Cytotoksisitet karakteriserer graden av giftig effekt av kjemiske stoffer og levende celler på kroppens celler. Gjennom deres innflytelse blir den menneskelige cellen skadet eller til og med drept. I denne prosessen, mange forskjellige prosesser føre til ødeleggelse av kroppens celler.
Hva er cellegift?
Cytotoksisitet karakteriserer i hvilken grad kjemiske stoffer og levende celler har en toksisk effekt på kroppens celler. Begrepet cytotoksisitet er avledet fra gresk, der det betyr cellegift. I denne sammenhengen er mange stoffer giftige for kroppens celler, og noen kan til og med føre til celledød. For eksempel er det mange kjemikalier som kan forstyrre metabolismen av celler og dermed endre den. Kjemiske cellegifter inkluderer visse organiske stoffer syrer, hydrogen peroksid eller etanol (alkohol). Mange farlige stoffer er også kjent fra hverdagen, for eksempel uorganisk syrer, høykonsentrerte baser, klorerte hydrokarboner og mange flere. Mange biologiske giftstoffer er også kjent. For eksempel har slangegifter, sopptoksiner og mange andre plante- og dyretoksiner cytotoksiske effekter. I løpet av evolusjonen ble det produsert nye cellegifter hele tiden. De tjener delvis for å forsvare seg mot angrep og, i sammenheng med jakt, for å drepe byttedyr. Imidlertid har ikke bare kjemiske men også biologiske cellegifter utviklet seg. For å forsvare seg mot infeksjoner, er immunsystem har utviklet et sofistikert forsvarssystem mot bakterie, sopp eller virus. I denne prosessen må ikke bare cellene i mikroorganismene selv drepes, men også cellene i kroppen de angriper. Derfor inkluderer cellegift T-celler, naturlige drapsceller, nøytrofile granulocytter eller makrofager.
Funksjon og oppgave
Cytotoksisiteten til visse stoffer og celler har stor betydning i sammenheng med biologisk utvikling. De immunsystem spesielt har utviklet noen strategier for å beskytte kroppen mot mikrobielle inntrengere. Disse inkluderer bakterie, sopp og også virus. Infiserte celler skader organismen ytterligere og må drepes av forsvarets mekanismer immunsystem. Bakterier er allerede konfrontert med forskjellige forsvarsstoffer før de kommer inn i kroppen og blir delvis drept. Hvis denne første immunreaksjonen er tilstrekkelig til å stoppe innføringen av bakteriene, slutter allerede produksjonen av cytotoksiske stoffer og immunceller mot bakteriene. Imidlertid må infiserte kroppsceller elimineres ved påvirkning av T-celler, naturlige drapsceller og makrofager. Videre produserer organismen antistoffer som binder seg med antigener plassert på celleoverflatene. I disse tilfellene er den cytotoksiske virkningen av immunceller og antistoffer serverer Helse av hele organismen. Kampen mot virus kan også bare fungere ved å ødelegge de infiserte cellene. I denne prosessen utvikler det seg voldsomme betennelsesreaksjoner som manifesteres av smerte og feber. Hele sykdomsprosessen under en infeksjon kan forstås som en cytotoksisk reaksjon. Når narkotika brukes, blir ofte de cytotoksiske egenskapene til de tilsvarende stoffene utnyttet. Ofte er dette cytostatiske effekter for å drepe spesifikke patologiske celler i kroppen. Dette gjelder spesielt tumorceller, som deler seg uten begrensning. Cytostatiske midler medierer ofte sine cytotoksiske effekter gjennom deres innflytelse på nukleinsyreproduksjon. Hvis for eksempel dannelsen av nitrogen baser inhiberes, stopper cellevekst på grunn av mangel på nukleinsyreproduksjon. Dette påvirker hovedsakelig hurtigvoksende celler som tumorceller. Derfor er effekten av disse narkotika, som brukes som en del av kjemoterapi, er spesielt rettet mot kreft celler. Bivirkningene er basert på samtidig bremsing av veksten av slimhinne- og immunceller.
Sykdommer og medisinske tilstander
Imidlertid medierer cytotoksiner ikke bare positive effekter. For eksempel er det mange biologiske agenser som kan føre til drap av alle kroppsceller og dermed til hele kroppens død. Eksempler inkluderer slangegift, sopptoksiner og mange andre plante- og dyretoksiner. For de giftproduserende organismer betyr dette en biologisk fordel i forhold til de skadede organismer. Videre er det mange kjemiske stoffer som har en celleskadelig effekt ved å forstyrre cellens metabolisme. Noen cellegifter har allerede en destruktiv effekt på cellemembranene. Fortsatt andre giftstoffer hemmer nukleinsyremetabolismen og fører dermed til ødeleggelsen av cellen. Handlingsmekanismene er veldig brede. Cytotoksisiteten kan representeres av en cytotoksisitetsskala. Dermed er det graderinger fra 0 til 3. Ved 0 er stoffet ikke giftig. På nivå 1 er det svak inhibering av et svakt giftig materiale. Nivå 2 betyr igjen betydelig hemming av moderat giftig materiale. Sterkt giftige materialer telles som nivå 3. Cytotoksisiteten til et stoff kan bestemmes av den såkalte cellelevedyktigheten. Cellelevedyktighet representerer antall levende celler i en cellepopulasjon. Jo færre levende celler det er, desto lavere er cellelevedyktigheten og jo mer giftig stoffet som testes for toksisitet. I denne prosessen bestemmes det totale celletallet ved hjelp av et tellekammer eller strømningscytometer, blant andre metoder. Enkelte fargemetoder kan deretter brukes til å bestemme de levende cellene. Denne metoden kan brukes til å bestemme konsentrasjon av et stoff der cellelevedyktigheten reduseres med 50 prosent. Dette er da IC50-verdien. På dette konsentrasjon, 50 prosent av cellene dør. Denne verdien kan brukes til å estimere effektiviteten til kjemoterapeutiske midler eller desinfeksjonsmidler. Hvis IC50-verdien overskrides når disse midlene brukes, dominerer toksisiteten for hele kroppen. Betydelig ugunstig Helse effekter oppstår, noe som også kan føre til døden.
