ציטוטוקסיות

ה ציטוטוקסיות מציין את דרגת ההשפעות הרעילות של חומרים כימיים ותאים חיים על תאי הגוף. השפעתם פוגעת בתא האנושי או אפילו הורגת אותו. תהליכים רבים ושונים מובילים להרס תאי גוף.

מהי הציטוטוקסיות?

המונח ציטוטוקסיות נגזר מיוונית ומשמעותו שם רעל תאים. חומרים רבים רעילים לתאי הגוף, חלקם אף יכולים להרוג את התאים. ישנם כימיקלים רבים שיכולים להפריע לחילוף החומרים של התאים ולשינויו בתהליך.

רעלנים מתאיים כימיים כוללים חומצות אורגניות מסוימות, מי חמצן ואתנול (אלכוהול). ידועים גם חומרים מסוכנים רבים מחיי היומיום, כמו חומצות אורגניות, אלקולות מרוכזות מאוד, פחמימנים מורכבים ורבים אחרים. ידועים גם רעלים ביולוגיים רבים. לרעלים של נחש, לרעל פטריות ורעלים רבים אחרים מהצומח ובעלי החיים יש השפעות ציטוטוקסיות.

בתהליך האבולוציה נוצרו רעלים חדשים לתאים. הם משמשים בחלקם כדי להגן על התקפות ובהקשר של ציד להרוג את הטרף. עם זאת, לא רק ציטוטוקסיה כימית אלא גם ביולוגית התפתחו.

כדי להגן על זיהומים, מערכת החיסון פיתחה מערכת הגנה מתוחכמת מפני חיידקים, פטריות ווירוסים. לא רק צריך להרוג את התאים של המיקרואורגניזמים עצמם, אלא גם את תאי הגוף שהם תוקפים. לכן ציטוטוקסיה כוללת גם תאי T, תאי רוצחים טבעיים, נויטרופילים ומקרופאגים.

פונקציה ומשימה

חשיבות רבה לציטוטוקסיות של חומרים ותאים מסוימים בהקשר של התפתחות ביולוגית. במיוחד מערכת החיסון פיתחה כמה אסטרטגיות להגנה על הגוף מפני פולשים חיידקים. אלה כוללים חיידקים, פטריות ווירוסים. תאים נגועים פוגעים עוד יותר באורגניזם ונאלצים להיהרג על ידי מנגנוני ההגנה של מערכת החיסון.

עוד לפני שהם נכנסים לגוף, חיידקים מתמודדים עם נוגדנים שונים ובמקרים מסוימים נהרגים. אם די בתגובה חיסונית ראשונה זו בכדי למנוע את כניסת החיידקים, ייצורם של חומרים ציטוטוקסיים ותאי חיסון כנגד החיידק מסתיים כאן.

עם זאת, יש לחסל תאי גוף נגועים על ידי השפעת תאי T, תאי רוצחים טבעיים ומקרופאגים. האורגניזם מייצר גם נוגדנים המשתלבים עם אנטיגנים על משטחי התא. במקרים אלה ההשפעה הציטוטוקסית של תאי החיסון והנוגדנים משרתת את בריאות האורגניזם כולו.

המאבק בנגיפים יכול לעבוד רק על ידי השמדת התאים הנגועים. מתפתחות תגובות דלקתיות אלימות המורגשות בכאב ובחום. ניתן להבין את כל תהליך המחלה במקרה של זיהום כתגובה ציטוטוקסית.

כאשר משתמשים בתכשירים רפואיים, לרוב משתמשים בתכונות הציטוטוקסיות של החומרים המתאימים. לעיתים קרובות מדובר בהשפעות ציטוסטטיות להרוג תאים חולים ספציפיים בגוף. זה נכון במיוחד לתאי הגידול שמתחלקים ללא הגבלת זמן.

סוכנים ציטוסטטיים לעיתים קרובות מתווכים את השפעתם הציטוטוקסית באמצעות השפעתם על ייצור חומצות גרעין. לדוגמא, אם מעכבים את היווצרותם של בסיסי חנקן, צמיחת התאים נעצרת עקב ייצור בלתי מספק של חומצות גרעין. זה משפיע בעיקר על תאים הגדלים במהירות כמו תאים סרטניים. לפיכך, השפעות התרופות הללו, המשמשות כחלק מכימותרפיה, מכוונות באופן ספציפי נגד תאים סרטניים. תופעות הלוואי מבוססות על האטה בו זמנית בצמיחת תאי הרירית וחיסון.

מחלות ומחלות

עם זאת, ציטוטוקסינים אינם רק בעלי השפעות חיוביות. ישנם סוכנים ביולוגיים רבים שיכולים להרוג את כל תאי הגוף ובכך למוות את כל הגוף. דוגמאות לכך הן רעלות נחשים, רעלות פטריות ורעלים רבים אחרים מהצומח ובעלי החיים. עבור האורגניזמים המייצרים רעל זה אומר יתרון ביולוגי על פני האורגניזמים הפגועים. יתרה מזאת, ישנם חומרים כימיים רבים אשר משפיעים על התאים על ידי הפרעה לחילוף החומרים של התא. לחלק מרעלני התאים יש כבר השפעה הרסנית על ממברנות התא. עוד רעלים אחרים מעכבים את חילוף החומרים של חומצת הגרעין ובכך גורמים להרס התא.

מנגנוני הפעולה רחבים מאוד. ניתן להראות את הציטוטוקסיות באמצעות סולם ציטוטוקסיות. יש דרגות מ- 0 עד 3. בגיל 0 החומר אינו רעיל. ברמה 1 ישנה עכבה קלה על ידי חומר רעיל מעט. דרגה 2 שוב פירושה עכבה משמעותית על ידי חומר רעיל בינוני. חומרים רעילים ביותר נספרים ברמה 3.

ניתן לקבוע את הציטוטוקסיות של חומר על ידי מה שמכונה כדאיות התא. כדאיות התא מייצגת את מספר התאים החיים באוכלוסיית תאים.ככל שיש פחות תאים חיים, כך רמת הכדאיות בתא נמוכה יותר והחומר רעיל יותר לבדיקת רעילות. המספר הכולל של התאים נקבע בין היתר באמצעות תא ספירה או ציטומטר זרימה. לאחר מכן ניתן לזהות את התאים החיים בשיטות צביעה מסוימות. ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לקבוע את ריכוז החומר בו הכדאיות של התא מופחת בכ -50 אחוז. זהו הערך IC50. בריכוז זה 50 אחוז מהתאים מתים. ניתן להעריך את היעילות של חומרים כימותרפיים או חומרי חיטוי באמצעות ערך זה. אם חורג מהערך IC50 בעת השימוש בתכשירים אלה, הרעילות עולה על כל הגוף. ליקויים בריאותיים משמעותיים מתרחשים, העלולים להביא גם למוות.