آسیب برگشت‌پذیر سلولی

آسیب برگشت‌پذیر سلولی مرحله اولیه و تحت کشنده آسیب سلولی است که در آن ساختار و عملکرد سلول مختل می‌شود، اما اگر محرک آسیب‌رسان برداشته شود، سلول همچنان می‌تواند بهبود یابد. این آسیب از نظر مورفولوژیکی با تورم سلولی (تغییر هیدروپیک) و در برخی بافت‌ها با تغییر چربی، و از نظر بیوشیمیایی با کاهش ATP، نارسایی پمپ یونی و تجمع مایعات و متابولیت‌ها مشخص می‌شود. آسیب برگشت‌پذیر پیش از تغییرات برگشت‌ناپذیری رخ می‌دهد که سلول را به سمت مرگ سوق می‌دهد.

Definition

آسیب برگشت‌پذیر سلولی مرحله‌ای از آسیب سلولی است که در آن تغییرات عملکردی و ساختاری — به ویژه تورم سلولی و تغییر چربی ناشی از کاهش ATP و اختلال در تنظیم یون‌ها — در صورتی که محرک آسیب‌رسان قبل از نقطه بدون بازگشت برداشته شود، قابل بازیابی هستند.

Scope

این موضوع به مکانیسم‌های بیوشیمیایی آسیب تحت کشنده، دو بیان مورفولوژیکی اصلی آن (تورم سلولی و تغییر چربی)، و مفهوم آستانه که آسیب قابل بازیابی را از آسیب برگشت‌ناپذیر منجر به مرگ سلولی جدا می‌کند، می‌پردازد. این موضوع بر آسیب هیپوکسیک/ایسکمیک و اکسیداتیو به عنوان علل نمونه تمرکز دارد و به گذار به برگشت‌ناپذیری می‌پردازد، نه مسیرهای مرگ سلولی که در موضوعات مرتبط پوشش داده شده‌اند.

Core questions

• چه رویدادهای بیوشیمیایی آسیب تحت کشنده را قبل از نقطه بدون بازگشت تعریف می‌کنند؟
• چرا سلول متورم می‌شود و تغییر هیدروپیک چه معنایی دارد؟
• چه چیزی آسیب برگشت‌پذیر را از آسیب برگشت‌ناپذیر در سطح سلولی جدا می‌کند؟
• چگونه بازگرداندن جریان خون می‌تواند به طور متناقضی آسیب را بدتر کند؟

Key concepts

• تورم سلولی (تغییر هیدروپیک)
• تغییر چربی (استئاتوز)
• کاهش ATP و نارسایی پمپ یونی
• تجمع کلسیم درون سلولی
• گونه‌های فعال اکسیژن
• نقطه بدون بازگشت
• آسیب ایسکمی-خون‌رسانی مجدد

Mechanisms

شایع‌ترین علت آسیب برگشت‌پذیر، هیپوکسی است که اغلب ناشی از ایسکمی است و فسفوریلاسیون اکسیداتیو را مختل کرده و ATP را کاهش می‌دهد. کاهش ATP پمپ سدیم غشای پلاسما را مختل می‌کند، بنابراین سدیم و آب وارد سلول می‌شوند و تورمی را ایجاد می‌کنند که تغییر هیدروپیک را تعریف می‌کند؛ شبکه آندوپلاسمی متسع شده و جدا شدن ریبوزوم‌ها سنتز پروتئین را کاهش می‌دهد. گلیکولیز بی‌هوازی pH داخل سلولی را کاهش داده و گلیکوژن را تحلیل می‌برد. اختلال در مدیریت کلسیم و تولید گونه‌های فعال اکسیژن استرس بیشتری را اضافه می‌کنند. اگر اکسیژن قبل از اینکه آسیب میتوکندری و غشا شدید شود، بازیابی شود، این تغییرات معکوس می‌شوند؛ در غیر این صورت، سلول از آستانه‌ای عبور می‌کند که با اختلال شدید میتوکندری و پارگی غشا به آسیب برگشت‌ناپذیر منجر می‌شود. خون‌رسانی مجدد به بافت ایسکمیک می‌تواند به طور متناقضی آسیب را از طریق فوران گونه‌های فعال اکسیژن و اضافه بار کلسیم تشدید کند.

Clinical relevance

آسیب برگشت‌پذیر زیربنای پتانسیل نجات بافت در صورت بازیابی خون‌رسانی یا اکسیژن‌رسانی است، اصلی که در شرایط ایسکمیک قلب، مغز و سایر اندام‌ها اهمیت دارد. تغییر چربی در کبد نشانگر آشنایی از استرس متابولیک و سمی است. این مدخل مکانیسم‌ها را برای مرجع توصیف می‌کند و معیارهای تشخیصی یا توصیه‌های درمانی ارائه نمی‌دهد.

Evidence & guidelines

توضیحات مکانیکی در اینجا بر پاتولوژی و فیزیولوژی تجربی استوار است که در مراجع استاندارد تثبیت شده است؛ اهمیت بالینی پنجره برگشت‌پذیر با تحقیقات گسترده در مورد آسیب ایسکمی-خون‌رسانی مجدد نشان داده شده است، اگرچه هیچ دستورالعمل واحدی مفهوم در سطح سلولی را پوشش نمی‌دهد.

History

مطالعه بیوشیمیایی آسیب برگشت‌پذیر از طریق پاتولوژی تجربی اواسط و اواخر قرن بیستم توسعه یافت، که از مدل‌های ایسکمی کنترل‌شده برای ترسیم توالی کاهش ATP، تغییرات یونی و تورم و تعریف نقطه مورفولوژیکی و عملکردی که در آن آسیب برگشت‌ناپذیر می‌شود، استفاده کرد. کارهای بعدی در مورد گونه‌های فعال اکسیژن و خون‌رسانی مجدد درک چگونگی گذار به مرگ سلولی را بهبود بخشید.

Debates

دقیقاً چه چیزی نقطه بدون بازگشت را مشخص می‌کند؟

اختلال شدید میتوکندری و از دست دادن یکپارچگی غشا به طور گسترده‌ای به عنوان نشانه‌های برگشت‌ناپذیری در نظر گرفته می‌شوند، اما شناسایی یک آستانه دقیق و قابل اندازه‌گیری که یک سلول قابل نجات را از یک سلول محکوم به مرگ جدا می‌کند، همچنان دشوار است و به نوع سلول و عامل آسیب‌رسان بستگی دارد.

Key figures

• Benjamin Trump
• Derek Yellon
• Derek Hausenloy

Seminal works

• kumar-robbins-2020
• hausenloy-yellon-2013

Frequently asked questions

اولین نشانه آسیب برگشت‌پذیر سلولی زیر میکروسکوپ چیست؟

تورم سلولی، که به آن تغییر هیدروپیک یا واکوئلی نیز گفته می‌شود، اولین و شایع‌ترین تظاهر مورفولوژیکی است که نشان‌دهنده نارسایی پمپ‌های یونی وابسته به انرژی و ورود آب است.

آیا یک سلول می‌تواند پس از نقطه بدون بازگشت بهبود یابد؟

خیر. طبق تعریف، نقطه بدون بازگشت نشان‌دهنده گذار به آسیب برگشت‌ناپذیر است، که پس از آن سلول حتی اگر محرک اولیه برداشته شود و خون‌رسانی مجدد برقرار شود، خواهد مرد.