a sejtek a test legkisebb alkotóelemei, amelyek képesek ellátni az összes alapvető életfunkciót. Minden sejt speciális funkciókat lát el, és szerepet játszik a homeosztázis fenntartásában. Bár minden sejt független entitás, erősen befolyásolja a szomszédos sejtek károsodása. Ezek a különféle sejttípusok szöveteket alkotnak, amelyek speciális sejtek gyűjteményei, amelyek viszonylag korlátozott számú, az adott típusú szövetre jellemző funkciót látnak el. Több billió sejt alkotja az emberi testet. Ezek a sejtek különböző típusúak, amelyek nagymértékben eltérhetnek méretükben, megjelenésükben és funkciójukban.

elsődleges sejtkomponensek

bár körülbelül 200 sejttípus létezik, mindegyik hasonló tulajdonságokkal rendelkezik: sejtmembrán, citoplazma, organellák és sejtmag. Az egyetlen kivétel az, hogy az érett vörösvérsejt nem tartalmaz magot. A toxinok károsíthatják a sejt bármely összetevőjét, ami sejthalált vagy károsodást és hibás működést okozhat.

az 1.ábra egy összetett sejt különböző komponenseit mutatja.

1. ábra. Alapvető sejtstruktúra
(képforrás: adaptálva iStock Photos-ból, 6)

egy tipikus sejt elsődleges összetevői a következők:

• sejtmembrán — foszfolipid kettős réteg, amely koleszterint és fehérjéket is tartalmaz; feladata, hogy támogatást nyújtson és ellenőrizze az összes anyag belépését és kilépését. A sejtmembrán szerkezetét és azokat a mechanizmusokat tárgyaljuk, amelyek révén a vegyi anyagok behatolhatnak vagy felszívódhatnak a sejtbe vagy ki a sejtből a Bevezetés Az Abszorpcióba részben később a Toxtutorban.
• citoplazma-ásványi anyagok, szerves molekulák és gázok vizes oldata a sejtmembrán és a sejtmag között.
• Nucleus-a sejt membránhoz kötött része, amely nukleotidokat, enzimeket és nukleoproteineket tartalmaz; a mag szabályozza az anyagcserét, a fehérjeszintézist, valamint a genetikai információk tárolását és feldolgozását.
• citoszol — a citoplazma folyékony része, amely diffúzióval osztja el az anyagokat a sejtben.
• Nucleolus — a nucleus sűrű régiója, amely tartalmazza az RNS-t és a DNS-t; ez a hely az rRNS szintéziséhez és a riboszóma komponensek összeszereléséhez.
• endoplazmatikus retikulum-membránszerű csatornák kiterjedt hálózata, amely az egész citoplazmában kiterjed; szintetizálja a szekréciós termékeket, és felelős az intracelluláris tárolásért és szállításért.
• riboszómák-nagyon kicsi struktúrák, amelyek RNS-ből és fehérjékből állnak, és fehérjeszintézist végeznek; néhány riboszóma rögzített (az endoplazmatikus retikulumhoz kötődik), míg más riboszómák szabadok és szétszóródnak a citoplazmában.
• mitokondriumok-ovális organellák, amelyeket kettős membrán köt össze, belső redőkkel, amelyek fontos metabolikus enzimeket tartalmaznak; ezek termelik a sejt által igényelt ATP és energia szinte teljes (95%) részét.
• lizoszómák-vezikulák, amelyek erős emésztőenzimeket tartalmaznak; a lizoszómák felelősek a sérült organellák vagy kórokozók intracelluláris eltávolításáért.
• peroxiszómák – nagyon kicsi, membránhoz kötött organellák, amelyek sokféle enzimet tartalmaznak, amelyek sokféle metabolikus funkciót látnak el.
• Golgi apparátus — kamrákat tartalmazó lapított membránok halmaza; szintetizálják, tárolják, megváltoztatják és csomagolják a szekréciós termékeket.
• Centrioles – két centriol van, derékszögben igazítva, mindegyik 9 mikrotubulus hármasból áll; a sejtosztódás során a kromoszómák specifikus rostjait szervezik, amelyek mozgatják a kromoszómákat.
• Cilia — a sejtmembrán külső rétegének szálszerű vetületei, amelyek az anyagok mozgatására szolgálnak a sejt felszínén.

A Xenobiotikumokra leginkább fogékony sejtkomponensek

míg a sejt összes komponensét károsíthatják a xenobiotikumok vagy a xenobiotikumokra reagálva előállított testtermékek, a sejtkárosodásban leginkább részt vevő komponensek a sejtmembrán, a sejtmag, a riboszómák, a peroxiszómák, a lizoszómák és a mitokondriumok.

azok a szerek, amelyek a membrán permeabilitásának megváltozásához és a sejt szerkezeti integritásához vezethetnek, károsíthatják a sejtmembránokat. Az anyagok sejtmembránokon keresztüli mozgását pontosan szabályozzák a sejt homeosztázisának fenntartása érdekében. A toxin által kiváltott sejtmembrán permeabilitásának változásai közvetlenül sejthalált okozhatnak, vagy érzékenyebbé tehetik a toxin vagy az azt követő egyéb toxinok bejutására. Ebben az esetben a hatások lehetnek sejthalál, megváltozott sejtfunkció vagy ellenőrizetlen sejtosztódás (neoplázia).

a magok tartalmazzák a sejt genetikai anyagát (kromoszómák vagy DNS). A xenobiotikumok károsíthatják a magot, ami sok esetben sejthalálhoz vezet, megakadályozva annak osztódási képességét. Más esetekben a sejt genetikai felépítése megváltozhat úgy, hogy a sejt elveszíti az osztódást szabályozó normál kontrollokat. Ez azt jelenti, hogy továbbra is osztódik és neoplazmává válik. Hogy ez hogyan történik, azt a ToxTutor rákos szakasza írja le.

a riboszómák a nukleáris DNS által szolgáltatott információkat használják a fehérjék előállításához. A sejtek különböznek az általuk előállított fehérje típusától. Például a májsejtek riboszómái vérfehérjéket állítanak elő, míg a zsírsejtek riboszómái triglicerideket termelnek. A riboszómák RNS-t tartalmaznak, szerkezetileg hasonlóak a DNS-hez. A DNS-t károsító szerek az RNS-t is károsíthatják. Így a riboszómák mérgező károsodása zavarhatja a fehérjeszintézist. A májsejt riboszómák károsodása esetén a véralbumin csökkenése az immunrendszer károsodásához és a vér szállításához vezethet.

a lizoszómák emésztőenzimeket tartalmaznak, amelyek általában a betegségek elleni védekezésben működnek. Képesek lebontani a baktériumokat és más anyagokat, hogy cukrokat és aminosavakat termeljenek. Amikor a xenobiotikumok károsítják a lizoszómákat, az enzimek felszabadulhatnak a citoplazmába, ahol gyorsan elpusztíthatják a többi organellában lévő fehérjéket, ezt a folyamatot autolízisnek nevezik. Egyes örökletes betegségekben az egyén lizoszómáiban hiányozhat egy specifikus lizoszomális enzim. Ez a sejttörmelék és salakanyagok felhalmozódását okozhatja, amelyeket általában a lizoszómák ártalmatlanítanak. Az ilyen betegségek, úgynevezett lizoszomális tárolási betegségek, létfontosságú sejtek (mint például a szív és az agy)nem működik rendesen, ami a halál a beteg személy.

a Lizoszómáknál kisebb peroxiszómák enzimeket is tartalmaznak. A peroxiszómák általában felszívják és semlegesítik bizonyos toxinokat, például a hidrogén-peroxidot (H2O2) és az alkoholt. A májsejtek jelentős peroxiszómákat tartalmaznak, amelyek eltávolítják és semlegesítik a bélrendszerből felszívódó toxinokat. Egyes xenobiotikumok bizonyos sejteket (különösen a májat) stimulálhatnak a peroxiszómák számának és aktivitásának növelésére. Ez viszont stimulálhatja a sejt osztódását. A peroxiszómák növekedését kiváltó xenobiotikumokat “peroxiszóma proliferátoroknak” nevezzük.”A rák okozati összefüggésében betöltött szerepüket a ToxTutor rák szakasza tárgyalja.

a mitokondriumok biztosítják a sejt (a túléléshez szükséges) energiáját egy ATP szintézissel járó eljárással. Ha egy xenobiotikum zavarja ezt a folyamatot, a sejt halála gyorsan bekövetkezik. Sok xenobiotikum mitokondriális méreg.

• a mitokondriumok beavatkozásával sejthalált okozó mérgek közé tartozik a cianid, a hidrogén-szulfid, a kokain, a DDT és a szén-tetraklorid.