Zedelenmeye yol açan nedenler:

Hipoksi: Hücre zedelenmesinin en önemli ve en sık nedenidir. Kardiorespiratuar yetmezlik, anemi, karbonmonoksit zehirlenmesi gibi durumlarda oksijenasyon azalır. İskemi ise arteriel yetmezlik yada venöz drenajın azalması ile oluşur. Oksijenin yanı sıra glikoz gibi metabolitlerin eksikliğide söz konusudur. Anaerobik glikoliz kısa sürer ve bu nedenle iskemide hasar, hipoksiden daha ağır ve hızlı oluşur.

Fiziksel etkenler: Travma, yanık ve donmalar, atmosfer basıncında değişme, radyasyon, elektrik çarpması

Kimyasal madde ve ilaçlar: Hipertonik glikoz ve tuz konsantrasyonları, yüksek oksijen konsantrasyonu, arsenik, civa tuzları ve siyanür gibi toksinler, insektisid ve herbisidler, asbest, CO, alkol, narkotikler ve ilaçlar

Ayrıca enfeksiyöz ajanlar, immünolojik reaksiyonlar, genetik bozukluklar ve beslenme bozuklukları, hücre zedelenmesine yol açabilir.

Zedeleyici etkenler ile ATP yapımı azalır, membran bütünlüğü bozulur, protein sentezi bozulur, hücre iskeleti zedelenir ve DNA hasarı oluşur. Zedelenme önce geri dönüşümlüdür. Zedeleyici etken uzun sürerse yada şiddetli ise, geri dönüşümsüz zedelenme yani hücre ölümü gerçekleşir.

Hipoksik Zedelenme

Hücre hipoksi ile ilk karşılaştığında önce boyutunu ve organel miktarını azaltarak, yani atrofiye giderek daha az oksijenle idare etmeye çalışır. Adaptasyon yeteneği aşıldığında zedelenir. Nöronlar hipoksiye en hassas hücreler olup 3-6 dakikada kaybedilirler. Fibroblast ve iskelet kası hücreleri uzun süre dayanır. Karaciğer ve kalp kası hücreleri 30-40 dakika sonra geri dönüşümsüz olarak zedelenirler.

Hipoksinin hücrede ilk etkilediği organel mitokondri; ultrastrüktürel (elektron mikroskobik) olarak ilk bulgu endoplazmik retikulum şişmesidir.

Hipoksi ile mitokondride ATP yapımı azalır. Enerjiye bağımlı çalışan sodyum pompası bozulur. Sodyum hücre içerisinde birikince dışardan hücre içine su çeker, hücre ve organelleri şişer. Hücre enerji üretebilmek için anaerobik mekanizmaları devreye sokar, laktik asit birikir ve hücre içi Ph düşer. Buna bağlı olarak nükleer kromatin kümelenir. Şişmeye bağlı olarak ribozomlar ER dan ayrılmaya başlar, sitoplazmik membranda köpükler oluşur. Mitokondri hafif derecede şişer ve içerisinde küçük kalsiyum birikintileri oluşur. Hücre iskeleti zedelenir, mikrovillus gibi organeller kaybolur. Lipoprotein disosiasyonu ile myelin figürler oluşur. Glikoz kaybı ve protein sentezinde azalma, hücre fonksiyonunu bozar. Örneğin, koroner tıkanıklıktan 60 saniye sonra kalp kasında kontraksiyon durur ama bu hücre ölümü değildir. Bu aşamada etken ortadan kaldırılırsa hücre kendini tamir eder.

Geri dönüşümsüz zedelenmenin en önemli iki nedeni membranlarda kalıcı hasarın oluşması ve ATP yapımının yeniden başlayamamasıdır. Zedelenen membrandan hücre içine giren kalsiyum mitokodriye yoğun olarak çöker ve ATP yapımını engeller. Zedelenmiş lizozomal membranlardan sızan yıkım enzimlerini (ATPaz, fosfolipazlar, proteazlar, endonükleazlar) aktive ederek otolizi başlatır. Bu nedenle kalsiyum hücre zedelenmesinde önemli bir mediatördür. Geri dönüşümsüz zedelenmede ER erir, otolizle membran fosfolipidleri tam olarak sindirilemediğinden myelin figürlerine dönüşür. Mitokondri ileri derecede şişmiş olup içinde büyük kalsiyum birikintileri görülür. Nüvede kromatin büzüşmesi ile piknoz; kromatinin parçalanması ile karyoreksis ; yada kromatinin tamamen erimesi ile karyoliz görülür. Zamanla tüm hücre myelin figürüne dönüşebilir. Bunlar, diğer hücreler tarafından fagosite edilir yada yağ asidlerine dönüşür. Kalsifikasyon sonucunda, kalsiyum sabunları oluşur.

İntraselüler enzim ve proteinlerin zedelenmiş membrandan sızarak plazmaya geçmesi, hücre ölümünün göstergesidir. Kardiak kreatin kinaz MB ve kontraktil protein olan troponin’in serumda artışı, kalp kasında nekroz gelişiminden 2 saat sonra belirlenebilir.
Hipoksi ile ön planda nekroz oluşursa da, mitokondriden sızan proapoptotik moleküller apoptoza yol açabilir.