AFreeze

Kryobiologie

Direkte Zellschädigung
Während der CoolLoop® Katheter dem Gewebe rasch Wärme entzieht, bilden sich Eiskristalle innerhalb der Zellen. Der dabei entstehende physische Schaden an Zellorganellen und der Plasmamembran führt unmittelbar zum Zelltod.
Dieses rasche Frieren tritt jedoch nur in der Nähe des Katheters, im Zentrum der Ablationszone auf. Je größer der Abstand vom Katheter, desto langsamer ist die Kühlrate. Langsames Frieren führt aber nicht zu intrazellulärer, sondern vielmehr zu extrazellulärer Eisbildung und diese wiederum zum Ansteigen der extrazellulären Osmolarität. Dadurch wird Wasser aus den Zellen gezogen und die Konzentration gelöster Stoffe in den Zellen steigt, sodass zelleigene Proteine geschädigt und Zellmembranen destabilisiert werden.
Während des Tauens schmilzt Eis im Extrazellularraum und die extrazelluläre Osmolarität fällt. Wasser „drängt“ in die Zellen bis diese anschwellen und platzen. Zusätzlich begünstigt der Einstrom von Wasser bei Temperaturen zwischen -20° und -25°C das Wachstum und die Fusion von intrazellulären Eiskristallen, ein Phänomen, das als Rekristallisierung bekannt ist. In dicht gepackten Zellverbänden, wie in Geweben, ist die Wirkung großer Eiskristalle auf Zellmembranen destruktiv.
Ein Großteil der Zellen, der sich weiter vom Katheter entfernt, also in der Peripherie der Ablationszone befindet, und nicht sofort/direkt durch intrazelluläres Eis oder osmotischen Stress zerstört wird, durchläuft die Apoptose, den programmierten Zelltod.

Vaskuläre Stasis
Die Unterversorgung mit Blut des betroffenen Gewebes führt nach dem Auftauen zur vaskulären Stasis. Im Zuge des Frierens schädigen Eiskristalle die Endothelien von Blutgefäßen. Nach dem Tauvorgang migrieren Thrombozyten, neutrophile Granulozyten und Makrophagen durch die neu entstandenen Lücken in den Gefäßwänden und verursachen Ischämie und Koagulationsnekrosen.