Какво се случва с клетките по време на измръзване?

По време на измръзване клетките претърпяват няколко увреждащи процеса, които могат да доведат до смърт и загуба на тъкани:

1. Образуване на ледени кристали :Екстремният студ причинява замръзване на водата в клетките и извънклетъчните пространства, което води до образуването на ледени кристали. Тези остри ледени кристали могат механично да разрушат клетъчните структури, включително клетъчната мембрана, органелите и цитоскелетните компоненти.

2. Дехидратацията :Тъй като водните молекули се изтеглят от клетките, за да образуват ледени кристали, клетките се дехидратират. Тази загуба на вода може да наруши нормалните клетъчни функции, което води до метаболитен дисбаланс, ензимна дисфункция и денатурация на протеини. Дехидратацията също води до увеличаване на концентрацията на разтворени вещества в клетките, създавайки осмотичен дисбаланс, който може допълнително да увреди клетъчните структури.

3. Исхемия :Измръзването може да доведе до образуване на кръвни съсиреци и свиване на кръвоносните съдове, намалявайки притока на кръв към засегнатата област. Тази исхемия лишава клетките от кислород и основни хранителни вещества, което води до хипоксия и енергийно изчерпване. Липсата на кислород може да причини оксидативен стрес, генерирайки свободни радикали, които допълнително увреждат клетъчните компоненти.

4. Възпалителна реакция :Измръзването предизвиква възпалителен отговор в тялото, насочен към заздравяване на увредената тъкан. Въпреки това, прекомерното и продължително възпаление може да допринесе за разрушаване на тъканите. Освобождаването на възпалителни медиатори, като цитокини и реактивни кислородни видове, може да причини допълнително увреждане на клетките и околните тъкани.

5. Апоптоза и некроза :При тежко измръзване клетките могат да претърпят апоптоза (програмирана клетъчна смърт) или некроза (нерегулирана клетъчна смърт). Апоптозата включва активиране на специфични клетъчни пътища, които водят до контролирано разрушаване на клетката. Некрозата, от друга страна, се характеризира с неконтролирано клетъчно разпадане и изтичане на клетъчно съдържание, което води до увреждане на тъканите и възпаление.

6. Реперфузионно увреждане :Ако кръвоснабдяването на измръзналата област се възстанови твърде бързо, това може да доведе до реперфузионно увреждане. Това се случва, когато внезапният приток на наситена с кислород кръв в исхемичните тъкани генерира изблик на свободни радикали и възпалителни медиатори, причинявайки допълнително увреждане на клетките.

Степента на клетъчно увреждане и загуба на тъкан при измръзване зависи от няколко фактора, включително тежестта и продължителността на излагане на студ, както и цялостното здраве на индивида и способността му да понася екстремни ниски температури.