Ipossia e anossia: differenza e meccanismi di danno cellulare

Per ipossia si intende una minore quantità di ossigeno, rispetto al normale, che raggiunge un distretto corporeo; al contrario per anossia intendiamo la totale assenza di ossigeno in un distretto corporeo.

Quando può avvenire il danno anossico?

  • Quando manca l’O2 nell’aria
  • Quando le vie aeree sono ostruite
  • Quando c’è un enfisema polmonare
  • Quando c’è un cattivo trasporto nel sistema circolatorio, ad esempio nel caso di placche aterosclerotiche o in caso di anemia.

Cosa succede nel danno ischemico (danno ipossico)?

Si ha ischemia quando arriva poco/niente sangue in un tessuto e quindi alle cellule arrivano pochi/nulli nutrienti e O2. L’ischemia può essere per esempio causata dall’ostruzione delle arterie. Quando arriva poco/niente O2 le cellule passano dalla respirazione aerobica a quella anaerobica, perciò si riescono a produrre, per ogni mole di glucosio, solamente 2 moli di ATP.

Se si produce poco ATP, le pompe sodio potassio e soprattutto la pompa del calcio non funzionano a dovere. Pertanto, se la pompa del calcio non funziona, si accumula al livello citoplasmatico e se entra del calcio entra anche H2O e la cellula tenderà a gonfiarsi → ci sarà il distacco dei ribosomi quindi l’arresto della sintesi proteica e l’attivazione di enzimi degradativi come ATPasi, fosfolipasi, proteasi ed endonucleasi.

Oltre a ciò, con la sola glicolisi si accumula acido piruvico nel citoplasma e ciò fa abbassare il pH, questo causa l’attivazione degli enzimi lisosomiali. Inoltre, il glicogeno viene degradato e la cromatina si addensa riducendo la funzionalità del DNA.

Il danno può essere reversibile se entro pochi minuti si ripristina la circolazione e torna ossigeno e nutrienti alle cellule. A condizionare il passaggio da danno reversibile a danno irreversibile sono i fosfolipidi di membrana. Se le membrane perdono la loro funzione di compartimentazione le proteasi degradano il citoscheletro, il DNA viene denaturato e il danno diventa irreversibile.

Se si riesce a ripristinare in tempo la riperfusione (ovviamente in seguito a ischemia), quello che succede è che il danno peggiora. Il danno da riperfusione avviene in quanto, in presenza di riperfusione, i tessuti colpiti da ischemia sono riconosciuti dal sistema dell’immunità innata che genera infiammazione → si attiva una risposta infiammatoria potentissima con produzione di ingenti quantità di ROS → ulteriore danno cellulare.

Come si arriva al danno ischemico? Il danno ischemico avviene quando c’è un’ostruzione vascolare che può dipendere dalla formazione di:

  • Embolo: coagulo che migra fino ad ostruire un’arteriola troppo piccola per permettergli di passare e la occluderà impedendo il passaggio del sangue
  • Trombo: coagulo che rimane in sede e si forma proprio sulla parete del vaso, L’ostruzione può formare una placca a livello tessutale, se questa placca si rompe crea il danno ischemico che porta a morte cellulare se non viene ripristinato il flusso cardiaco. Per questo motivo l’infarto viene definito necrosi ischemica del tessuto in questione.

Fonte: Robbins e Cotran. Le basi patologiche delle malattie. Patologia generale.

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