A citotoxicitás a kémiai anyagok és az élő sejtek testsejtekre gyakorolt mérgező hatásának mértékét jellemzi. Hatásuk révén az emberi sejt megsérül vagy akár el is pusztul. Ebben a folyamatban sokféle folyamat vezet a testsejtek pusztulásáig.
Mi a citotoxicitás?
A citotoxicitás jellemzi, hogy a kémiai anyagok és az élő sejtek mennyire mérgezően hatnak a test sejtjeire. A citotoxicitás kifejezés a görögből származik, ahol sejtmérget jelent. Ebben az összefüggésben sok anyag mérgező a test sejtjeire, és néhány is vezet sejthalálig. Például sok olyan vegyi anyag van, amely zavarhatja a sejtek anyagcseréjét, és ezáltal megváltoztathatja azt. A kémiai sejtmérgek közé tartoznak bizonyos szerves anyagok savak, hidrogén peroxid vagy etanol (alkohol). Számos veszélyes anyag ismert a mindennapi életből is, például szervetlen savak, erősen koncentrált lúgok, klórozott szénhidrogének és még sok más. Számos biológiai méreg is ismert. Például a kígyómérgeknek, a gombaméregeknek és sok más növényi és állati toxinnak citotoxikus hatása van. Az evolúció során folyamatosan új citotoxinok termelődtek. Részben védekeznek a támadások ellen, és a vadászat kapcsán a zsákmányt is megölik. Nem csak kémiai, hanem biológiai citotoxikus anyagok is fejlődtek. A fertőzések elleni védekezés érdekében a immunrendszer kifinomult védelmi rendszert dolgozott ki baktériumok, gombák vagy vírusok. Ebben a folyamatban nemcsak a mikroorganizmusok sejtjeit kell elpusztítani, hanem a test sejtjeit is, amelyeket megtámadnak. Ezért a citotoxikus szerek közé tartoznak a T-sejtek, a természetes gyilkos sejtek, neutrofil granulociták vagy makrofágok.
Funkció és feladat
Bizonyos anyagok és sejtek citotoxicitása nagy jelentőséggel bír a biológiai fejlődés összefüggésében. A immunrendszer különösen kidolgozott néhány stratégiát a test megvédésére a mikrobiális betolakodóktól. Ezek tartalmazzák baktériumok, gombák és szintén vírusok. A fertőzött sejtek tovább károsítják a szervezetet, és a sejt védelmi mechanizmusaival kell elpusztítani őket immunrendszer. Baktériumok már különféle védőanyagokkal szembesülnek, mielőtt a szervezetbe kerülnének, és részben megölnék őket. Ha ez az első immunreakció elegendő a baktériumok bejutásának megakadályozására, itt már véget ér a citotoxikus anyagok és az immunsejtek termelése a baktériumok ellen. A fertőzött testsejteket azonban meg kell szüntetni a T-sejtek, a természetes gyilkos sejtek és a makrofágok hatásával. Továbbá a szervezet termel antitestek amelyek a sejtfelületeken elhelyezkedő antigénekkel kötődnek. Ezekben az esetekben az immunsejtek citotoxikus hatása és antitestek szolgálja a Egészség az egész szervezet. A harc az vírusok szintén csak a fertőzött sejtek megsemmisítésével működhet. Ebben a folyamatban heves gyulladásos reakciók alakulnak ki, amelyek megnyilvánulnak fájdalom és a láz. A fertőzés során a teljes betegségfolyamat citotoxikus reakcióként értelmezhető. Mikor szerek alkalmazzák, a megfelelő anyagok citotoxikus tulajdonságait is gyakran kihasználják. Gyakran ezek citosztatikus hatások a test specifikus kóros sejtjeinek elpusztítására. Ez különösen vonatkozik a tumorsejtekre, amelyek korlátozás nélkül osztódnak. A citosztatikus szerek gyakran közvetítik citotoxikus hatásukat a nukleinsavtermelésre gyakorolt hatásuk révén. Ha például kialakulása nitrogén bázisok gátolt, a sejtnövekedés leáll, a nukleinsavtermelés hiánya miatt. Ez elsősorban a gyorsan növekvő sejteket érinti, például a tumorsejteket. Ezért ezek hatása szerek, amelyeket a részeként használnak kemoterápiás kezelés, kifejezetten ellen irányul rák sejtek. A mellékhatások a nyálkahártya és az immunsejtek növekedésének egyidejű lassulásán alapulnak.
Betegségek és egészségi állapotok
A citotoxinok azonban nemcsak pozitív hatásokat közvetítenek. Például sok biológiai anyag képes vezet az összes testsejt megöléséhez és ezáltal az egész test halálához. Ilyen például a kígyóméreg, a gombaméreg és sok más növényi, valamint állati méreg. A mérget termelő szervezetek számára ez biológiai előnyt jelent a károsodott organizmusokkal szemben. Ezenkívül számos olyan kémiai anyag létezik, amely sejtkárosító hatással bír a sejt anyagcseréjének megzavarásával. Egyes citotoxinok már romboló hatást gyakorolnak a sejtmembránokra. Még más toxinok gátolják a nukleinsav anyagcserét és így a sejt elpusztulásához vezetnek. A hatásmechanizmusok nagyon tágak. A citotoxicitás citotoxicitási skálával ábrázolható. Így 0-tól 3-ig terjednek a fokozatok. 0-nál az anyag nem mérgező. Az 1. szinten enyhén mérgező anyag gátolja kissé. A 2. szint ismét a közepesen mérgező anyagok jelentős gátlását jelenti. Az erősen mérgező anyagokat a 3. szintnek tekintik. Az anyag citotoxicitása az úgynevezett sejtéletképességgel határozható meg. A sejt életképesség az élő sejtek számát jelenti a sejtpopulációban. Minél kevesebb az élő sejt, annál alacsonyabb a sejt életképessége és annál mérgezőbb az anyag toxicitása. Ebben a folyamatban a teljes sejtszámot egy számláló kamra vagy áramlási citométer segítségével határozzák meg, többek között. Bizonyos festési módszerek alkalmazhatók az élő sejtek meghatározására. Ezzel a módszerrel meghatározható a koncentráció olyan anyag, amelynél a sejt életképessége 50 százalékkal csökken. Ez akkor az IC50 érték. Ebben koncentráció, A sejtek 50 százaléka elpusztul. Ez az érték felhasználható a kemoterápiás szerek hatékonyságának becslésére, ill fertőtlenítőszerek. Ha ezen szerek alkalmazásakor túllépik az IC50-értéket, akkor az egész testre gyakorolt toxicitás túlsúlyban van. Jelentős káros Egészség hatások jelentkeznek, amelyek szintén halálhoz vezethetnek.
