Celler er den minste komponenten av kroppen som kan utføre alle de grunnleggende livsfunksjonene. Hver celle utfører spesialiserte funksjoner og spiller en rolle i vedlikehold av homeostase. Mens hver celle er en uavhengig enhet, er den sterkt påvirket av skade på naboceller. Disse ulike celletyper kombineres for å danne vev, som er samlinger av spesialiserte celler som utfører et relativt begrenset antall funksjoner som er spesifikke for den typen vev. Flere billioner celler utgjør menneskekroppen. Disse cellene er av forskjellige typer, som kan variere sterkt i størrelse, utseende og funksjon.

Primære Cellekomponenter

Mens det er omtrent 200 typer celler, har de alle lignende egenskaper: cellemembran, cytoplasma, organeller og kjerne. Det eneste unntaket er at den modne røde blodcellen ikke inneholder en kjerne. Toksiner kan skade noen av komponentene i cellen som forårsaker celledød eller skade og funksjonsfeil.

Figur 1 viser de ulike komponentene i en sammensatt celle.

Figur 1. Grunnleggende cellestruktur
(Bildekilde: tilpasset fra iStock-Bilder, ©)

de primære komponentene i en typisk celle inkluderer følgende:

• Cellemembran – et fosfolipid dobbeltlag som også inneholder kolesterol og proteiner; dens funksjoner er å gi støtte og å kontrollere inngang og utgang av alle materialer. Vi vil diskutere strukturen til cellemembranen og mekanismene som kjemikalier kan trenge inn i eller bli absorbert inn i eller ut av cellen i Innledningen til Absorpsjonsseksjonen senere i ToxTutor.Cytoplasma-en vannaktig løsning av mineraler, organiske molekyler og gasser som finnes mellom cellemembranen og kjernen.
• Nucleus-en membranbundet del av en celle som inneholder nukleotider, enzymer og nukleoproteiner; kjernen styrer metabolisme, proteinsyntese og lagring og behandling av genetisk informasjon.
• Cytosol-den flytende delen av cytoplasma som distribuerer materialer ved diffusjon gjennom cellen.Nukleolus-et tett område av kjernen som inneholder RNA og DNA; det er stedet for rrna-syntese og montering av ribosomkomponentene.Endoplasmatisk retikulum-et omfattende nettverk av membranlignende kanaler som strekker seg gjennom cytoplasma; det syntetiserer sekretoriske produkter og er ansvarlig for intracellulær lagring og transport.Ribosomer-svært små strukturer som består AV rna og proteiner og utfører proteinsyntese; noen ribosomer er faste (bundet til endoplasmatisk retikulum) mens andre ribosomer er frie og spredt i cytoplasma.Mitokondrier-ovale organeller bundet av en dobbel membran med indre folder som omslutter viktige metabolske enzymer; de produserer nesten alle (95%) AV ATP og energi som kreves av cellen.
• Lysosomer-vesikler som inneholder sterke fordøyelsesenzymer; lysosomer er ansvarlige for intracellulær fjerning av skadede organeller eller patogener.
• Peroksisomer-svært små membranbundne organeller som inneholder et stort utvalg av enzymer som utfører et mangfoldig sett med metabolske funksjoner.Golgi-apparater-stabler av flate membraner som inneholder kamre; de syntetiserer, lagrer, endrer og pakker sekretoriske produkter.
• Centrioles – det er to centrioles, justert i rette vinkler, hver sammensatt av 9 mikrotubuli triplets; de organiserer spesifikke fibre av kromosomer under celledeling, som beveger kromosomene.
• Cilia-trådlignende fremspring av det ytre laget av cellemembranen, som tjener til å bevege stoffer over celleoverflaten.

Cellekomponenter Som Er Mest Utsatt for Xenobiotika

mens alle komponenter i cellen kan bli skadet av xenobiotika eller kroppsprodukter produsert i reaksjon på xenobiotika, er komponentene mest sannsynlig involvert i cellulær skade cellemembranen, kjernen, ribosomer, peroksisomer, lysosomer og mitokondrier.

Midler som kan føre til endringer i membranets permeabilitet og den strukturelle integriteten til en celle kan skade cellemembraner. Bevegelsen av stoffer gjennom cellemembraner styres nøyaktig for å opprettholde homeostase av cellen. Endringer i toksin-indusert cellemembran permeabilitet kan direkte forårsake celledød eller gjøre det mer utsatt for inngangen av toksinet eller andre giftstoffer som følger. Effektene i dette tilfellet kan være celledød, endret cellefunksjon eller ukontrollert celledeling (neoplasi).

Kjerner inneholder cellens genetiske materiale (kromosomer ELLER DNA). Xenobiotika kan skade kjernen, som i mange tilfeller fører til celledød, ved å hindre evnen til å dele seg. I andre tilfeller kan den genetiske sammensetningen av cellen endres slik at cellen mister normale kontroller som regulerer divisjonen. Det vil si at det fortsetter å dele seg og bli en neoplasma. Hvordan dette skjer er beskrevet i Kreftdelen Av ToxTutor.

Ribosomer bruker informasjon fra nukleært DNA til å produsere proteiner. Cellene varierer i typen protein de produserer. For eksempel produserer ribosomer av leverceller blodproteiner mens ribosomer av fettceller produserer triglyserider. Ribosomer inneholder RNA, strukturelt lik DNA. Agenter som kan skade DNA kan også skade RNA. Dermed kan giftig skade på ribosomer forstyrre proteinsyntese. Ved skade på levercelle ribosomer kan en reduksjon i blodalbumin føre til nedsatt immunforsvar og blodtransport.

Lysosomer inneholder fordøyelsesenzymer som normalt fungerer i forsvaret mot sykdom. De kan bryte ned bakterier og andre materialer for å produsere sukker og aminosyrer. Når xenobiotika skader lysosomer, kan enzymene slippes ut i cytoplasma hvor de raskt kan ødelegge proteinene i de andre organellene, en prosess kjent som autolyse. I noen arvelige sykdommer kan lysosomer av et individ mangle et spesifikt lysosomalt enzym. Dette kan føre til opphopning av mobilnettet rusk og avfallsprodukter som normalt kastes av lysosomer. I slike sykdommer, kjent som lysosomale lagringssykdommer, kan vitale celler (som i hjerte og hjerne) ikke fungere normalt, noe som resulterer i død av den syke personen.

Peroksisomer, som er mindre enn lysosomer, inneholder også enzymer. Peroksisomer absorberer og nøytraliserer normalt visse toksiner som hydrogenperoksid (H2O2) og alkohol. Leverceller inneholder betydelige peroksisomer som fjerner og nøytraliserer toksiner absorbert fra tarmkanalen. Noen xenobiotika kan stimulere visse celler (spesielt lever) for å øke antall og aktivitet av peroksisomer. Dette kan i sin tur stimulere cellen til å dele seg. Xenobiotika som induserer økningen i peroksisomer er kjent som » peroksisomproliferatorer.»Deres rolle i kreftårsak er diskutert i Kreftdelen Av ToxTutor. Mitokondrier gir energien til en celle (nødvendig for overlevelse), ved en prosess som involverer ATP-syntese. Hvis en xenobiotisk forstyrrer denne prosessen, vil cellens død raskt oppstå. Mange xenobiotika er mitokondriale giftstoffer.Eksempler på giftstoffer som forårsaker celledød ved å forstyrre mitokondrier inkluderer cyanid, hydrogensulfid, kokain, DDT og karbontetraklorid.