цитотоксичность

цитотоксичность указывает на степень токсического воздействия химических веществ и живых клеток на клетки организма. Их влияние повреждает или даже убивает человеческую клетку. Многие различные процессы приводят к разрушению клеток организма.

Что такое цитотоксичность?

Термин цитотоксичность происходит от греческого языка и означает здесь клеточный яд. Многие вещества токсичны для клеток организма, некоторые из них могут даже убить клетки. Есть много химических веществ, которые могут мешать метаболизму клеток и изменять его в процессе.

К химическим токсинам клеток относятся определенные органические кислоты, перекись водорода и этанол (спирт). Многие опасные вещества также известны из повседневной жизни, например, неорганические кислоты, высококонцентрированные щелочи, хлорированные углеводороды и многие другие. Известны также многие биологические яды. Змеиные яды, грибные яды и многие другие яды растений и животных обладают цитотоксическим действием.

В процессе эволюции были созданы новые клеточные токсины. Они служат частично для отражения нападений и в контексте охоты для уничтожения добычи. Однако появились не только химические, но и биологические цитотоксики.

Чтобы предотвратить инфекции, иммунная система разработала сложную систему защиты от бактерий, грибков и вирусов. Необходимо убить не только клетки самих микроорганизмов, но и клетки тела, которые они атакуют. Следовательно, цитотоксические средства также включают Т-клетки, естественные клетки-киллеры, нейтрофилы и макрофаги.

Функция и задача

Цитотоксичность некоторых веществ и клеток имеет большое значение в контексте биологического развития. В частности, иммунная система разработала некоторые стратегии защиты организма от микробных захватчиков. К ним относятся бактерии, грибки и вирусы. Зараженные клетки еще больше повреждают организм и должны быть уничтожены защитными механизмами иммунной системы.

Еще до того, как они попадают в организм, бактерии сталкиваются с различными антителами и в некоторых случаях погибают. Если этой первой иммунной реакции достаточно, чтобы остановить проникновение бактерий, выработка цитотоксических веществ и иммунных клеток против бактерий на этом заканчивается.

Однако инфицированные клетки тела должны быть устранены с помощью Т-клеток, естественных клеток-киллеров и макрофагов. Организм также производит антитела, которые соединяются с антигенами на поверхности клеток. В этих случаях цитотоксический эффект иммунных клеток и антител служит здоровью всего организма.

Борьба с вирусами может работать только путем уничтожения инфицированных клеток. Развиваются бурные воспалительные реакции, которые проявляются в виде боли и повышения температуры тела. Весь процесс болезни в случае инфицирования можно понимать как цитотоксическую реакцию.

При применении лекарственных средств часто используются цитотоксические свойства соответствующих веществ. Часто это цитостатические эффекты, направленные на уничтожение определенных больных клеток организма. Это особенно верно для опухолевых клеток, которые делятся бесконечно.

Цитостатические агенты часто опосредуют свой цитотоксический эффект через свое влияние на продукцию нуклеиновых кислот. Например, если образование азотистых оснований ингибируется, рост клеток останавливается из-за недостаточного производства нуклеиновых кислот. В основном это влияет на быстрорастущие клетки, такие как опухолевые клетки. Следовательно, действие этих препаратов, которые используются как часть химиотерапии, конкретно направлено против раковых клеток. Побочные эффекты основаны на одновременном замедлении роста слизистых и иммунных клеток.

Болезни и недуги

Однако цитотоксины имеют не только положительный эффект. Есть много биологических агентов, которые могут убить все клетки тела и, таким образом, привести к смерти всего тела. Примеры - змеиные яды, грибные яды и многие другие яды растений и животных. Для организмов-продуцентов это означает биологическое преимущество перед поврежденными организмами. Кроме того, существует множество химических веществ, которые повреждают клетки, вмешиваясь в их метаболизм. Некоторые клеточные яды уже оказывают разрушительное действие на клеточные мембраны. Еще другие яды подавляют метаболизм нуклеиновых кислот и, таким образом, приводят к разрушению клетки.

Механизмы действия очень широки. Цитотоксичность можно показать с помощью шкалы цитотоксичности. Есть градации от 0 до 3. При 0 вещество нетоксично. На уровне 1 наблюдается легкое торможение слаботоксичным материалом. Уровень 2 снова означает значительное ингибирование умеренно токсичным материалом. Высокотоксичные материалы считаются на уровне 3.

Цитотоксичность вещества можно определить по так называемой жизнеспособности клеток. Жизнеспособность клеток представляет собой количество живых клеток в популяции клеток. Чем меньше живых клеток, тем ниже жизнеспособность клеток и тем токсичнее исследуемое вещество. Общее количество клеток определяется, среди прочего, с помощью счетной камеры или проточного цитометра. Затем живые клетки можно идентифицировать с помощью определенных методов окрашивания. Этот метод можно использовать для определения концентрации вещества, при котором жизнеспособность клеток снижается на 50 процентов. Тогда это значение IC50. При такой концентрации погибает 50 процентов клеток. По этой величине можно оценить эффективность химиотерапевтических или дезинфицирующих средств. Если значение IC50 превышено при использовании этих агентов, токсичность перевешивает все тело. Возникают серьезные нарушения здоровья, которые также могут привести к смерти.