Citotoksičnost karakterizira stupanj toksičnog učinka kemijskih tvari i živih stanica na tjelesne stanice. Njihovim utjecajem ljudska stanica je oštećena ili čak ubijena. U ovom procesu ima mnogo različitih procesa dovesti do uništavanja tjelesnih stanica.
Što je citotoksičnost?
Citotoksičnost karakterizira stupanj u kojem kemijske tvari i žive stanice imaju toksični učinak na tjelesne stanice. Pojam citotoksičnost potječe od grčkog, gdje znači stanični otrov. U tom kontekstu, mnoge su tvari otrovne za tjelesne stanice, a neke mogu i dovesti do ćelijske smrti. Na primjer, postoje mnoge kemikalije koje mogu ometati metabolizam stanica i time ga mijenjati. Kemijski stanični otrovi uključuju određene organske kiseline, vodik peroksid ili etanol (alkohol). Mnoge opasne tvari poznate su i iz svakodnevnog života, poput anorganskih kiseline, visoko koncentrirane lužine, klorirani ugljikovodici i mnogi drugi. Poznati su i mnogi biološki otrovi. Na primjer, zmijski otrov, otrovi gljivica i mnogi drugi biljni i životinjski otrovi imaju citotoksične učinke. U procesu evolucije cijelo su vrijeme nastajali novi citotoksini. Djelomično služe za obranu od napada i, u kontekstu lova, za ubijanje plijena. Međutim, nisu se razvile samo kemijske, već i biološke citotoksičnosti. Za obranu od infekcija, imunološki sustav je razvio sofisticirani sustav obrane od bakterija, gljivice ili virusi. U tom procesu ne moraju biti ubijene samo stanice samih mikroorganizama, već i stanice tijela koje napadaju. Stoga citotoksičari uključuju T stanice, prirodne stanice ubojice, neutrofilni granulociti ili makrofaga.
Funkcija i zadatak
Citotoksičnost određenih tvari i stanica ima veliku važnost u kontekstu biološkog razvoja. The imunološki sustav posebno je razvio neke strategije za zaštitu tijela od napadača mikroba. Tu spadaju bakterija, gljivice i također virusi. Inficirane stanice dalje oštećuju organizam i moraju biti ubijene obrambenim mehanizmima imunološki sustav. Bakterije već su suočeni s različitim obrambenim tvarima prije nego što uđu u tijelo i dijelom su ubijeni. Ako je ova prva imunološka reakcija dovoljna da zaustavi ulazak bakterija, ovdje već završava proizvodnja citotoksičnih tvari i imunih stanica protiv bakterija. Međutim, zaražene tjelesne stanice moraju se eliminirati utjecajem T stanica, prirodnih stanica ubojica i makrofaga. Nadalje, organizam proizvodi antitijela koji se vežu s antigenima smještenim na površini stanica. U tim slučajevima citotoksično djelovanje imunoloških stanica i antitijela služi zdravlje cijelog organizma. Borba protiv virusi također može djelovati samo uništavanjem zaraženih stanica. U tom se procesu razvijaju burne upalne reakcije koje se očituju bol i groznica. Čitav proces bolesti tijekom infekcije može se shvatiti kao citotoksična reakcija. Kada droge često se koriste citotoksična svojstva odgovarajućih tvari. To su često citostatički učinci koji ubijaju određene patološke stanice u tijelu. To se posebno odnosi na tumorske stanice koje se dijele bez ograničenja. Citostatička sredstva često posreduju u svojim citotoksičnim učincima utjecajem na proizvodnju nukleinske kiseline. Ako, na primjer, formiranje dušik baze je inhibiran, rast stanica zaustavlja se zbog nedostatka proizvodnje nukleinske kiseline. To uglavnom pogađa stanice koje brzo rastu, poput tumorskih stanica. Stoga je učinak tih droge, koji se koriste kao dio kemoterapija, je posebno usmjeren protiv Raka Stanice. Nuspojave se temelje na istodobnom usporavanju rasta mukoznih i imunoloških stanica.
Bolesti i medicinska stanja
Međutim, citotoksini ne posreduju samo u pozitivnim učincima. Na primjer, postoji mnogo bioloških sredstava koja to mogu dovesti do ubijanja svih tjelesnih stanica i time do smrti cijelog tijela. Primjeri uključuju zmijski otrov, gljivične otrove i mnoge druge biljne, kao i životinjske toksine. Za organizme koji proizvode otrov to znači biološku prednost nad oštećenim organizmima. Nadalje, postoje mnoge kemijske tvari koje djeluju na stanice štetno ometajući metabolizam stanice. Neki citotoksini već imaju destruktivan učinak na stanične membrane. Još ostali toksini inhibiraju metabolizam nukleinske kiseline i tako dovode do uništavanja stanice. Mehanizmi djelovanja vrlo su široki. Citotoksičnost se može prikazati skalom citotoksičnosti. Dakle, postoje gradacije od 0 do 3. Na 0, tvar nije otrovna. Na razini 1 dolazi do blage inhibicije slabo otrovnim materijalom. Razina 2 opet znači značajnu inhibiciju umjereno toksičnog materijala. Jako otrovni materijali računaju se kao razina 3. Citotoksičnost tvari može se odrediti takozvanom održivošću stanica. Stabilnost stanica predstavlja broj živih stanica u populaciji stanica. Što je manje živih stanica, to je niža održivost stanica i što je toksičnija tvar koja se ispituje na toksičnost. U ovom se postupku, između ostalih metoda, određuje ukupan broj stanica pomoću komore za brojanje ili protočnog citometra. Tada se određene metode bojenja mogu koristiti za određivanje živih stanica. Ovom se metodom može utvrditi koncentracija tvari kod koje se održivost stanica smanjuje za 50 posto. To je tada vrijednost IC50. Kod ovoga koncentracija, 50 posto stanica umre. Ova vrijednost se može koristiti za procjenu učinkovitosti kemoterapijskih sredstava ili dezinficijensi. Ako se tijekom upotrebe ovih sredstava prekorači IC50 vrijednost, prevladava toksičnost za cijelo tijelo. Značajna štetna zdravlje javljaju se učinci, koji također mogu dovesti do smrti.
