cytotoksicitet

Det cytotoksicitet angiver graden af ​​toksiske virkninger af kemiske stoffer og levende celler på kroppens celler. Deres indflydelse skader eller endda dræber den menneskelige celle. Mange forskellige processer fører til ødelæggelse af kropsceller.

Hvad er cytotoksicitet?

Udtrykket cytotoksicitet er afledt af det græske og betyder cellegif der. Mange stoffer er giftige for kroppens celler, hvoraf nogle endda kan dræbe cellerne. Der er mange kemikalier, der kan forstyrre metabolismen af ​​celler og ændre det i processen.

Kemiske celletoksiner inkluderer visse organiske syrer, hydrogenperoxid og ethanol (alkohol). Mange farlige stoffer kendes også fra hverdagen, såsom uorganiske syrer, stærkt koncentrerede alkalier, klorerede kulbrinter og mange flere. Mange biologiske giftstoffer er også kendt. Slangegifter, svampegift og mange andre plante- og dyreforgiftninger har cytotoksiske virkninger.

I udviklingsprocessen blev nye celletoksiner oprettet. De tjener delvis til at afværge angreb og i forbindelse med jagt for at dræbe byttet. Imidlertid er ikke kun kemiske, men også biologiske cytotoksiske stoffer udviklet.

For at afværge infektioner har immunsystemet udviklet et sofistikeret forsvarssystem mod bakterier, svampe og vira. Ikke kun cellerne i selve mikroorganismerne skal dræbes, men også kroppens celler, de angriber. Derfor inkluderer cytotoksika også T-celler, naturlige dræberceller, neutrofiler og makrofager.

Funktion & opgave

Cytotoksiciteten af ​​visse stoffer og celler er af stor betydning i forbindelse med biologisk udvikling. Især immunforsvaret har udviklet nogle strategier til at beskytte kroppen mod mikrobielle indtrængende. Disse inkluderer bakterier, svampe og vira. Inficerede celler beskadiger yderligere organismen og skal dræbes af immunforsvarets mekanismer.

Selv før de kommer ind i kroppen, konfronteres bakterier med forskellige antistoffer og dræbes i nogle tilfælde. Hvis denne første immunreaktion er tilstrækkelig til at forhindre bakterier i at komme ind, slutter produktionen af ​​cytotoksiske stoffer og immunceller mod bakterierne her.

Inficerede kropsceller skal imidlertid fjernes gennem påvirkning af T-celler, naturlige dræberceller og makrofager. Organismen producerer også antistoffer, der kombineres med antigener på celleoverfladerne. I disse tilfælde tjener den cytotoksiske virkning af immuncellerne og antistofferne sundheden for hele organismen.

Bekæmpelsen af ​​vira kan kun fungere ved at ødelægge de inficerede celler. Der udvikler sig voldelige inflammatoriske reaktioner, som kan ses i smerter og feber. Hele sygdomsprocessen i tilfælde af en infektion kan forstås som en cytotoksisk reaktion.

Ved brug af lægemidler bruges de cytotoksiske egenskaber af de tilsvarende stoffer ofte. Ofte er dette cytostatisk virkning for at dræbe specifikke syge celler i kroppen. Dette gælder især for tumorceller, der deler sig på ubestemt tid.

Cytostatika medierer ofte deres cytotoksiske virkning gennem deres indflydelse på nukleinsyreproduktionen. For eksempel, hvis dannelsen af ​​nitrogenbaser hæmmes, stopper cellevæksten på grund af utilstrækkelig nukleinsyreproduktion. Dette påvirker hovedsageligt hurtigtvoksende celler, såsom tumorceller. Derfor er virkningerne af disse lægemidler, der bruges som del af kemoterapi, specifikt rettet mod kræftceller. Bivirkningerne er baseret på den samme afmatning i væksten af ​​slimhinde og immunceller.

Sygdomme og lidelser

Cytotoksiner har dog ikke kun positive virkninger. Der er mange biologiske stoffer, der kan dræbe alle kroppens celler og dermed døden af ​​hele kroppen. Eksempler er slangegifter, svampegift og mange andre plante- og dyreforgiftninger. For de giftproducerende organismer betyder dette en biologisk fordel i forhold til de beskadigede organismer. Der er endvidere mange kemiske stoffer, der har en cellebeskadigende virkning ved at forstyrre cellens stofskifte. Nogle cellegifter har allerede en destruktiv virkning på cellemembranerne. Stadig andre giftstoffer hæmmer nukleinsyremetabolismen og fører dermed til ødelæggelse af cellen.

Handlingsmekanismerne er meget brede. Cytotoksiciteten kan vises ved anvendelse af en cytotoksicitetsskala. Der er graderinger fra 0 til 3. Ved 0 er stoffet ikke-giftigt. På niveau 1 er der en let hæmning af et let toksisk materiale. Niveau 2 betyder igen en betydelig hæmning af moderat toksisk materiale. Meget giftige materialer tælles på niveau 3.

Et substans cytotoksicitet kan bestemmes ved den såkaldte cellelevedygtighed. Celleviabilitet repræsenterer antallet af levende celler i en cellepopulation. Jo færre levende celler der er, jo lavere er cellens levedygtighed og desto mere giftigt er stoffet, der undersøges for toksicitet. Det samlede antal celler bestemmes blandt andet ved hjælp af et tællekammer eller et flowcytometer. De levende celler kan derefter identificeres ved anvendelse af visse farvningsmetoder. Denne metode kan anvendes til at bestemme koncentrationen af ​​et stof, hvori cellelevedygtigheden reduceres med 50 procent. Dette er derefter IC50-værdien. Ved denne koncentration dør 50 procent af cellerne. Effektiviteten af ​​kemoterapeutiske midler eller desinfektionsmidler kan estimeres ved anvendelse af denne værdi. Hvis IC50-værdien overskrides, når man bruger disse midler, opvejer toksiciteten hele kroppen. Der forekommer betydelige sundhedsnedsættelser, som også kan føre til død.