ציטוטוקסיות מאפיינת את מידת ההשפעה הרעילה של חומרים כימיים ותאים חיים על תאי הגוף. באמצעות השפעתם, התא האנושי נפגע או אפילו נהרג. בתהליך זה, תהליכים רבים ושונים עוֹפֶרֶת להרס תאי גוף.
מהי ציטוטוקסיות?
ציטוטוקסיות מאפיינת את מידת השפעתם של חומרים כימיים ותאים חיים על תאי הגוף. המונח ציטוטוקסיות נגזר מיוונית, שם פירושו רעל תאים. בהקשר זה, חומרים רבים רעילים לתאי הגוף, וחלקם יכולים אפילו עוֹפֶרֶת למוות של תאים. לדוגמא, ישנם כימיקלים רבים העלולים להפריע לחילוף החומרים של התאים ובכך לשנותו. רעלים של תאים כימיים כוללים אורגניים מסוימים חומצות, הידרוגנציה חמצן או אתנול (כּוֹהֶל). חומרים מסוכנים רבים ידועים גם מחיי היומיום, כגון אנאורגניים חומצות, אלקליות מרוכזות מאוד, פחמימנים כלוריים ורבים נוספים. ידועים גם רעלים ביולוגיים רבים. לדוגמא, לארסי נחש, לרעלים לפטרייה ולרעלים רבים אחרים של צמחים ובעלי חיים יש השפעות ציטוטוקסיות. בתהליך האבולוציה הופקו ציטוטוקסינים חדשים כל הזמן. הם משמשים בין השאר להגנה מפני התקפה, ובהקשר לציד, להרוג טרף. עם זאת, לא רק ציטוטוקסיות כימיות אלא גם ביולוגיות התפתחו. כדי להגן מפני זיהומים, המערכת החיסונית פיתחה מערכת הגנה מתוחכמת נגד בקטריה, פטריות או וירוסים. בתהליך זה יש להרוג לא רק את תאי המיקרואורגניזמים עצמם, אלא גם את תאי הגוף שהם תוקפים. לכן ציטוטוקסיות כוללות תאי T, תאי רוצח טבעיים, גרנולוציטים נויטרופילים או מקרופאגים.
פונקציה ומשימה
לרעלת הציטוטוקסיות של חומרים ותאים מסוימים חשיבות רבה בהקשר להתפתחות ביולוגית. ה המערכת החיסונית במיוחד פיתחה כמה אסטרטגיות להגנה על הגוף מפני פולשים חיידקים. אלו כוללים בקטריה, פטריות וגם וירוסים. תאים נגועים פוגעים עוד יותר באורגניזם ויש להרוג אותם על ידי מנגנוני ההגנה של הארגון המערכת החיסונית. בַּקטֶרִיָה כבר מתמודדים עם חומרי הגנה שונים לפני שהם נכנסים לגוף ונהרגים בחלקם. אם תגובה חיסונית ראשונה זו מספיקה בכדי לעצור את כניסתם של החיידקים, ייצורם של חומרים ציטוטוקסיים ותאי חיסון כנגד החיידקים כבר מסתיים כאן. עם זאת, יש לבטל תאי גוף נגועים על ידי השפעת תאי T, תאי רוצח טבעיים ומקרופאגים. יתר על כן, האורגניזם מייצר נוגדנים הנקשרים עם אנטיגנים הממוקמים על משטחי התא. במקרים אלה, הפעולה הציטוטוקסית של תאים חיסוניים ו נוגדנים משרת את בריאות של כל האורגניזם. המאבק נגד וירוסים יכול גם לעבוד רק על ידי השמדת התאים הנגועים. בתהליך זה מתפתחות תגובות דלקתיות אלימות המתבטאות ב כְּאֵב ו חום. ניתן להבין את כל תהליך המחלה במהלך זיהום כתגובה ציטוטוקסית. מתי תרופות משמשים, התכונות הציטוטוקסיות של החומרים המתאימים מנוצלות לעתים קרובות. לעיתים קרובות מדובר בהשפעות ציטוסטטיות להרוג תאים פתולוגיים ספציפיים בגוף. זה חל במיוחד על תאי גידול, שמתחלקים ללא הגבלה. חומרים ציטוסטטיים לרוב מתווכים את השפעותיהם הציטוטוקסיות באמצעות השפעתם על ייצור חומצות גרעין. אם, למשל, היווצרות של חנקן בסיסים הוא מעוכב, צמיחת התאים נעצרת בגלל חוסר בייצור חומצות גרעין. זה משפיע בעיקר על תאים שצומחים במהירות כמו תאי גידול. לכן, ההשפעה של אלה תרופות, המשמשים כחלק מ כימותרפיה, מכוון במיוחד נגד סרטן תאים. תופעות הלוואי מבוססות על האטה במקביל לצמיחת תאי הרירית והחיסון.
מחלות ומצבים רפואיים
עם זאת, ציטוטוקסינים לא רק מתווכים על השפעות חיוביות. לדוגמא, ישנם גורמים ביולוגיים רבים שיכולים עוֹפֶרֶת להריגת כל תאי הגוף ובכך למוות הגוף כולו. דוגמאות לכך כוללות ארסי נחשים, רעלים פטרייתיים ורבים אחרים של צמחים כמו גם בעלי חיים. עבור האורגניזמים המייצרים רעל, משמעות הדבר היא יתרון ביולוגי על פני האורגניזמים הפגועים. יתר על כן, ישנם חומרים כימיים רבים בעלי השפעה מזיקה לתאים על ידי הפרעה לחילוף החומרים של התא. לחלק מהציטוטוקסינים כבר יש השפעה הרסנית על קרומי התא. עוד רעלים אחרים מעכבים את חילוף החומרים של חומצות גרעין ובכך מובילים להרס התא. מנגנוני הפעולה רחבים מאוד. ניתן לייצג את הציטוטוקסיות על ידי סולם ציטוטוקסיות. לפיכך, יש הדרגות בין 0 ל -3. ב- 0, החומר אינו רעיל. ברמה 1, ישנה עיכוב קל על ידי חומר רעיל חלש. רמה 2 משמעותה שוב עיכוב משמעותי על ידי חומר רעיל בינוני. חומרים רעילים מאוד נספרים כרמה 3. ניתן לקבוע את הציטוטוקסיות של חומר על ידי מה שמכונה כדאיות התא. כדאיות תאים מייצגת את מספר התאים החיים באוכלוסיית תאים. ככל שיש פחות תאים חיים כך יכולת התאים נמוכה יותר והחומר שנבדק לרעילות הוא רעיל יותר. בתהליך זה נקבעת ספירת התאים הכוללת באמצעות תא ספירה או ציטומטר זרימה, בין שיטות אחרות. לאחר מכן ניתן להשתמש בשיטות מכתים מסוימות לקביעת התאים החיים. ניתן להשתמש בשיטה זו לקביעת ה- ריכוז של חומר בו מופחתת הכדאיות בתאים ב 50 אחוז. זה אז ערך ה- IC50. בזה ריכוז, 50 אחוז מהתאים מתים. ניתן להשתמש בערך זה להערכת יעילותם של חומרים כימותרפיים או חומרי חיטוי. אם חורגים מערך IC50 כאשר משתמשים בסוכנים אלה, הרעילות לגוף כולו שולטת. לוואי משמעותי בריאות תופעות מתרחשות, מה שעלול גם להוביל למוות.
