solut ovat elimistön pienin komponentti, joka pystyy suorittamaan kaikki elämän perustoiminnot. Jokainen solu suorittaa erikoistoimintoja ja sillä on rooli homeostaasin ylläpidossa. Vaikka jokainen solu on itsenäinen kokonaisuus, se kärsii suuresti naapurisolujen vaurioitumisesta. Nämä eri solutyypit muodostavat yhdessä kudoksia, jotka ovat erikoistuneiden solujen kokoelmia, jotka suorittavat suhteellisen rajoitetun määrän tälle kudostyypille ominaisia toimintoja. Ihmisruumiissa on useita biljoonia soluja. Nämä solut ovat erilaisia, ja ne voivat vaihdella suuresti kooltaan, ulkonäöltään ja toiminnaltaan.

primääriset solukomponentit

vaikka solutyyppejä on noin 200, niillä kaikilla on samanlaiset ominaisuudet: solukalvo, sytoplasma, organellit ja Tuma. Ainoa poikkeus on, että kypsässä punasolussa ei ole tumaa. Toksiinit voivat vahingoittaa mitä tahansa solun osista aiheuttaen solukuoleman tai vaurioita ja toimintahäiriöitä.

kuvassa 1 esitetään komposiittikennon eri komponentit.

kuva 1. Solun perusrakenne
(Kuvan lähde: mukautettu istockin kuvista,©)

tyypillisen solun peruskomponentteja ovat seuraavat:

• solukalvo-fosfolipidikaksikko, joka sisältää myös kolesterolia ja proteiineja; sen tehtävänä on tukea ja valvoa kaikkien materiaalien sisään-ja uloskäyntiä. Käsittelemme solukalvon rakennetta ja mekanismeja, joilla kemikaalit voivat tunkeutua soluun tai imeytyä siihen tai ulos solusta, Absorptiojakson Johdantokohdassa myöhemmin Toxtutorissa.
• sytoplasma — solukalvon ja tuman välissä oleva mineraaleista, orgaanisista molekyyleistä ja kaasuista koostuva vetinen liuos.
• Tuma — solukalvoon sitoutunut osa, joka sisältää nukleotideja, entsyymejä ja nukleoproteiineja; Tuma ohjaa aineenvaihduntaa, proteiinisynteesiä sekä geneettisen informaation varastointia ja käsittelyä.
• Sytosoli on sytoplasman nestemäinen osa, joka jakaa aineet diffuusiolla koko soluun.
• nukleolus — tuman tiheä alue, joka sisältää RNA: n ja DNA: n; se on paikka rRNA: n synteesille ja ribosomin komponenttien kokoontumiselle.
• Endoplasminen reticulum — laaja solukalvon kaltaisten kanavien verkosto, joka ulottuu koko sytoplasmaan; se syntetisoi eritystuotteita ja vastaa solunsisäisestä varastoinnista ja kuljetuksesta.
• ribosomit ovat hyvin pieniä rakenteita, jotka koostuvat RNA: sta ja proteiineista ja suorittavat proteiinisynteesiä; jotkut ribosomit ovat kiinteitä (sitoutuneita endoplasmaiseen retikulumiin), kun taas toiset ribosomit ovat vapaita ja hajallaan sytoplasmassa.
• mitokondriot — soikeat organellit, joita sitoo kaksoiskalvo, jonka sisäpoimut sulkevat sisäänsä tärkeitä metabolisia entsyymejä; ne tuottavat lähes kaiken (95%) solun tarvitsemasta ATP: stä ja energiasta.
• lysosomit-vesikkelit, jotka sisältävät voimakkaita ruoansulatusentsyymejä; lysosomit ovat vastuussa vaurioituneiden organellien tai patogeenien solunsisäisestä poistamisesta.
• Peroksisomit ovat hyvin pieniä, kalvoon sitoutuneita organelleja, jotka sisältävät paljon erilaisia entsyymejä, jotka suorittavat erilaisia metabolisia toimintoja.
• Golgi — laite-Pinot litistettyjä kalvoja, jotka sisältävät kammioita; ne syntetisoivat, varastoivat, muokkaavat ja pakkaavat eritystuotteita.
• Centrioleja — on kaksi kohtisuorassa olevaa centriolia, joista kukin koostuu 9 mikrotubuluskolmikosta; ne järjestävät solunjakautumisen aikana erityisiä kromosomisyitä, jotka liikuttavat kromosomeja.
• solukalvon uloimman kerroksen Värekarvamaiset ulokkeet, joiden avulla aineet siirtyvät solun pinnan yli.

solukomponentit ovat herkimpiä Ksenobiooteille

vaikka ksenobiootit tai ksenobioottien reaktiossa syntyvät kehon tuotteet voivat vaurioittaa kaikkia solun komponentteja, todennäköisimmin soluvaurioihin osallistuvat komponentit ovat solukalvo, Tuma, ribosomit, peroksisomit, lysosomit ja mitokondriot.

aineet, jotka voivat aiheuttaa muutoksia kalvon läpäisevyydessä ja solun rakenteellisessa eheydessä, voivat vaurioittaa solukalvoja. Aineiden liikkumista solukalvojen läpi ohjataan tarkasti solun homeostaasin ylläpitämiseksi. Toksiinin aiheuttaman solukalvon läpäisevyyden muutokset voivat suoraan aiheuttaa solukuoleman tai tehdä sen alttiimmaksi toksiinin sisäänpääsylle tai sitä seuraaville muille toksiineille. Vaikutukset voivat tällöin olla solukuolema, muuttunut solun toiminta tai hallitsematon solunjakautuminen (neoplasia).

tumat sisältävät solun geneettisen materiaalin (kromosomit tai DNA). Ksenobiootit voivat vaurioittaa tumaa, joka monissa tapauksissa johtaa solukuolemaan, estämällä sen jakautumisen. Toisissa tapauksissa solun perimä voi muuttua niin, että solu menettää normaalit jakautumista säätelevät kontrollit. Eli se jakautuu edelleen ja muuttuu kasvaimeksi. Miten tämä tapahtuu, on kuvattu Toxtutorin Syöpäosiossa.

ribosomit käyttävät ydin-DNA: n antamaa tietoa proteiinien valmistukseen. Solut eroavat toisistaan siinä, millaista proteiinia ne valmistavat. Esimerkiksi maksasolujen ribosomit valmistavat veren proteiineja, kun taas rasvasolujen ribosomit valmistavat triglyseridejä. Ribosomit sisältävät RNA: ta, joka muistuttaa rakenteeltaan DNA: ta. DNA: ta vaurioittavat aineet voivat myös vaurioittaa RNA: ta. Ribosomien toksiset vauriot voivat siis häiritä proteiinisynteesiä. Maksasolujen ribosomien vaurioituessa veren albumiinin väheneminen voi johtaa immuunijärjestelmän ja verenkuljetuksen heikkenemiseen.

lysosomit sisältävät ruoansulatusentsyymejä, jotka normaalisti toimivat puolustautumisessa tauteja vastaan. Ne voivat hajottaa bakteereja ja muita aineita tuottaakseen sokereita ja aminohappoja. Ksenobioottien vaurioittaessa lysosomeja entsyymit voivat vapautua sytoplasmaan, jossa ne voivat nopeasti tuhota muiden organellien proteiinit, eli autolyysiksi kutsutun prosessin. Joissakin perinnöllisissä sairauksissa yksilön lysosomeista voi puuttua tietty lysosomaalinen entsyymi. Tämä voi aiheuttaa solujätteen ja jätetuotteiden kertymisen, joka normaalisti hävitetään lysosomeilla. Tällaisissa sairauksissa, joita kutsutaan lysosomaalisiksi varastosairauksiksi, elintärkeät solut (kuten sydämessä ja aivoissa) eivät välttämättä toimi normaalisti, mikä johtaa sairaan henkilön kuolemaan.

Peroksisomit, jotka ovat pienempiä kuin lysosomit, sisältävät myös entsyymejä. Peroksisomit imevät ja neutraloivat tavallisesti tiettyjä toksiineja, kuten vetyperoksidia (H2O2) ja alkoholia. Maksasoluissa on huomattavia peroksisomeja, jotka poistavat ja neutraloivat suolistosta imeytyviä myrkkyjä. Jotkut ksenobiootit voivat stimuloida tiettyjä soluja (erityisesti maksaa) peroksisomien määrän ja aktiivisuuden lisäämiseksi. Tämä puolestaan voi stimuloida solua jakautumaan. Peroksisomien lisääntymistä indusoivia ksenobiootteja kutsutaan ” peroksisomien proliferaattoreiksi.”Heidän rooliaan syövän aiheuttajana käsitellään Toxtutorin Syöpäosiossa.

mitokondriot antavat solulle energiaa (jota tarvitaan eloonjäämiseen) ATP-synteesin avulla. Jos ksenobioottinen aine häiritsee tätä prosessia, syntyy nopeasti solun kuolema. Monet ksenobiootit ovat mitokondriomyrkkyjä.

• esimerkkejä mitokondrioita häiritsemällä solukuolemia aiheuttavista myrkyistä ovat syanidi, rikkivety, kokaiini, DDT ja hiilitetrakloridi.