Sitotoksisitas mencirikan tahap kesan toksik bahan kimia dan sel hidup pada sel badan. Melalui pengaruh mereka, sel manusia rosak atau bahkan terbunuh. Dalam proses ini, banyak proses yang berbeza membawa kepada pemusnahan sel-sel badan.
Apakah sitotoksisiti?
Sitotoksisitas mencirikan sejauh mana bahan kimia dan sel hidup mempunyai kesan toksik pada sel badan. Istilah sitotoksisitas berasal dari bahasa Yunani, di mana ia bermaksud racun sel. Dalam konteks ini, banyak zat beracun untuk sel-sel tubuh, dan ada juga yang boleh membawa hingga kematian sel. Sebagai contoh, terdapat banyak bahan kimia yang boleh mengganggu metabolisme sel dan dengan itu mengubahnya. Racun sel kimia merangkumi organik tertentu asid, hidrogen peroksida atau etanol (alkohol). Banyak bahan berbahaya juga diketahui dari kehidupan seharian, seperti bukan organik asid, alkali pekat, hidrokarbon berklorin dan banyak lagi. Banyak racun biologi juga diketahui. Contohnya, racun ular, racun kulat dan banyak racun tumbuhan dan haiwan lain mempunyai kesan sitotoksik. Dalam proses evolusi, sitotoksin baru dihasilkan sepanjang masa. Mereka berfungsi untuk mempertahankan diri dari serangan dan, dalam konteks memburu, untuk membunuh mangsa. Walau bagaimanapun, bukan sahaja sitotoksik kimia tetapi juga biologi telah berkembang. Untuk melindungi daripada jangkitan, sistem imun telah mengembangkan sistem pertahanan yang canggih terhadap bakteria, kulat atau virus. Dalam proses ini, bukan sahaja sel-sel mikroorganisma itu sendiri mesti dibunuh, tetapi juga sel-sel tubuh yang mereka serang. Oleh itu, sitotoksik merangkumi sel T, sel pembunuh semula jadi, granulosit neutrofil atau makrofag.
Fungsi dan tugas
Sitotoksisiti bahan dan sel tertentu sangat penting dalam konteks perkembangan biologi. The sistem imun khususnya telah mengembangkan beberapa strategi untuk melindungi tubuh daripada pencerobohan mikroba. Ini termasuk bakteria, kulat dan juga virus. Sel yang dijangkiti akan merosakkan organisma dan mesti dibunuh oleh mekanisme pertahanan sistem imun. Bakteria sudah berhadapan dengan pelbagai bahan pertahanan sebelum memasuki badan dan sebahagiannya terbunuh. Sekiranya tindak balas imun pertama ini cukup untuk menghentikan kemasukan bakteria, pengeluaran bahan sitotoksik dan sel imun terhadap bakteria sudah berakhir di sini. Walau bagaimanapun, sel-sel badan yang dijangkiti mesti dihapuskan dengan pengaruh sel T, sel pembunuh semula jadi dan makrofag. Selanjutnya, organisma menghasilkan antibodi yang mengikat dengan antigen yang terletak di permukaan sel. Dalam kes-kes ini, tindakan sitotoksik sel-sel imun dan antibodi menghidangkan kesihatan keseluruhan organisma. Perjuangan menentang virus juga boleh berfungsi dengan memusnahkan sel yang dijangkiti. Dalam proses ini, reaksi keradangan yang ganas berkembang, yang ditunjukkan oleh kesakitan and demam. Seluruh proses penyakit semasa jangkitan dapat difahami sebagai reaksi sitotoksik. Bila dadah digunakan, sifat sitotoksik bahan yang sesuai juga sering dieksploitasi. Selalunya ini adalah kesan sitostatik untuk membunuh sel-sel patologi tertentu di dalam badan. Ini berlaku khususnya pada sel-sel tumor, yang membelah tanpa sekatan. Ejen sitostatik sering memediasi kesan sitotoksik melalui pengaruh mereka terhadap pengeluaran asid nukleik. Sekiranya, misalnya, pembentukan nitrogen asas dihambat, pertumbuhan sel terhenti kerana kekurangan pengeluaran asid nukleik. Ini terutamanya mempengaruhi sel-sel yang berkembang pesat seperti sel-sel tumor. Oleh itu, kesannya dadah, yang digunakan sebagai sebahagian daripada kemoterapi, ditujukan secara khusus terhadap kanser sel. Kesan sampingan adalah berdasarkan pada pertumbuhan sel mukosa dan imun yang perlahan.
Penyakit dan keadaan perubatan
Walau bagaimanapun, sitotoksin tidak hanya memediasi kesan positif. Sebagai contoh, terdapat banyak agen biologi yang boleh membawa kepada pembunuhan semua sel tubuh dan seterusnya kematian seluruh tubuh. Contohnya termasuk racun ular, racun kulat, dan banyak tumbuhan lain serta racun haiwan. Bagi organisma penghasil racun, ini bermaksud kelebihan biologi berbanding organisma yang rosak. Selain itu, terdapat banyak bahan kimia yang mempunyai kesan merosakkan sel dengan mengganggu metabolisme sel. Sebilangan sitotoksin sudah mempunyai kesan merosakkan pada membran sel. Masih toksin lain menghalang metabolisme asid nukleik dan seterusnya menyebabkan kemusnahan sel. Mekanisme tindakan sangat luas. Sitotoksisitas dapat ditunjukkan dengan skala sitotoksisitas. Oleh itu, terdapat penggredan dari 0 hingga 3. Pada 0, bahan tersebut tidak beracun. Pada tahap 1, terdapat sedikit perencatan oleh bahan beracun yang lemah. Tahap 2 sekali lagi bermaksud penghambatan ketara oleh bahan beracun yang sederhana. Bahan beracun yang kuat dikira sebagai tahap 3. Sitotoksisiti suatu bahan dapat ditentukan oleh apa yang disebut daya maju sel. Keupayaan sel mewakili bilangan sel hidup dalam populasi sel. Semakin sedikit sel hidup di sana, semakin rendah daya maju sel dan semakin toksik bahan yang diuji untuk ketoksikan. Dalam proses ini, jumlah sel ditentukan dengan menggunakan ruang pengiraan atau sitometer aliran, antara kaedah lain. Kaedah pewarnaan tertentu kemudiannya dapat digunakan untuk menentukan sel hidup. Kaedah ini boleh digunakan untuk menentukan kepekatan bahan di mana daya hidup sel dikurangkan sebanyak 50 peratus. Inilah nilai IC50. Di sini kepekatan, 50 peratus sel mati. Nilai ini dapat digunakan untuk mengira keberkesanan agen kemoterapi atau disinfektan. Sekiranya nilai IC50 dilebihi semasa agen ini digunakan, toksisitas ke seluruh badan akan menjadi lebih utama. Kerugian yang ketara kesihatan kesan berlaku, yang juga boleh mengakibatkan kematian.
