Il rilascio di enzimi intracellulari nello spazio extracellulare è un marker di danno cellulare in varie malattie, ad esempio malattie epatiche, cardiache e muscolari. Nello stato normale la membrana plasmatica è impermeabile agli enzimi e il rilascio di enzimi, quindi, indica un grave cambiamento dell’integrità della membrana. Questa recensione tratta le attuali conoscenze sui cambiamenti cellulari che portano al rilascio di enzimi, che possono essere causati dall’esaurimento di energia, ad es. in ischemia o shock, o da un danno diretto della membrana come causato da varie tossine e prodotti infiammatori. L’inibizione del metabolismo energetico provoca una deplezione di ATP che porta a flussi di Na+, K + e Cl – down i loro gradienti attraverso la membrana e gonfiore della cellula. Successivamente Ca2 + perde nella cellula attivando le fosfolipasi e la formazione di eicosanoidi, influenzando il citoscheletro e, forse, attivando la formazione di ossidanti. L’esatto “punto di non ritorno” non è noto, ma un’attività incontrollata di Ca2+ nella cellula probabilmente ha un ruolo importante nell’avviare i cambiamenti irreversibili. Il risultato di queste reazioni e probabilmente anche di altre reazioni sconosciute è un danno alla membrana. Ciò è evidente morfologicamente dapprima dalla formazione di vesciche che si manifestano in fase reversibile, e successivamente dalla rottura della membrana, segno di danno irreversibile. Una parte molto piccola del rilascio dell’enzima può verificarsi nella fase reversibile quando le bleb si staccano con la risigillatura della membrana, ma la parte sostanziale del rilascio dell’enzima si verifica a seguito di un danno cellulare irreversibile quando l’ATP è diminuito a un livello basso e si è verificata una grave interruzione dell’integrità della membrana. Tutti gli affetti secondari della membrana durante l’esaurimento di energia possono anche verificarsi come un danno primario diretto della membrana che più o meno può influenzare il metabolismo energetico secondariamente. Il danno cellulare e il rilascio di enzimi dopo alcuni tipi di danni diretti alla membrana sono quasi indipendenti dal metabolismo energetico cellulare mentre altri tipi di danni diretti alla membrana sono contrastati dalla cellula da reazioni che consumano energia e, quindi, il danno cellulare finale è un’azione concertata del danno diretto alla membrana e l’esaurimento di energia. Ciò significa anche che un danno diretto alla membrana può essere più grave per la cellula in stati di esaurimento energetico rispetto allo stato normale. Come nel danno cellulare dipendente dall’energia, la parte sostanziale del rilascio dell’enzima dopo un danno diretto alla membrana è dovuta a cambiamenti cellulari irreversibili. Sembra che sebbene la conoscenza delle basi molecolari del danno cellulare e del rilascio di enzimi sia cresciuta, ci sono ancora molte domande a cui rispondere su questi complessi processi.