan mekaniskt störa cellulära strukturer, inklusive cellmembranet, organellerna och cytoskelettkomponenterna.

2. Uttorkning :När vattenmolekyler dras ut ur cellerna för att bilda iskristaller blir cellerna uttorkade. Denna förlust av vatten kan störa normala cellulära funktioner, vilket leder till metabola obalanser, enzymdysfunktion och proteindenaturering. Dehydrering gör också att koncentrationen av lösta ämnen i cellerna ökar, vilket skapar en osmotisk obalans som ytterligare kan skada cellulära strukturer.

3. Ischemi :Frostskador kan leda till bildandet av blodproppar och sammandragning av blodkärlen, vilket minskar blodflödet till det drabbade området. Denna ischemi berövar cellerna syre och viktiga näringsämnen, vilket leder till hypoxi och energiutarmning. Bristen på syre kan orsaka oxidativ stress, vilket genererar fria radikaler som ytterligare skadar cellulära komponenter.

4. Inflammatorisk respons :Frostskador utlöser en inflammatorisk reaktion i kroppen, som syftar till att läka den skadade vävnaden. Däremot kan överdriven och långvarig inflammation bidra till vävnadsförstöring. Frisättningen av inflammatoriska mediatorer, såsom cytokiner och reaktiva syrearter, kan orsaka ytterligare skada på celler och omgivande vävnader.

5. Apoptos och nekros :Vid allvarliga köldskador kan celler genomgå apoptos (programmerad celldöd) eller nekros (oreglerad celldöd). Apoptos involverar aktivering av specifika cellulära vägar som leder till kontrollerad förstörelse av cellen. Nekros, å andra sidan, kännetecknas av okontrollerad cellulär sönderdelning och läckage av cellinnehåll, vilket leder till vävnadsskada och inflammation.

6. Reperfusionsskada :Om blodtillförseln till det frostbitna området återställs för snabbt kan det leda till reperfusionsskada. Detta inträffar när det plötsliga inflödet av syresatt blod till de ischemiska vävnaderna genererar en explosion av fria radikaler och inflammatoriska mediatorer, vilket orsakar ytterligare skador på cellerna.

Omfattningen av cellskador och vävnadsförlust vid förfrysning beror på flera faktorer, inklusive svårighetsgraden och varaktigheten av köldexponering, såväl som individens allmänna hälsa och förmåga att tolerera extrema kalla temperaturer.