sytotoksisuus osoittaa kemiallisten aineiden ja elävien solujen toksisten vaikutusten määrän kehon soluihin. Niiden vaikutus vahingoittaa tai jopa tappaa ihmisen solun. Monet eri prosessit johtavat kehon solujen tuhoutumiseen.
Mikä on sytotoksisuus?
Termi sytotoksisuus on johdettu kreikasta ja tarkoittaa siellä solumyrkkyä. Monet aineet ovat myrkyllisiä kehon soluille, joista osa voi jopa tappaa solut. On monia kemikaaleja, jotka voivat häiritä solujen metaboliaa ja muuttaa sitä prosessissa.
Kemiallisiin solutoksiiniin sisältyvät tietyt orgaaniset hapot, vetyperoksidi ja etanoli (alkoholi). Arkielämästä tunnetaan myös monia vaarallisia aineita, kuten epäorgaaniset hapot, erittäin tiivistetyt emäkset, klooratut hiilivedyt ja monet muut. Tunnetaan myös monia biologisia myrkkyjä. Käärmemyrkyt, sienimyrkyt ja monet muut kasvi- ja eläinmyrkyt ovat sytotoksisia.
Evoluutioprosessissa luotiin uusia solutoksiineja. Ne palvelevat osittain hyökkäysten torjumiseksi ja metsästyksen yhteydessä saalista tappaakseen. Kemiallisten lisäksi myös biologisten sytotoksisten aineiden ei ole kuitenkaan kehittynyt.
Infektioiden torjumiseksi immuunijärjestelmä on kehittänyt hienostuneen puolustusjärjestelmän bakteereja, sieniä ja viruksia vastaan. Mikro-organismien solut eivät tarvitse vain tappaa, vaan myös kehon solut, joita ne hyökkäävät. Siksi sytotoksiinit sisältävät myös T-solut, luonnolliset tappajasolut, neutrofiilit ja makrofagit.
Toiminto ja tehtävä
Tiettyjen aineiden ja solujen sytotoksisuus on erittäin tärkeä biologisen kehityksen yhteydessä. Erityisesti immuunijärjestelmä on kehittänyt joitain strategioita kehon suojelemiseksi mikrobien hyökkääjiltä. Näitä ovat bakteerit, sienet ja virukset. Tartunnan saaneet solut vahingoittavat edelleen organismia ja ne on tapettava immuunijärjestelmän puolustusmekanismien avulla.
Jo ennen bakteerien saapumista elimistöön bakteerit joutuvat kohtaamaan erilaisia vasta-aineita, ja joissakin tapauksissa ne tappavat. Jos tämä ensimmäinen immuunireaktio on riittävä estämään bakteerien pääsyä, sytotoksisten aineiden ja immuunisolujen tuotanto bakteereja vastaan päättyy tähän.
Tartunnan saaneet kehon solut on kuitenkin poistettava T-solujen, luonnollisten tappajasolujen ja makrofagien vaikutuksella. Organismi tuottaa myös vasta-aineita, jotka yhdistyvät antigeenien kanssa solun pinnalla. Näissä tapauksissa immuunisolujen ja vasta-aineiden sytotoksinen vaikutus palvelee koko organismin terveyttä.
Torjunta viruksilta voi toimia vain tuhoamalla tartunnan saaneet solut. Voimakkaita tulehduksellisia reaktioita kehittyy, jotka ovat havaittavissa kipussa ja kuumeessa. Koko sairausprosessi infektion sattuessa voidaan ymmärtää sytotoksiseksi reaktioksi.
Lääkkeitä käytettäessä käytetään usein vastaavien aineiden sytotoksisia ominaisuuksia. Usein nämä ovat sytostaattisia vaikutuksia tappamaan kehon tiettyjä sairaita soluja. Tämä pätee erityisesti kasvainsoluihin, jotka jakautuvat toistaiseksi.
Sytostaattiset aineet välittävät usein sytotoksista vaikutustaan vaikutuksensa avulla nukleiinihappojen tuotantoon. Esimerkiksi, jos typpiemästen muodostuminen estetään, solujen kasvu pysähtyy, koska nukleiinihappotuotanto on riittämätöntä. Tämä vaikuttaa pääasiassa nopeasti kasvaviin soluihin, kuten tuumorisoluihin. Siksi näiden lääkkeiden, joita käytetään osana kemoterapiaa, vaikutukset kohdistuvat erityisesti syöpäsoluja vastaan. Haittavaikutukset perustuvat limakalvojen ja immuunisolujen kasvun samanaikaiseen hidastumiseen.
Sairaudet ja vaivat
Sytotoksiinilla ei kuitenkaan ole vain positiivisia vaikutuksia. On olemassa monia biologisia tekijöitä, jotka voivat tappaa kaikki kehosolut ja siten koko kehon kuoleman. Esimerkkejä ovat käärmemyrkyt, sienimyrkyt ja monet muut kasvi- ja eläinmyrkyt. Myrkkyjä tuottaville organismeille tämä tarkoittaa biologista etua vaurioituneisiin organismeihin nähden. Lisäksi on monia kemiallisia aineita, joilla on solua vahingoittava vaikutus häiritsemällä solun aineenvaihduntaa. Joillakin solumyrkyillä on jo tuhoava vaikutus solukalvoihin. Vielä muut myrkyt estävät nukleiinihappojen metaboliaa ja johtavat siten solun tuhoutumiseen.
Toimintamekanismit ovat erittäin laajat. Sytotoksisuus voidaan osoittaa sytotoksisuusasteikolla. Asteikot ovat asteikolla 0 - 3. 0-tilassa aine ei ole myrkyllinen. Tasolla 1 on lievästi myrkyllisen materiaalin esto. Taso 2 tarkoittaa taas kohtuullisesti myrkyllisen materiaalin merkittävää estämistä. Erittäin myrkylliset materiaalit lasketaan tasolla 3.
Aineen sytotoksisuus voidaan määrittää ns. Solujen elinkelpoisuudella. Solujen elinkyky edustaa elävien solujen määrää solupopulaatiossa: Mitä vähemmän eläviä soluja on, sitä alhaisempi solujen elinkyky on ja sitä myrkyllisempi on tutkittavan aineen toksisuus. Solujen kokonaismäärä määritetään muun muassa laskutuskammion tai virtaussytometrin avulla. Sitten elävät solut voidaan tunnistaa tietyillä värjäysmenetelmillä. Tätä menetelmää voidaan käyttää määrittämään aineen pitoisuus, jossa solujen elinkyky heikkenee 50 prosentilla. Tämä on silloin IC50-arvo. Tässä konsentraatiossa 50 prosenttia soluista kuolee. Kemoterapeuttisten aineiden tai desinfiointiaineiden tehokkuus voidaan arvioida tätä arvoa käyttämällä. Jos IC50-arvo ylitetään näitä aineita käytettäessä, toksisuus on suurempi kuin koko vartalo. Esiintyy merkittäviä terveyshaittoja, jotka voivat myös johtaa kuolemaan.
.jpg)
