cytotoksisitet

De cytotoksisitet indikerer graden av toksiske effekter av kjemiske stoffer og levende celler på kroppens celler. Deres innflytelse skader eller dreper menneskecellen. Mange forskjellige prosesser fører til ødeleggelse av kroppsceller.

Hva er cytotoksisiteten?

Begrepet cytotoksisitet er avledet fra det greske og betyr cellegif der. Mange stoffer er giftige for kroppens celler, hvorav noen til og med kan drepe cellene. Det er mange kjemikalier som kan forstyrre metabolismen av celler og endre det i prosessen.

Kjemiske celletoksiner inkluderer visse organiske syrer, hydrogenperoksyd og etanol (alkohol). Mange farlige stoffer er også kjent fra hverdagen, for eksempel uorganiske syrer, sterkt konsentrerte alkalier, klorerte hydrokarboner og mange flere. Mange biologiske giftstoffer er også kjent. Slangegift, soppgifte og mange andre plante- og dyreforgiftninger har cytotoksiske effekter.

I utviklingsprosessen ble nye celletoksiner opprettet. De tjener delvis for å avverge angrep og i forbindelse med jakt for å drepe byttet. Imidlertid har ikke bare kjemiske, men også biologiske cytotoksika utviklet seg.

For å avverge infeksjoner har immunsystemet utviklet et sofistikert forsvarssystem mot bakterier, sopp og virus. Ikke bare må cellene til mikroorganismene i seg selv drepes, men også kroppens celler de angriper. Derfor inkluderer cytotoksika også T-celler, naturlige killerceller, nøytrofiler og makrofager.

Funksjon & oppgave

Cytotoksisiteten til visse stoffer og celler er av stor betydning i sammenheng med biologisk utvikling. Spesielt immunforsvaret har utviklet noen strategier for å beskytte kroppen mot mikrobielle inntrengere. Disse inkluderer bakterier, sopp og virus. Infiserte celler skader organismen ytterligere og må drepes av immunforsvarets mekanismer.

Selv før de kommer inn i kroppen, blir bakterier konfrontert med forskjellige antistoffer og i noen tilfeller drept. Hvis denne første immunreaksjonen er tilstrekkelig til å stoppe bakteriene fra å komme inn, ender produksjonen av cytotoksiske stoffer og immunceller mot bakteriene her.

Infiserte kroppsceller må imidlertid elimineres gjennom påvirkning fra T-celler, naturlige mordere og makrofager. Organismen produserer også antistoffer som kombineres med antigener på celleoverflatene. I disse tilfellene tjener den cytotoksiske effekten av immunceller og antistoffer helsen til hele organismen.

Kampen mot virus kan bare fungere ved å ødelegge de infiserte cellene. Det utvikler seg voldsomme betennelsesreaksjoner som merkes i smerter og feber. Hele sykdomsprosessen i tilfelle en infeksjon kan forstås som en cytotoksisk reaksjon.

Ved bruk av medisiner brukes ofte de cytotoksiske egenskapene til de tilsvarende stoffene. Ofte er dette cytostatisk effekt for å drepe spesifikke syke celler i kroppen. Dette gjelder spesielt for tumorceller som deler seg på ubestemt tid.

Cytostatika medier ofte deres cytotoksiske effekt gjennom deres innflytelse på nukleinsyreproduksjonen. For eksempel, hvis dannelsen av nitrogenbaser hemmes, stopper celleveksten på grunn av utilstrekkelig nukleinsyreproduksjon. Dette påvirker hovedsakelig raskt voksende celler som tumorceller. Derfor er effekten av disse medisinene, som brukes som en del av cellegift, rettet spesielt mot kreftceller. Bivirkningene er basert på samtidig nedgang i veksten av slimhinner og immunceller.

Sykdommer og plager

Cytotoksiner har imidlertid ikke bare positive effekter. Det er mange biologiske midler som kan drepe alle kroppens celler og dermed døden av hele kroppen. Eksempler er slangegift, soppgifte og mange andre plante- og dyreforgiftninger. 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. Atter andre giftstoffer hemmer nukleinsyremetabolismen og fører dermed til ødeleggelse av cellen.

Handlingsmekanismene er veldig brede. Cytotoksisiteten kan vises ved bruk av en cytotoksisitetsskala. Det er graderinger fra 0 til 3. Ved 0 er stoffet ikke-giftig. På nivå 1 er det en liten hemming av et lett giftig materiale. Nivå 2 betyr igjen en betydelig hemming av moderat giftig materiale. Svært giftige materialer telles på nivå 3.

Cytotoksisiteten til et stoff kan bestemmes av den såkalte cellelevedyktigheten. Celleviabilitet representerer antall levende celler i en cellepopulasjon. Jo færre levende celler det er, jo lavere er levedyktigheten av celler og desto mer giftig er stoffet som undersøkes for toksisitet. Det totale antall celler bestemmes blant annet ved bruk av et tellekammer eller et flytcytometer. De levende celler kan deretter identifiseres ved bruk av visse fargemetoder. Denne metoden kan brukes til å bestemme konsentrasjonen av et stoff der cellenes levedyktighet reduseres med 50 prosent. Dette er da IC50-verdien. Ved denne konsentrasjonen dør 50 prosent av cellene. Effektiviteten av kjemoterapeutiske midler eller desinfeksjonsmidler kan estimeres ved bruk av denne verdien. Hvis IC50-verdien overskrides når du bruker disse midlene, oppveier toksisiteten hele kroppen. Det forekommer betydelige helsefeil som også kan føre til død.