Tổn thương tế bào có hồi phục

Tổn thương tế bào có hồi phục là giai đoạn sớm, dưới ngưỡng gây chết của tổn thương tế bào, trong đó cấu trúc và chức năng của tế bào bị rối loạn nhưng vẫn có thể phục hồi nếu loại bỏ tác nhân gây hại. Về mặt hình thái, nó được đặc trưng bởi sự sưng phồng tế bào (biến đổi thủy thũng) và, ở một số mô, thoái hóa mỡ; về mặt sinh hóa, bởi sự cạn kiệt ATP, suy giảm bơm ion và tích tụ dịch cùng các chất chuyển hóa. Tổn thương có hồi phục xảy ra trước những thay đổi không hồi phục, dẫn đến cái chết của tế bào.

Definition

Tổn thương tế bào có hồi phục là một giai đoạn tổn thương tế bào trong đó các biến đổi chức năng và cấu trúc — đáng chú ý là sưng phồng tế bào và thoái hóa mỡ do cạn kiệt ATP và rối loạn điều hòa ion — có thể phục hồi được nếu tác nhân gây hại được loại bỏ trước điểm không thể quay lại.

Scope

Chủ đề này bao gồm các cơ chế sinh hóa của tổn thương dưới ngưỡng gây chết, hai biểu hiện hình thái chính của nó (sưng phồng tế bào và thoái hóa mỡ), và khái niệm ngưỡng phân tách tổn thương có thể phục hồi khỏi tổn thương không hồi phục dẫn đến chết tế bào. Nó tập trung vào tổn thương do thiếu oxy/thiếu máu cục bộ và tổn thương oxy hóa như những nguyên nhân điển hình và đề cập đến sự chuyển tiếp sang trạng thái không hồi phục, chứ không phải các con đường gây chết tế bào, vốn được đề cập trong các chủ đề liên quan.

Core questions

• Những sự kiện sinh hóa nào xác định tổn thương dưới ngưỡng gây chết trước điểm không thể quay lại?
• Tại sao tế bào sưng phồng, và biến đổi thủy thũng có ý nghĩa gì?
• Điều gì phân biệt tổn thương có hồi phục với tổn thương không hồi phục ở cấp độ tế bào?
• Làm thế nào việc phục hồi lưu lượng máu có thể nghịch lý làm trầm trọng thêm tổn thương?

Key concepts

• Sưng phồng tế bào (biến đổi thủy thũng)
• Thoái hóa mỡ (steatosis)
• Cạn kiệt ATP và suy giảm bơm ion
• Tích tụ canxi nội bào
• Các loại oxy phản ứng
• Điểm không thể quay lại
• Tổn thương thiếu máu cục bộ-tái tưới máu

Mechanisms

Nguyên nhân phổ biến nhất của tổn thương có hồi phục là thiếu oxy, thường do thiếu máu cục bộ, làm giảm quá trình phosphoryl hóa oxy hóa và cạn kiệt ATP. ATP giảm làm suy yếu bơm natri ở màng plasma, khiến natri và nước đi vào tế bào, gây ra sự sưng phồng đặc trưng của biến đổi thủy thũng; lưới nội chất giãn nở và sự tách rời của ribosome làm giảm tổng hợp protein. Quá trình đường phân kỵ khí làm giảm pH nội bào và cạn kiệt glycogen. Rối loạn xử lý canxi và sự tạo thành các loại oxy phản ứng (reactive oxygen species) gây thêm căng thẳng. Nếu oxy được phục hồi trước khi tổn thương ty thể và màng trở nên nghiêm trọng, những thay đổi này sẽ đảo ngược; nếu không, tế bào sẽ vượt qua một ngưỡng được đánh dấu bằng rối loạn chức năng ty thể nghiêm trọng và vỡ màng, dẫn đến tổn thương không hồi phục. Tái tưới máu mô bị thiếu máu cục bộ có thể nghịch lý làm tăng tổn thương thông qua sự bùng phát các loại oxy phản ứng và quá tải canxi.

Clinical relevance

Tổn thương có hồi phục là cơ sở cho khả năng cứu vãn mô khi tưới máu hoặc oxy hóa được phục hồi, một nguyên tắc liên quan đến các tình trạng thiếu máu cục bộ của tim, não và các cơ quan khác. Thoái hóa mỡ ở gan là một dấu hiệu quen thuộc của căng thẳng chuyển hóa và độc tố. Mục này mô tả các cơ chế để tham khảo và không cung cấp tiêu chí chẩn đoán hoặc khuyến nghị điều trị.

Evidence & guidelines

Giải thích cơ chế ở đây dựa trên bệnh học thực nghiệm và sinh lý học được củng cố trong các tài liệu tham khảo tiêu chuẩn; tầm quan trọng lâm sàng của cửa sổ có hồi phục được minh họa bằng nghiên cứu sâu rộng về tổn thương thiếu máu cục bộ-tái tưới máu, mặc dù không có hướng dẫn cụ thể nào chi phối khái niệm ở cấp độ tế bào.

History

Nghiên cứu sinh hóa về tổn thương có hồi phục phát triển thông qua bệnh học thực nghiệm giữa và cuối thế kỷ XX, sử dụng các mô hình thiếu máu cục bộ có kiểm soát để lập biểu đồ trình tự cạn kiệt ATP, dịch chuyển ion và sưng phồng, cũng như để xác định điểm hình thái và chức năng mà tại đó tổn thương trở nên không hồi phục. Các công trình sau này về các loại oxy phản ứng và tái tưới máu đã tinh chỉnh sự hiểu biết về cách thức chuyển tiếp sang chết tế bào xảy ra.

Debates

Điều gì chính xác đánh dấu điểm không thể quay lại?

Rối loạn chức năng ty thể nghiêm trọng và mất tính toàn vẹn của màng được coi rộng rãi là dấu hiệu của sự không hồi phục, nhưng việc xác định một ngưỡng chính xác, có thể đo lường được để phân biệt một tế bào có thể cứu vãn khỏi một tế bào đã chết vẫn còn khó khăn và phụ thuộc vào loại tế bào và tác nhân gây hại.

Key figures

• Benjamin Trump
• Derek Yellon
• Derek Hausenloy

Seminal works

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

Frequently asked questions

Dấu hiệu sớm nhất của tổn thương tế bào có hồi phục dưới kính hiển vi là gì?

Sưng phồng tế bào, còn gọi là biến đổi thủy thũng hoặc biến đổi không bào, là biểu hiện hình thái đầu tiên và phổ biến nhất, phản ánh sự suy giảm của các bơm ion phụ thuộc năng lượng và sự xâm nhập của nước.

Một tế bào có thể phục hồi sau điểm không thể quay lại không?

Không. Theo định nghĩa, điểm không thể quay lại đánh dấu sự chuyển tiếp sang tổn thương không hồi phục, sau đó tế bào sẽ chết ngay cả khi tác nhân ban đầu được loại bỏ và tưới máu được phục hồi.