Il citotossicità indica il grado di effetti tossici delle sostanze chimiche e delle cellule viventi sulle cellule del corpo. La loro influenza danneggia o addirittura uccide la cellula umana. Molti processi diversi portano alla distruzione delle cellule del corpo.
Qual è la citotossicità?
Il termine citotossicità deriva dal greco e significa veleno cellulare lì. Molte sostanze sono tossiche per le cellule del corpo, alcune delle quali possono persino uccidere le cellule. Ci sono molte sostanze chimiche che possono interferire con il metabolismo delle cellule e modificarlo nel processo.
Le tossine delle cellule chimiche includono alcuni acidi organici, perossido di idrogeno ed etanolo (alcool). Molte sostanze pericolose sono note anche dalla vita di tutti i giorni, come acidi inorganici, alcali altamente concentrati, idrocarburi clorurati e molti altri. Sono noti anche molti veleni biologici. I veleni dei serpenti, dei funghi e molti altri veleni di piante e animali hanno effetti citotossici.
Nel processo di evoluzione, sono state create nuove tossine cellulari. Servono in parte per scongiurare attacchi e nel contesto della caccia per uccidere la preda. Tuttavia, si sono sviluppati non solo i citotossici chimici ma anche biologici.
Per scongiurare le infezioni, il sistema immunitario ha sviluppato un sofisticato sistema di difesa contro batteri, funghi e virus. Non solo le cellule dei microrganismi stessi devono essere uccise, ma anche le cellule del corpo che attaccano. Pertanto, i citotossici includono anche le cellule T, le cellule natural killer, i neutrofili e i macrofagi.
Funzione e compito
La citotossicità di alcune sostanze e cellule è di grande importanza nel contesto dello sviluppo biologico. Il sistema immunitario in particolare ha sviluppato alcune strategie per proteggere l'organismo dagli invasori microbici. Questi includono batteri, funghi e virus. Le cellule infette danneggiano ulteriormente l'organismo e devono essere uccise dai meccanismi di difesa del sistema immunitario.
Anche prima di entrare nel corpo, i batteri si confrontano con vari anticorpi e in alcuni casi vengono uccisi. Se questa prima reazione immunitaria è sufficiente a impedire l'ingresso dei batteri, la produzione di sostanze citotossiche e di cellule immunitarie contro i batteri finisce qui.
Le cellule del corpo infette, tuttavia, devono essere eliminate attraverso l'influenza di cellule T, cellule natural killer e macrofagi. L'organismo produce anche anticorpi che si combinano con gli antigeni sulle superfici cellulari. In questi casi l'effetto citotossico delle cellule immunitarie e degli anticorpi serve alla salute dell'intero organismo.
La lotta contro i virus può funzionare solo distruggendo le cellule infette. Si sviluppano violente reazioni infiammatorie, che sono evidenti nel dolore e nella febbre. L'intero processo patologico in caso di infezione può essere inteso come una reazione citotossica.
Quando si utilizzano medicinali, vengono spesso utilizzate le proprietà citotossiche delle sostanze corrispondenti. Spesso questi sono effetti citostatici per uccidere specifiche cellule malate nel corpo. Ciò è particolarmente vero per le cellule tumorali che si dividono indefinitamente.
Gli agenti citostatici spesso mediano il loro effetto citotossico attraverso la loro influenza sulla produzione di acido nucleico. Ad esempio, se la formazione di basi azotate viene inibita, la crescita cellulare si arresta a causa della produzione insufficiente di acido nucleico. Ciò colpisce principalmente le cellule in rapida crescita come le cellule tumorali. Pertanto, gli effetti di questi farmaci, utilizzati come parte della chemioterapia, sono specificamente diretti contro le cellule tumorali. Gli effetti collaterali si basano sul simultaneo rallentamento della crescita delle cellule della mucosa e del sistema immunitario.
Malattie e disturbi
Tuttavia, le citotossine non hanno solo effetti positivi. Ci sono molti agenti biologici che possono uccidere tutte le cellule del corpo e quindi la morte dell'intero corpo.Esempi sono veleni di serpenti, veleni di funghi e molti altri veleni di piante e animali. Per gli organismi velenosi questo significa un vantaggio biologico rispetto agli organismi danneggiati. Inoltre, ci sono molte sostanze chimiche che hanno un effetto dannoso per le cellule interferendo con il metabolismo delle cellule. Alcuni veleni cellulari hanno già un effetto distruttivo sulle membrane cellulari. Ancora altri veleni inibiscono il metabolismo degli acidi nucleici e quindi portano alla distruzione della cellula.
I meccanismi di azione sono molto ampi. La citotossicità può essere mostrata utilizzando una scala di citotossicità. Ci sono gradazioni da 0 a 3. A 0 la sostanza non è tossica. Al livello 1 c'è una leggera inibizione da parte di un materiale leggermente tossico. Il livello 2 indica ancora una significativa inibizione da parte di materiale moderatamente tossico. I materiali altamente tossici sono conteggiati al livello 3.
La citotossicità di una sostanza può essere determinata dalla cosiddetta vitalità cellulare. La vitalità cellulare rappresenta il numero di cellule viventi in una popolazione cellulare: minore è il numero di cellule viventi, minore è la vitalità cellulare e più tossica è la sostanza in esame per la tossicità. Il numero totale di cellule viene determinato utilizzando una camera di conteggio o un citometro a flusso, tra le altre cose. Le cellule viventi possono quindi essere identificate utilizzando determinati metodi di colorazione. Questo metodo può essere utilizzato per determinare la concentrazione di una sostanza in cui la vitalità cellulare è ridotta del 50 percento. Questo è quindi il valore IC50. A questa concentrazione, il 50 percento delle cellule muore. L'efficacia degli agenti chemioterapici o dei disinfettanti può essere stimata utilizzando questo valore. Se il valore IC50 viene superato quando si utilizzano questi agenti, la tossicità supera l'intero corpo. Si verificano gravi danni alla salute, che possono anche portare alla morte.
