Che cos'è l'ipossia cellulare?
La deprivazione di ossigeno a livello cellulare è chiamata ipossia cellulare. A meno che non venga corretta o invertita, la funzione intracellulare cessa, portando infine alla morte cellulare. A seconda dell'entità dell'esaurimento, le cellule possono segnalare chimicamente meccanismi sistemici che tentano di compensare la mancanza di energia e ossigeno. Lesioni e malattie possono iniziare l'ipossia cellulare. Il trattamento dell'ipossia cellulare comporta la sostituzione di ossigeno, liquidi e nutrizione.
Senza un'adeguata fornitura di ossigeno, il trasporto di elettroni all'interno della cellula non funziona correttamente. Gli elettroni si accumulano, causando una progressione complessa di guasti cellulari. I mitocondri, l'organello che produce energia all'interno delle cellule, perde il potenziale di membrana e smette di produrre adenosina trifosfato (ATP). Non avendo una fornitura costante di nutrizione, le cellule riducono le riserve di ATP. Questa azione potrebbe anche innescare un processo infiammatorio, creando danni ai tessuti.
Le cellule emettono segnali chimici che incoraggiano il flusso sanguigno nel tentativo di ottenere più ossigeno. Si formano acido lattico e ossido nitrico, causando un ambiente acido. Gli impulsi elettrici inefficaci colpiscono i lisosomi che cessano di metabolizzare i prodotti di scarto cellulare. L'accumulo di elettroni interferisce anche con l'attività della pompa sodio-potassio, permettendo al potassio di inondare in spazi cellulari extra e il sodio e l'acqua penetrano nella cellula, causando a sua volta edema cellulare e possibile rottura. L'ipossia cellulare altera anche le riserve di calcio cellulare necessarie per il corretto funzionamento della membrana e il rilascio di neurotrasmettitori all'interno della cellula.
Il danno alla membrana innesca il rilascio di enzimi che iniziano a digerire la cellula. Non avendo membrana protettiva, la cellula muore, causando l'ingresso di rifiuti, enzimi e altri prodotti chimici nel flusso sanguigno. L'acido lattico e l'ossido nitrico in quantità sufficienti provocano risposte sistemiche. L'acido lattico riduce la capacità di contrazione del cuore. I segnali acidi desensibilizzano anche le arteriole, diminuendo la risposta vascolare agli ormoni del sistema nervoso centrale. L'ossido nitrico provoca vasodilatazione, aumenta la permeabilità capillare e avvia meccanismi di coagulazione per inibire la perdita di sangue. I segni esteriori dell'ipossia possono includere un aumento della frequenza respiratoria mentre il corpo si sforza di sostituire l'ossigeno.
L'ipossia è causata da qualsiasi circostanza che interferisce con l'accesso all'ossigeno, inclusi trauma da forza contundente, perdita di liquidi e danni ai tessuti a causa di una pressione prolungata. Anche le malattie che impediscono il normale flusso sanguigno o riducono l'assunzione di ossigeno contribuiscono all'ipossia cellulare. Alcuni ricercatori ritengono che mantenere una dieta ricca di grassi polinsaturi riduca la permeabilità della membrana e la capacità delle cellule di assorbire ossigeno. Gli scienziati ipotizzano che le cellule affamate di ossigeno e i processi che seguono possano creare ambienti che incoraggiano la crescita tumorale cancerosa.
Il trattamento e la gestione dell'ipossia comportano misure di assistenza generale. L'ossigeno supplementare e i fluidi per via endovenosa prevengono ulteriori danni alle cellule e incoraggiano la replicazione cellulare garantendo un flusso sanguigno adeguato e l'apporto di ossigeno. Fornire una nutrizione orale o endovenosa aiuta le cellule ad acquisire i nutrienti necessari per la funzione cellulare. Gli operatori sanitari potrebbero anche prescrivere farmaci che inibiscono il processo infiammatorio.