Citosol

Citosol es la parte líquida del contenido de una célula humana y, por lo tanto, parte del citoplasma. El citosol consta de aproximadamente un 80% de agua, la parte restante se divide en proteínas, lípidos, nucleótidos, azúcares e iones. Sirven para procesos metabólicos importantes que tienen lugar en el citosol acuoso a viscoso.

¿Qué es el citosol?

El componente de líquido a gel de todas las células eucariotas se llama citosol y, por lo tanto, es parte del citoplasma, el contenido total de las células. El citosol tiene aproximadamente un 80 por ciento de contenido de agua con una gran cantidad de diferentes sustancias disueltas como proteínas, minerales, cationes, aniones, azúcares, enzimas, vitaminas, hormonas y muchas otras moléculas y compuestos necesarios para procesos metabólicos intermedios.

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Otras sustancias, que también son necesarias para el metabolismo intermedio pero que no son solubles en agua, se encuentran en orgánulos o vesículas especiales, en diminutas vesículas que están rodeadas por una membrana. Las vacuolas forman compartimentos similares a las vesículas pero mucho más grandes. Desempeñan un papel importante en la fagocitosis, la inclusión de sustancias u organismos extraños y la inclusión temporal de secreciones. El citosol es atravesado por una red densa y en constante cambio, el citoesqueleto. Consiste en filamentos de actina, filamentos intermedios y microtúbulos.

El citoesqueleto se utiliza para la estabilización mecánica interna y externa de la célula, pero también interactúa con el citosol. Muchos procesos metabólicos en el citosol, como la síntesis y descomposición de aminoácidos, la formación de polipéptidos como precursor de la producción de proteínas, procesos glucolíticos y mucho más, solo funcionan en la cooperación de ciertos componentes del citoesqueleto con el citosol y en intercambio con los orgánulos y vesículas encerrados.

Función, efecto y tareas

Un gran número de procesos metabólicos controlados enzimáticamente se ejecutan en paralelo en el citosol, algunos de los cuales son incompatibles entre sí. Por tanto, la evolución de organismos multicelulares (eucariotas) ha creado la posibilidad de delimitar áreas diminutas dentro del citosol mediante membranas, los denominados compartimentos celulares.

Debido a la formación de orgánulos, vesículas, vacuolas y otros compartimentos celulares separados, las enzimas degradantes y regeneradoras de la misma célula pueden participar en procesos metabólicos opuestos en paralelo. Una de las principales funciones del citosol es intercambiar sustancias en cooperación con partes del citoesqueleto y los compartimentos, es decir, liberar las sustancias necesarias y absorber otras sustancias que no son necesarias o que ya no son necesarias para reciclarlas o enviarlas para su eliminación. Otra tarea importante del citosol es, en cooperación con el citoesqueleto, especialmente con los microtúbulos, hacerse cargo y organizar los transportes dentro de la célula.

Para hacer frente a las diversas tareas de transporte, el citosol puede cambiar su viscosidad muy rápidamente de acuosa a similar a un gel y viceversa. La multitud de conversiones bioquímicas controladas catalíticamente por enzimas, vitaminas y hormonas también incluyen procesos de oxidación y reducción, las llamadas reacciones redox, que no solo tienen lugar en las mitocondrias. Las mitocondrias son orgánulos celulares con ARN propio que juegan un papel importante a través de la denominada cadena respiratoria, en la que, entre otras cosas, se producen reacciones redox entre adenosina trifosfato (ATP) y adenosina difosfato (ADP). Las células que tienen mucha hambre de energía debido a sus tareas pueden contener varios miles de mitocondrias.

El citosol no solo contiene las moléculas y compuestos necesarios para permitir los correspondientes procesos de síntesis o degradación, sino que parte de los procesos de traducción genética también tiene lugar dentro del citosol. El llamado ARN mensajero, copias de las secuencias de ácido nucleico complementarias del ARN, se convierten en el citosol en la síntesis de precursores de proteínas (péptidos y polipéptidos), es decir, en una secuencia correspondiente de aminoácidos.

Educación, ocurrencia, propiedades y valores óptimos

El citosol, la parte líquida del citoplasma, ya se forma durante la división celular. Su composición se controla hormonal y enzimáticamente a través del intercambio de sustancias intercelular y extracelular. El citosol tiene una composición diferente según el tipo de célula y la situación y, como ya se mencionó, puede variar en viscosidad en rápida sucesión de líquido a similar a un gel y viceversa.

Los compuestos hidrófobos requeridos por la célula que no se pueden disolver en el citosol acuoso se almacenan en vesículas o vacuolas móviles y se transportan al lugar donde se necesitan. También hay un intercambio de sustancias con el núcleo celular, que está separado del citosol por una doble membrana, que normalmente tiene lugar a través de los poros nucleares de la membrana celular. No se pueden dar valores o parámetros óptimos del citosol debido a la composición diferente según el tipo de célula y la situación.

Enfermedades y trastornos

La abundancia de tareas y funciones que cumplen los componentes del citoplasma, incluido el citosol, sugiere que los procesos metabólicos pueden interrumpirse o desactivarse por completo a través de los efectos de toxinas o enfermedades, con consecuencias leves a graves para todo el organismo.

En particular, se puede alterar el intercambio de sustancias entre las mitocondrias y el citosol. Se conocen muchas causas diferentes de enfermedad mitocondrial, algunas de las cuales también pueden ser genéticas. Habitualmente el aporte energético de las células es insuficiente, lo que conduce a síntomas como debilidad muscular y estados generales de agotamiento. Si hay síntomas de deficiencia o síndromes de deficiencia, generalmente no es un metabolismo alterado en el citosol lo que causa el problema, sino un suministro inadecuado.

Una enfermedad genética bien conocida, aunque rara, es la miopatía de Brody. El defecto genético conduce a una actividad reducida de una Ca2 + -ATPasa en los músculos esqueléticos, por lo que hay una acumulación de iones Ca2 + en el citosol. Esto significa que los músculos esqueléticos solo pueden relajarse después de una contracción con retraso.