Citotoksicitāte raksturo ķīmisko vielu un dzīvo šūnu toksiskās ietekmes pakāpi uz ķermeņa šūnām. Viņu ietekmē cilvēka šūna tiek sabojāta vai pat nogalināta. Šajā procesā daudz dažādu procesu vadīt līdz ķermeņa šūnu iznīcināšanai.
Kas ir citotoksicitāte?
Citotoksicitāte raksturo pakāpi, kādā ķīmiskās vielas un dzīvās šūnas toksiski ietekmē ķermeņa šūnas. Termins citotoksicitāte ir atvasināts no grieķu valodas, kur tas nozīmē šūnu indi. Šajā kontekstā daudzas vielas ir toksiskas ķermeņa šūnām, un dažas pat var vadīt līdz šūnu nāvei. Piemēram, ir daudzas ķīmiskas vielas, kas var traucēt šūnu metabolismu un tādējādi to mainīt. Ķīmiskās šūnu indes ietver noteiktas organiskās vielas skābes, ūdeņradis peroksīds vai etanolu (alkohols). No ikdienas dzīves ir zināmas arī daudzas bīstamas vielas, piemēram, neorganiskas skābes, ļoti koncentrēti sārmi, hlorēti ogļūdeņraži un daudzi citi. Ir zināmas arī daudzas bioloģiskās indes. Piemēram, čūsku indēm, sēnīšu toksīniem un daudziem citiem augu un dzīvnieku toksīniem ir citotoksiska iedarbība. Evolūcijas procesā visu laiku tika ražoti jauni citotoksīni. Viņi daļēji kalpo aizsardzībai pret uzbrukumiem un medību kontekstā, lai nogalinātu laupījumu. Tomēr ir attīstījušies ne tikai ķīmiskie, bet arī bioloģiskie citotoksiskie līdzekļi. Lai aizsargātos no infekcijām, imūnā sistēma ir izstrādājusi sarežģītu aizsardzības sistēmu pret baktērijas, sēnītes vai vīrusi. Šajā procesā ir jānogalina ne tikai pašu mikroorganismu šūnas, bet arī ķermeņa šūnas, kurām tie uzbrūk. Tādēļ citotoksiskie līdzekļi ietver T šūnas, dabiskās killer šūnas, neitrofilo granulocītu vai makrofāgi.
Funkcija un uzdevums
Dažu vielu un šūnu citotoksiskumam ir liela nozīme bioloģiskās attīstības kontekstā. The imūnā sistēma jo īpaši ir izstrādājis dažas stratēģijas, lai aizsargātu ķermeni no mikrobu iebrucējiem. Tie ietver baktērijas, sēnītes un arī vīrusi. Inficētās šūnas vēl vairāk bojā organismu, un tās jānogalina, izmantojot aizsardzības mehānismus imūnā sistēma. baktērijas jau nonāk saskarē ar dažādām aizsardzības vielām, pirms tās nonāk ķermenī un daļēji tiek nogalinātas. Ja šī pirmā imūnā reakcija ir pietiekama, lai apturētu baktēriju iekļūšanu, šeit jau beidzas citotoksisko vielu un imūno šūnu ražošana pret baktērijām. Tomēr inficētās ķermeņa šūnas ir jālikvidē ar T šūnu, dabisko killer šūnu un makrofāgu iedarbību. Turklāt organisms ražo antivielas kas saistās ar antigēniem, kas atrodas uz šūnu virsmām. Šajos gadījumos imūno šūnu citotoksiskā darbība un antivielas kalpo veselība visa organisma. Cīņa pret vīrusi var darboties arī tikai iznīcinot inficētās šūnas. Šajā procesā attīstās vardarbīgas iekaisuma reakcijas, kuras izpaužas sāpes un drudzis. Visu slimības procesu infekcijas laikā var saprast kā citotoksisku reakciju. Kad narkotikas tiek izmantotas arī attiecīgo vielu citotoksiskās īpašības. Bieži vien tie ir citostatiski efekti, lai nogalinātu konkrētas ķermeņa patoloģiskās šūnas. Tas jo īpaši attiecas uz audzēja šūnām, kuras dalās bez ierobežojumiem. Citostatiskie līdzekļi bieži ietekmē to citotoksisko iedarbību, ietekmējot nukleīnskābes ražošanu. Ja, piemēram, veidošanās slāpeklis bāzes tiek kavēta, šūnu augšana apstājas, jo trūkst nukleīnskābes. Tas galvenokārt ietekmē ātri augošas šūnas, piemēram, audzēja šūnas. Tādēļ to ietekme narkotikas, ko izmanto kā daļu no ķīmijterapija, ir īpaši vērsts pret vēzis šūnas. Blakusparādību pamatā ir gļotādas un imūnās šūnas vienlaicīga palēnināšanās.
Slimības un veselības stāvokļi
Tomēr citotoksīni ne tikai ietekmē pozitīvo efektu. Piemēram, ir daudz bioloģisko aģentu, kas var vadīt uz visu ķermeņa šūnu nogalināšanu un līdz ar to līdz visa ķermeņa nāvei. Piemēri ietver čūsku indes, sēnīšu toksīnus un daudzus citus augu, kā arī dzīvnieku toksīnus. Indes radošajiem organismiem tas nozīmē bioloģiskas priekšrocības salīdzinājumā ar bojātajiem organismiem. Turklāt ir daudzas ķīmiskas vielas, kurām ir šūnu bojājoša iedarbība, traucējot šūnu metabolismu. Dažiem citotoksīniem jau ir destruktīva ietekme uz šūnu membrānām. Vēl citi toksīni kavē nukleīnskābes metabolismu un tādējādi noved pie šūnas iznīcināšanas. Darbības mehānismi ir ļoti plaši. Citotoksicitāti var attēlot ar citotoksicitātes skalu. Tādējādi ir gradācijas no 0 līdz 3. Pie 0 viela nav toksiska. 1. līmenī ir neliela vāji toksiska materiāla inhibīcija. 2. līmenis atkal nozīmē nozīmīgu vidēji toksiska materiāla kavēšanu. Ļoti toksiskus materiālus uzskata par 3. līmeni. Vielas citotoksicitāti var noteikt ar tā saukto šūnu dzīvotspēju. Šūnu dzīvotspēja atspoguļo dzīvo šūnu skaitu šūnu populācijā. Jo mazāk dzīvo šūnu, jo zemāka ir šūnu dzīvotspēja un jo toksiskāka ir vielas toksicitāte. Šajā procesā kopējo šūnu skaitu nosaka, izmantojot skaitīšanas kameru vai plūsmas citometru, starp citām metodēm. Pēc tam dzīvo šūnu noteikšanai var izmantot noteiktas krāsošanas metodes. Šo metodi var izmantot, lai noteiktu koncentrācija vielas, pie kuras šūnu dzīvotspēja tiek samazināta par 50 procentiem. Tad tā ir IC50 vērtība. Šajā koncentrācija, 50 procenti šūnu mirst. Šo vērtību var izmantot, lai novērtētu ķīmijterapijas līdzekļu vai dezinfekcijas. Ja, lietojot šos līdzekļus, tiek pārsniegta IC50 vērtība, dominē toksiskums visam ķermenim. Ievērojami nelabvēlīgi veselība rodas sekas, kas arī var izraisīt nāvi.
