Zytolyse ist ein Zelltod, der durch einen Bruch der Zellmembran auftritt. Wenn eine Zelle eine Zytolyse erfährt, platzt sie und verstreut dabei ihren Inhalt. Eine Reihe von Dingen kann eine Zytolyse verursachen. Dieser Prozess unterscheidet sich stark von der Apoptose oder dem programmierten Zelltod, bei dem sich eine Zelle allmählich selbst abschaltet oder von einer anderen Zelle dazu veranlasst wird. Die zytotoxischen (oder „zelltoxischen“) Zellen des Immunsystems nutzen oft die Apoptose, um infizierte Zellen zu neutralisieren.
Ein häufiger Grund für das Auftreten einer Zytolyse ist eine Unterbrechung des osmotischen Gleichgewichts. Normalerweise bilden Körperflüssigkeiten eine isotonische Lösung, was bedeutet, dass ihr Salzhaushalt dem der Zellen ähnelt und die Zellen keinen Nettoverlust oder -gewinn erfahren, wenn Wasser und Salze durch sie fließen. Dies ermöglicht es den Zellen, gesund zu bleiben, und bietet eine Möglichkeit, sie zu spülen, um Giftstoffe zu entfernen und mit den notwendigen Mineralien und anderen Verbindungen aufzufrischen.
Wenn die Körperflüssigkeit hypoton wird, d. h. es handelt sich um eine Lösung mit geringerer Konzentration als in der Zelle, neigt die Zelle dazu, Wasser aufzunehmen. Dies ist das Ergebnis des osmotischen Drucks, der das Fließen von Lösungen von Bereichen mit niedriger Konzentration in Bereiche mit hoher Konzentration fördert. Wenn die Zelle genügend Wasser gewinnt, kann sie platzen, eine Zytolyse erfahren und absterben. Dies kann Menschen mit Wasservergiftung passieren, da ihre Körperflüssigkeiten gefährlich verdünnt werden, wodurch die Zellen in ihrem Körper anschwellen.
Forscher können im Labor eine Zytolyse auslösen, indem sie Zellen in eine hypotonische Lösung geben, die sie anschwellen und schließlich platzen lässt. Dies kann verwendet werden, um Zellen und Lösungen für verschiedene Experimente und Verfahren vorzubereiten und die Grenzen der Zytolyse zu erkunden, um mehr über die Funktionsweise bestimmter Zelltypen zu erfahren.
Einige Viren können auch eine Zytolyse auslösen, indem sie die Zellmembran schädigen. Viren nutzen dies zu ihrem Vorteil, indem sie zuerst eine Zelle besiedeln und sie zwingen, ihre DNA zu reproduzieren, und dann die Zelle zum Aufbrechen bringen, so dass Kopien des Virus verstreut werden, wodurch sich das Virus ausbreiten kann. Wird dagegen eine infizierte Zelle vom Immunsystem angegriffen, tötet das Immunsystem die Zelle ab, ohne die Zellmembran zu sprengen, wodurch sichergestellt wird, dass sich das Virus nicht ausbreiten kann.
Einige Zellen und Organismen verfügen über Maßnahmen, die das Aufbrechen der Zellmembran verhindern sollen. Pflanzen haben zum Beispiel sehr starre Zellwände, die nicht platzen, obwohl, wenn eine Pflanze gefroren ist, das Wasser in ihren Zellen die Zellwand aufbrechen kann.