citotoksičnost

citotoksičnost označava stupanj toksičnih učinaka kemijskih tvari i živih stanica na tjelesne stanice. Njihov utjecaj oštećuje ili čak ubija ljudsku stanicu. Mnogo različitih procesa dovodi do uništenja tjelesnih stanica.

Što je citotoksičnost?

Izraz citotoksičnost potječe od grčkog i znači tamo otrov stanica. Mnoge su tvari toksične za tjelesne stanice, od kojih neke mogu čak i ubiti stanice. Postoje mnoge kemikalije koje mogu ometati metabolizam stanica i mijenjati ih u procesu.

Kemijski toksini stanica uključuju određene organske kiseline, vodikov peroksid i etanol (alkohol). Iz svakodnevnog života poznate su i mnoge opasne tvari, poput anorganskih kiselina, visoko koncentriranih alkalija, kloriranih ugljikovodika i mnogih drugih. Poznati su i mnogi biološki otrovi. Zmijski otrovi, otrovi gljivama i mnogi drugi biljni i životinjski otrovi imaju citotoksične učinke.

U procesu evolucije stvoreni su novi stanični toksini. Djelomično služe odbacivanju napada i u kontekstu lova kako bi ubili plijen. Međutim, razvili su se ne samo kemijski, već i biološki citotoksični lijekovi.

Kako bi spriječio infekcije, imunološki sustav razvio je sofisticirani sustav obrane od bakterija, gljivica i virusa. Moraju se ubiti ne samo stanice samih mikroorganizama, već i stanice tijela koje napadaju. Stoga citotoksičari također uključuju T stanice, prirodne stanice ubojice, neutrofile i makrofage.

Funkcija i zadatak

Citotoksičnost određenih tvari i stanica od velikog je značaja u kontekstu biološkog razvoja. Imunološki sustav je posebno razvio neke strategije zaštite tijela od mikrobijskih napadača. Tu spadaju bakterije, gljivice i virusi. Zaražene stanice dodatno oštećuju organizam pa ih moraju ubiti obrambeni mehanizmi imunološkog sustava.

Čak i prije nego što uđu u tijelo, bakterije se suočavaju s raznim antitijelima i u nekim slučajevima ubijaju. Ako je ova prva imunološka reakcija dovoljna da zaustavi ulazak bakterija, ovdje se završava proizvodnja citotoksičnih tvari i imunoloških stanica protiv bakterija.

Inficirane stanice tijela, međutim, moraju se eliminirati utjecajem T stanica, prirodnih stanica ubojica i makrofaga. Organizam također proizvodi antitijela koja se kombiniraju s antigenima na staničnoj površini. U tim slučajevima citotoksični učinak imunoloških stanica i antitijela služi zdravlju cijelog organizma.

Borba protiv virusa može djelovati samo uništavanjem zaraženih stanica. Razvijaju se snažne upalne reakcije, koje su vidljive kod boli i groznice. Čitav proces bolesti u slučaju infekcije može se shvatiti kao citotoksična reakcija.

Pri uporabi lijekova često se koriste citotoksična svojstva odgovarajućih tvari. Često su to citostatski učinci za ubijanje specifičnih oboljelih stanica u tijelu. To se posebno odnosi na tumorske stanice koje se dijele na neograničeno vrijeme.

Citostatski agensi često posreduju svoj citotoksični učinak svojim utjecajem na proizvodnju nukleinskih kiselina. Na primjer, ako se zaustavi stvaranje dušičnih baza, rast stanica zaustavlja se zbog nedovoljne proizvodnje nukleinske kiseline. To uglavnom utječe na brzo rastuće stanice poput tumorskih stanica. Stoga su učinci ovih lijekova koji se koriste kao dio kemoterapije posebno usmjereni protiv stanica karcinoma. Nuspojave se temelje na istodobnom usporavanju rasta mukoznih i imunoloških stanica.

Bolesti i bolesti

Međutim, citotoksini nemaju samo pozitivne učinke. Postoji mnogo bioloških uzročnika koji mogu ubiti sve tjelesne stanice, a time i smrt cijelog tijela. Primjeri su zmijski otrovi, otrovi gljivama i mnogi drugi biljni i životinjski otrovi. Za organizme koji proizvode otrov to znači biološku prednost u odnosu na oštećene organizme. Nadalje, postoje mnoge kemijske tvari koje imaju štetno djelovanje ometajući stanični metabolizam. Neki stanični otrovi već destruktivno djeluju na stanične membrane. Ostali otrovi inhibiraju metabolizam nukleinske kiseline i tako dovode do uništenja stanice.

Mehanizmi djelovanja vrlo su široki. Citotoksičnost se može pokazati pomoću citotoksične skale. Postoje gradacije od 0 do 3. Pri 0 tvar je netoksična. Na razini 1 postoji lagana inhibicija lagano otrovnog materijala. Razina 2 opet znači značajnu inhibiciju umjereno toksičnih materijala. Jako toksični materijali broje se na razini 3.

Citotoksičnost neke tvari može se odrediti takozvanom staničnom vitalnošću. Stanična vitalnost predstavlja broj živih stanica u staničnoj populaciji. Što je manje živih stanica tamo je niža vitalnost stanica i otrovnija je supstanca koja se ispituje. Ukupni broj stanica između ostalog se utvrđuje pomoću brojačke komore ili protočnog citometra. Žive stanice se tada mogu identificirati pomoću određenih metoda bojenja. Ovom se metodom može odrediti koncentracija tvari u kojoj je održivost stanica smanjena za 50 posto. To je tada IC50 vrijednost. U toj koncentraciji 50 posto stanica umire. Učinkovitost kemoterapijskih sredstava ili dezinficijensa može se procijeniti pomoću ove vrijednosti. Ako se preko uporabe ovih sredstava prekorači IC50 vrijednost, toksičnost nadmašuje cijelo tijelo. Događaju se značajna zdravstvena oštećenja koja mogu dovesti i do smrti.