Цитотоксичність

The Цитотоксичність вказує на ступінь токсичної дії хімічних речовин і живих клітин на клітини організму. Їх вплив шкодить або навіть вбиває клітину людини. Багато різних процесів призводять до руйнування клітин організму.

Що таке цитотоксичність?

Термін цитотоксичність походить від грецької і означає там отруту клітин. Багато речовин токсичні для клітин організму, деякі з яких можуть навіть вбивати клітини. Існує багато хімічних речовин, які можуть перешкоджати обміну речовин і змінювати їх у процесі.

Хімічні токсини клітин включають певні органічні кислоти, перекис водню та етанол (спирт). З повсякденного життя відомо також багато небезпечних речовин, такі як неорганічні кислоти, висококонцентровані луги, хлоровані вуглеводні та багато іншого. Відомо також багато біологічних отрут. Зміїні отрути, отрути грибів та багато інших рослинні та тваринні отрути мають цитотоксичну дію.

У процесі еволюції створювались нові клітини токсинів. Частково вони служать для відстоювання нападів і в контексті полювання, щоб знищити здобич. Однак розвинулися не тільки хімічні, але й біологічні цитотоксики.

Для запобігання інфекцій імунна система розробила складну систему захисту від бактерій, грибів та вірусів. Вбивати не тільки клітини самих мікроорганізмів, але й клітини організму, на які вони атакують. Тому цитотоксичні засоби також включають Т-клітини, природні клітини-вбивці, нейтрофіли та макрофаги.

Функція та завдання

Цитотоксичність певних речовин і клітин має велике значення в контексті біологічного розвитку. Зокрема, імунна система розробила деякі стратегії захисту організму від мікробних загарбників. До них відносяться бактерії, грибки та віруси. Заражені клітини ще більше пошкоджують організм і їх потрібно вбивати захисними механізмами імунної системи.

Ще до того, як вони потрапляють в організм, бактерії стикаються з різними антитілами і в деяких випадках гинуть. Якщо цієї першої імунної реакції достатньо, щоб запобігти проникненню бактерій, тут закінчується вироблення цитотоксичних речовин та імунних клітин проти бактерій.

Однак інфіковані клітини тіла повинні бути усунені шляхом впливу Т-клітин, природних клітин-кілерів та макрофагів. Організм також виробляє антитіла, які поєднуються з антигенами на клітинних поверхнях. У цих випадках цитотоксичний ефект імунних клітин та антитіл служить здоров’ю всього організму.

Боротьба з вірусами може працювати лише шляхом знищення заражених клітин. Розвиваються бурхливі запальні реакції, які помітні при болі та лихоманці. Весь хвороботворний процес під час інфекції можна розуміти як цитотоксичну реакцію.

При застосуванні лікарських препаратів часто використовують цитотоксичні властивості відповідних речовин. Часто це цитостатичні ефекти для вбивства конкретних хворих клітин в організмі. Особливо це стосується пухлинних клітин, які діляться нескінченно.

Цитостатичні агенти часто опосередковують свою цитотоксичну дію завдяки впливу на вироблення нуклеїнової кислоти. Наприклад, якщо гальмується утворення азотних основ, зростання клітин припиняється через недостатнє вироблення нуклеїнової кислоти. В основному це впливає на швидко зростаючі клітини, такі як пухлинні клітини. Тому ефекти цих препаратів, які застосовуються у складі хіміотерапії, спеціально спрямовані проти ракових клітин. Побічні ефекти засновані на одночасному уповільненні росту клітин слизової та імунної клітини.

Хвороби та недуги

Однак цитотоксини мають не тільки позитивний вплив. Існує багато біологічних агентів, які можуть вбивати всі клітини організму і, отже, загибель всього організму. Прикладами є зміїні отрути, отрути грибів та багато інших отрути рослин та тварин. Для отруйних організмів це означає біологічну перевагу перед пошкодженими організмами. Крім того, існує багато хімічних речовин, які впливають на клітини, впливаючи на клітинний метаболізм. Деякі отрути клітин вже надають руйнівну дію на клітинні мембрани. Ще інші отрути пригнічують обмін нуклеїнових кислот і, таким чином, призводять до руйнування клітини.

Механізми дії дуже широкі. Цитотоксичність може бути показана за допомогою шкали цитотоксичності. Існують градації від 0 до 3. При 0 речовина нетоксична. На рівні 1 спостерігається незначне гальмування злегка токсичного матеріалу. Знов рівень 2 означає значне гальмування помірно токсичним матеріалом. Високотоксичні матеріали підраховуються на рівні 3.

Цитотоксичність речовини може бути визначена так званою життєздатністю клітин. Клітинна життєздатність являє собою кількість живих клітин у клітинній популяції: Чим менше живих клітин там, тим менша життєздатність клітин і тим токсичніше речовина, яку досліджують на токсичність. Загальна кількість клітин визначається за допомогою лічильної камери або проточного цитометра, серед іншого. Потім живі клітини можна ідентифікувати за допомогою певних методів фарбування. Цей метод може бути використаний для визначення концентрації речовини, в якій життєздатність клітин знижується на 50 відсотків. Це значення IC50. При цій концентрації 50 відсотків клітин гинуть. Ефективність хіміотерапевтичних засобів або дезінфікуючих засобів можна оцінити, використовуючи це значення. Якщо значення IC50 перевищено при використанні цих засобів, токсичність переважає весь організм. Відбуваються значні порушення здоров'я, які також можуть призвести до смерті.