Cosa succede alle cellule durante il congelamento?

Durante il congelamento, le cellule subiscono diversi processi dannosi che possono portare alla morte e alla perdita dei tessuti:

1. Formazione di cristalli di ghiaccio :Il freddo estremo provoca il congelamento dell'acqua all'interno delle cellule e degli spazi extracellulari, con conseguente formazione di cristalli di ghiaccio. Questi cristalli di ghiaccio taglienti possono distruggere meccanicamente le strutture cellulari, tra cui la membrana cellulare, gli organelli e i componenti del citoscheletro.

2. Disidratazione :Quando le molecole d'acqua vengono estratte dalle cellule per formare cristalli di ghiaccio, le cellule si disidratano. Questa perdita di acqua può interrompere le normali funzioni cellulari, portando a squilibri metabolici, disfunzione enzimatica e denaturazione delle proteine. La disidratazione provoca anche un aumento della concentrazione di soluti all'interno delle cellule, creando uno squilibrio osmotico che può danneggiare ulteriormente le strutture cellulari.

3. Ischemia :Il congelamento può portare alla formazione di coaguli di sangue e alla costrizione dei vasi sanguigni, riducendo il flusso sanguigno nell'area interessata. Questa ischemia priva le cellule di ossigeno e di nutrienti essenziali, portando all’ipossia e all’esaurimento energetico. La mancanza di ossigeno può causare stress ossidativo, generando radicali liberi che danneggiano ulteriormente i componenti cellulari.

4. Risposta infiammatoria :Il congelamento innesca una risposta infiammatoria nel corpo, volta a guarire il tessuto danneggiato. Tuttavia, un’infiammazione eccessiva e prolungata può contribuire alla distruzione dei tessuti. Il rilascio di mediatori dell’infiammazione, come le citochine e le specie reattive dell’ossigeno, può causare ulteriori danni alle cellule e ai tessuti circostanti.

5. Apoptosi e Necrosi :Nel congelamento grave, le cellule possono andare incontro ad apoptosi (morte cellulare programmata) o necrosi (morte cellulare non regolata). L'apoptosi comporta l'attivazione di specifici percorsi cellulari che portano alla distruzione controllata della cellula. La necrosi, d'altro canto, è caratterizzata da una disintegrazione cellulare incontrollata e dalla perdita del contenuto cellulare, che porta a danni ai tessuti e infiammazione.

6. Lesione da riperfusione :Se l'afflusso di sangue alla zona congelata viene ripristinato troppo rapidamente, può verificarsi un danno da riperfusione. Ciò si verifica quando l’improvviso afflusso di sangue ossigenato nei tessuti ischemici genera un’esplosione di radicali liberi e mediatori dell’infiammazione, causando ulteriori danni alle cellule.

L'entità del danno cellulare e della perdita di tessuto nel congelamento dipende da diversi fattori, tra cui la gravità e la durata dell'esposizione al freddo, nonché la salute generale dell'individuo e la capacità di tollerare temperature fredde estreme.