Цитозол

Цитозол е течната част от съдържанието на човешка клетка и следователно част от цитоплазмата. Цитозолът се състои от около 80% вода, останалата част е разделена на протеини, липиди, нуклеотиди, захари и йони. Те обслужват важни метаболитни процеси, които протичат във водния до вискозен цитозол.

Какво е цитозол?

Течният до гелообразен компонент на всички еукариотни клетки се нарича цитозол и по този начин е част от цитоплазмата, общото съдържание на клетките. Cytosol има около 80 процента вода с множество различни разтворени вещества като протеини, минерали, катиони, аниони, захари, ензими, витамини, хормони и много други молекули и съединения, които са необходими за междинните метаболитни процеси.

Други вещества, които също са необходими за междинния метаболизъм, но не са разтворими във вода, се намират в органели или специални везикули, в миниатюрни везикули, които са заобиколени от мембрана. Вакуолите образуват отделения, подобни на везикулите, но много по-големи. Те играят важна роля при фагоцитозата, включването на чужди вещества или чужди организми и временното включване на секретите. Цитозолът се преминава от гъста и постоянно променяща се мрежа - цитоскелета. Състои се от актинови нишки, междинни нишки и микротрубове.

Цитоскелетът се използва за механична вътрешна и външна стабилизация на клетката, но също така взаимодейства с цитозола. Много метаболитни процеси в цитозола, като синтеза и разграждането на аминокиселини, образуването на полипептиди като предшественик на производството на протеини, гликолитични процеси и много други, работят само при сътрудничеството на определени компоненти на цитоскелета с цитозола и в обмен със затворените органели и везикули.

Функция, ефект и задачи

Голям брой ензимно контролирани метаболитни процеси протичат успоредно в цитозола, някои от които са несъвместими един с друг. Следователно еволюцията на многоклетъчните организми (еукариоти) създава възможността за демаркация на малки участъци в цитозола, използвайки мембрани, така наречените клетъчни отделения.

Поради образуването на отделени органели, везикули, вакуоли и други клетъчни отделения, разграждащите се и регенериращи ензими в една и съща клетка могат да участват паралелно в метаболитни процеси паралелно. Една от основните функции на цитозола е да обменя вещества в сътрудничество с части от цитоскелета и отделенията, тоест да освобождава необходимите вещества и да абсорбира други вещества, които не са или вече не са необходими, за да ги рециклират или да ги предадат за изхвърляне. Друга важна задача на цитозола е, в сътрудничество с цитоскелета, особено с микротрубовете, да поеме и организира транспортиране в клетката.

За да се справи с различните транспортни задачи, цитозолът може много бързо да промени вискозитета си от воден към гелообразен и обратно. Множеството биохимични превръщания, каталитично контролирани от ензими, витамини и хормони, включват също процеси на окисляване и редукция, така наречените редокс-реакции, които не се провеждат само в митохондриите. Митохондриите са клетъчни органели със собствена РНК, които играят основна роля чрез така наречената респираторна верига, в която, наред с други неща, редокс реакции между аденозин трифосфат (ATP) и аденозин дифосфат (ADP). Клетките, които са много гладни за енергия поради задачите си, могат да съдържат няколко хиляди митохондрии.

Цитозолът не само задържа молекулите и съединенията, необходими за осигуряване на съответните процеси на синтез или разграждане, но част от процесите на генетична транслация също се осъществяват в рамките на цитозола. Така наречената пратена РНК, копия на комплементарните последователности на нуклеинова киселина на РНК, се превръща в цитозола в синтеза на прекурсори на протеини (пептиди и полипептиди), т.е. в съответна последователност от аминокиселини.

Образование, възникване, свойства и оптимални стойности

Цитозолът, течната част на цитоплазмата, вече се формира по време на клетъчното делене. Съставът му се контролира хормонално и ензимно чрез междуклетъчен и извънклетъчен обмен на вещества. Цитозолът има различен състав в зависимост от типа на клетката и ситуацията и, както вече беше споменато, може да варира по вискозитет при бърза последователност от течна към гелообразна и обратно.

Хидрофобните съединения, необходими на клетката, които не могат да бъдат разтворени във водния цитозол, се съхраняват в подвижни везикули или вакуоли и се транспортират до мястото, където е необходимо. Има и обмен на вещества с клетъчното ядро, което се отделя от цитозола с двойна мембрана, която обикновено се осъществява чрез ядрените пори в клетъчната мембрана. Оптимални стойности или параметри на цитозола не могат да бъдат дадени поради различния състав в зависимост от типа и ситуацията на клетката.

Болести и разстройства

Изобилието от задачи и функции, които компоненти на цитоплазмата - включително цитозолът - изпълняват, предполага, че метаболитните процеси могат да бъдат нарушени или напълно изключени чрез въздействието на токсини или заболявания, с леки до сериозни последици за целия организъм.

По-специално, обменът на вещества между митохондриите и цитозола може да бъде нарушен. Известни са много различни причини за митохондриална болест, някои от които могат да бъдат и генетични. Обикновено енергийното снабдяване на клетките е недостатъчно, което води до симптоми като мускулна слабост и общо състояние на изтощение. Ако има симптоми на дефицит или синдроми на дефицит, обикновено това не е нарушен метаболизъм в цитозола, който е причината за проблема, а недостатъчно снабдяване.

Известно, макар и рядко, генетично заболяване е миопатията на Броуди. Генетичният дефект води до намалена активност на Ca2 + -ATPase в скелетните мускули, така че да има натрупване на Са2 + йони в цитозола. Това означава, че скелетните мускули могат да се отпуснат само след свиване със закъснение.