Cytotoxicita

Cytotoxicita označuje stupeň toxických účinků chemických látek a živých buněk na buňky těla. Jejich vliv poškozuje nebo dokonce zabíjí lidskou buňku. Mnoho různých procesů vede ke zničení tělesných buněk.

Jaká je cytotoxicita?

Termín cytotoxicita je odvozen od řečtiny a znamená tam buněčný jed. Mnoho látek je toxických pro buňky těla, z nichž některé mohou buňky dokonce zabít. Existuje mnoho chemikálií, které mohou narušovat metabolismus buněk a měnit je v procesu.

Chemické toxiny buněk zahrnují určité organické kyseliny, peroxid vodíku a ethanol (alkohol). Z každodenního života je známo mnoho nebezpečných látek, jako jsou anorganické kyseliny, vysoce koncentrované alkálie, chlorované uhlovodíky a mnoho dalších. Je známo také mnoho biologických jedů. Hadí jedy, houbové jedy a mnoho dalších rostlinných a živočišných jedů mají cytotoxické účinky.

V procesu evoluce byly vytvořeny nové buněčné toxiny. Slouží částečně k odvrácení útoků a v souvislosti s lovem zabíjení kořisti. Vyvinula se však nejen chemická, ale i biologická cytotoxika.

Aby potlačil infekce, imunitní systém vyvinul sofistikovaný systém obrany proti bakteriím, plísním a virům. Musejí být zabíjeny nejen buňky samotných mikroorganismů, ale také buňky těla, na které útočí. Proto cytotoxika zahrnují také T buňky, přirozené zabíječské buňky, neutrofily a makrofágy.

Funkce a úkol

Cytotoxicita některých látek a buněk má v souvislosti s biologickým vývojem velký význam. Zejména imunitní systém vyvinul některé strategie na ochranu těla před mikrobiálními útočníky. Patří sem bakterie, houby a viry. Infikované buňky dále poškozují organismus a musí být zabity obrannými mechanismy imunitního systému.

Ještě předtím, než vstoupí do těla, jsou bakterie konfrontovány s různými protilátkami a v některých případech zabity. Pokud je tato první imunitní reakce dostatečná k zastavení vstupu bakterií, končí zde produkce cytotoxických látek a imunitních buněk proti bakteriím.

Infikované buňky těla však musí být eliminovány vlivem T buněk, přírodních zabíječských buněk a makrofágů. Organismus také vytváří protilátky, které se kombinují s antigeny na buněčných površích. V těchto případech slouží cytotoxický účinek imunitních buněk a protilátek zdraví celého organismu.

Boj proti virům může fungovat pouze zničením infikovaných buněk. Vznikají prudké zánětlivé reakce, které jsou patrné u bolesti a horečky. Celý proces onemocnění v případě infekce lze chápat jako cytotoxickou reakci.

Při používání léčivých přípravků se často používají cytotoxické vlastnosti odpovídajících látek. Často se jedná o cytostatické účinky zabíjející specifické nemocné buňky v těle. To platí zejména pro nádorové buňky, které se dělí donekonečna.

Cytostatická činidla často zprostředkovávají svůj cytotoxický účinek prostřednictvím svého vlivu na produkci nukleových kyselin. Například, pokud je inhibována tvorba dusíkatých bází, růst buněk se zastaví kvůli nedostatečné produkci nukleových kyselin. Toto postihuje hlavně rychle rostoucí buňky, jako jsou nádorové buňky. Účinky těchto léků, které se používají jako součást chemoterapie, jsou tedy konkrétně zaměřeny na rakovinné buňky. Vedlejší účinky jsou založeny na současném zpomalení růstu mukózních a imunitních buněk.

Nemoci a nemoci

Cytotoxiny však nemají jen pozitivní účinky. Existuje mnoho biologických agens, které mohou zabít všechny buňky těla a tím i smrt celého těla. Příkladem jsou hadí jedy, houbové jedy a mnoho dalších rostlinných a živočišných jedů. U organismů produkujících jed to znamená biologickou výhodu oproti poškozeným organismům. Kromě toho existuje mnoho chemických látek, které mají vliv na buněčný metabolismus a mají účinek poškozující buňky. Některé buněčné jedy již mají destruktivní účinek na buněčné membrány. Ještě další jedy inhibují metabolismus nukleových kyselin, a tak vedou ke zničení buňky.

Mechanismy působení jsou velmi široké. Cytotoxicita může být prokázána pomocí stupnice cytotoxicity. Existují gradace od 0 do 3. V 0 není látka toxická. Na úrovni 1 dochází k mírné inhibici lehce toxickým materiálem. Úroveň 2 opět znamená významnou inhibici středně toxickým materiálem. Vysoce toxické materiály se počítají na úrovni 3.

Cytotoxicita látky může být určena tzv. Životaschopností buněk. Životaschopnost buněk představuje počet živých buněk v buněčné populaci. Čím méně živých buněk je, tím nižší je životaschopnost buněk a čím toxičtější je látka, která je testována na toxicitu. Celkový počet buněk se mimo jiné stanoví pomocí počítací komory nebo průtokového cytometru. Živé buňky pak mohou být identifikovány pomocí určitých metod barvení. Tuto metodu lze použít ke stanovení koncentrace látky, ve které je životaschopnost buněk snížena o 50 procent. Toto je hodnota IC50. Při této koncentraci 50 procent buněk zemře. Účinnost chemoterapeutických látek nebo dezinfekčních prostředků lze odhadnout pomocí této hodnoty. Pokud je hodnota IC50 při použití těchto látek překročena, toxicita převažuje nad celým tělem. Vyskytují se významná poškození zdraví, která mohou také vést k úmrtí.