cytotoxicita

cytotoxicita označuje stupeň toxických účinkov chemických látok a živých buniek na bunky tela. Ich vplyv poškodzuje alebo dokonca zabíja ľudskú bunku. Mnoho rôznych procesov vedie k deštrukcii telesných buniek.

Aká je cytotoxicita?

Termín cytotoxicita je odvodený z gréčtiny a znamená tam bunkový jed. Mnoho látok je toxických pre bunky tela, z ktorých niektoré môžu bunky dokonca zabíjať. Existuje veľa chemikálií, ktoré môžu interferovať s metabolizmom buniek a meniť ich v procese.

Chemické toxíny buniek zahŕňajú určité organické kyseliny, peroxid vodíka a etanol (alkohol). Z každodenného života je známych veľa nebezpečných látok, ako sú anorganické kyseliny, vysoko koncentrované alkálie, chlórované uhľovodíky a mnoho ďalších. Je známych veľa biologických jedov. Hadí jedy, huby a mnoho ďalších rastlinných a živočíšnych jedov má cytotoxické účinky.

V procese evolúcie sa vytvorili nové bunkové toxíny. Slúžia čiastočne na odvrátenie útokov a v súvislosti s lovom zabíjajú korisť. Vyvinuli sa však nielen chemické, ale aj biologické cytotoxiká.

Aby sa zabránilo infekciám, imunitný systém vyvinul sofistikovaný systém obrany proti baktériám, plesniam a vírusom. Musia sa zabíjať nielen bunky samotných mikroorganizmov, ale aj bunky tela, na ktoré útočia. Preto cytotoxiká tiež zahŕňajú T bunky, prirodzené zabíjačské bunky, neutrofily a makrofágy.

Funkcia a úloha

Cytotoxicita určitých látok a buniek je v kontexte biologického vývoja veľmi dôležitá. Najmä imunitný systém vyvinul niektoré stratégie na ochranu tela pred mikrobiálnymi útočníkmi. Patria sem baktérie, huby a vírusy. Infikované bunky ďalej poškodzujú organizmus a musia byť zabité obrannými mechanizmami imunitného systému.

Ešte predtým, ako vstúpia do tela, sú baktérie konfrontované s rôznymi protilátkami a v niektorých prípadoch zabité. Ak je táto prvá imunitná reakcia dostatočná na zabránenie vstupu baktérií, končí tu produkcia cytotoxických látok a imunitných buniek proti baktériám.

Infikované bunky tela sa však musia eliminovať vplyvom T buniek, prírodných zabíjačských buniek a makrofágov. Organizmus tiež vytvára protilátky, ktoré sa kombinujú s antigénmi na bunkových povrchoch. V týchto prípadoch slúži cytotoxický účinok imunitných buniek a protilátok zdraviu celého organizmu.

Boj proti vírusom môže fungovať iba zničením infikovaných buniek. Vyvíjajú sa prudké zápalové reakcie, ktoré sa prejavujú bolesťou a horúčkou. Celý proces ochorenia v prípade infekcie možno chápať ako cytotoxickú reakciu.

Pri používaní liekov sa často používajú cytotoxické vlastnosti zodpovedajúcich látok. Často ide o cytostatické účinky na ničenie konkrétnych chorých buniek v tele. To platí najmä pre nádorové bunky, ktoré sa delia neurčito.

Cytostatiká často sprostredkujú svoj cytotoxický účinok prostredníctvom svojho vplyvu na produkciu nukleových kyselín. Napríklad, ak je inhibovaná tvorba dusíkatých báz, rast buniek sa zastaví v dôsledku nedostatočnej produkcie nukleových kyselín. Toto ovplyvňuje hlavne rýchlo rastúce bunky, ako sú nádorové bunky. Preto sú účinky týchto liekov, ktoré sa používajú ako súčasť chemoterapie, špecificky zamerané proti rakovinovým bunkám. Vedľajšie účinky sú založené na súčasnom spomalení rastu mukozálnych a imunitných buniek.

Choroby a choroby

Cytotoxíny však nemajú iba pozitívne účinky. Existuje mnoho biologických činiteľov, ktoré môžu usmrtiť všetky bunky tela a tým aj smrť celého tela. Príkladmi sú hadí jedy, huby a mnoho ďalších rastlinných a živočíšnych jedov. Pre organizmy produkujúce jed to znamená biologickú výhodu oproti poškodeným organizmom. Okrem toho existuje veľa chemických látok, ktoré majú účinok poškodzujúci bunky tým, že interferujú s bunkovým metabolizmom. Niektoré bunkové jedy už majú deštruktívny účinok na bunkové membrány. Ešte ďalšie jedy inhibujú metabolizmus nukleových kyselín, a tak vedú k deštrukcii bunky.

Mechanizmy pôsobenia sú veľmi široké. Cytotoxicita sa môže preukázať pomocou stupnice cytotoxicity. Existujú gradácie od 0 do 3. V 0 nie je látka netoxická. Na úrovni 1 existuje mierna inhibícia mierne toxickým materiálom. Úroveň 2 opäť znamená významnú inhibíciu stredne toxickým materiálom. Vysoko toxické materiály sa počítajú na úrovni 3.

Cytotoxicita látky môže byť určená tzv. Životaschopnosťou buniek. Životaschopnosť buniek predstavuje počet živých buniek v bunkovej populácii.Čím menej živých buniek je, tým nižšia je životaschopnosť buniek a tým toxickejšia je testovaná látka. Celkový počet buniek sa okrem iného stanoví pomocou počítacej komory alebo prietokového cytometra. Živé bunky sa potom môžu identifikovať pomocou určitých metód farbenia. Táto metóda sa môže použiť na stanovenie koncentrácie látky, pri ktorej je životaschopnosť buniek znížená o 50 percent. Toto je potom hodnota IC50. Pri tejto koncentrácii 50 percent buniek odumrie. Účinnosť chemoterapeutických látok alebo dezinfekčných prostriedkov sa dá odhadnúť pomocou tejto hodnoty. Ak je hodnota IC50 pri použití týchto látok prekročená, toxicita prevyšuje celé telo. Vyskytujú sa závažné poškodenia zdravia, ktoré môžu viesť aj k úmrtiu.