Цитозол

Цитозол є рідкою частиною вмісту людської клітини і, отже, частиною цитоплазми. Цитозол складається приблизно з 80% води, решта частина поділяється на білки, ліпіди, нуклеотиди, цукри та іони. Вони обслуговують важливі обмінні процеси, що протікають у водному до в'язкого цитозолу.

Що таке цитозол?

Рідкий до гелеподібний компонент усіх еукаріотичних клітин називається цитозолом і, таким чином, є частиною цитоплазми, загального вмісту клітин. Цитозол має приблизно 80 відсотків вмісту води з великою кількістю різних розчинених речовин, таких як білки, мінерали, катіони, аніони, цукру, ферменти, вітаміни, гормони та багато інших молекул та сполук, необхідних для проміжних обмінних процесів.

Інші речовини, які також необхідні для проміжного обміну речовин, але не розчиняються у воді, знаходяться в органелах або спеціальних везикулах, у крихітних везикулах, які оточені мембраною. Вакуолі утворюють відділи, схожі на везикули, але значно більші. Вони відіграють важливу роль у фагоцитозі, включенні сторонніх речовин або сторонніх організмів та тимчасовому включенні виділень. Цитосоль проходить густою і постійно мінливою мережею, цитоскелетом. Він складається з актинових ниток, проміжних ниток та мікротрубочок.

Цитоскелет використовується для механічної внутрішньої та зовнішньої стабілізації клітини, але також взаємодіє з цитозолом. Багато метаболічні процеси в цитозолі, такі як синтез та розпад амінокислот, утворення поліпептидів як попередника вироблення білків, гліколітичні процеси та багато іншого, працюють лише у взаємодії певних компонентів цитоскелету з цитозолом та в обміні з укладеними органелами та везикулами.

Функція, ефект та завдання

Велика кількість ферментативно керованих обмінних процесів паралельно протікає в цитозолі, деякі з яких несумісні між собою. Тому еволюція багатоклітинних організмів (еукаріотів) створила можливість демаркації крихітних ділянок всередині цитозолу за допомогою мембран, так званих клітинних відділень.

Через утворення відокремлених органел, везикул, вакуол та інших клітинних відділень, деградуючі та регенеруючі ферменти в одній клітці можуть паралельно включатись у протилежні обмінні процеси. Однією з головних функцій цитозолу є обмін речовинами у співпраці з частинами цитоскелету та відділеннями, тобто вивільнення необхідних речовин та поглинання інших речовин, які не потрібні або більше не потрібні для того, щоб переробити їх або направити на утилізацію. Ще одне важливе завдання цитозолу - у співпраці з цитоскелетом, особливо з мікротрубочками, захопити та організувати транспортування всередині клітини.

Щоб впоратися з різними транспортними завданнями, цитозол може дуже швидко змінювати свою в'язкість з водної на гелеподібну та навпаки. До безлічі біохімічних перетворень, каталітично керованих ферментами, вітамінами та гормонами, також відносяться процеси окислення та відновлення, так звані окислювально-відновлювальні реакції, які відбуваються не лише в мітохондріях. Мітохондрії - це клітинні органели з власною РНК, які відіграють головну роль через так звану дихальну ланцюг, в якій, крім усього іншого, відновлювальні реакції між аденозинтрифосфатом (АТФ) та дифосфатом аденозину (АДФ). Клітини, які дуже голодні за енергією через свої завдання, можуть містити кілька тисяч мітохондрій.

Цитозол не тільки містить молекули та сполуки, необхідні для забезпечення відповідних процесів синтезу чи деградації, але частина генетичних процесів трансляції також відбувається всередині цитозолу. Так звана месенджерна РНК, копії комплементарних послідовностей нуклеїнових кислот РНК, перетворюється в цитозолі в синтез попередників білків (пептидів і поліпептидів), тобто у відповідну послідовність амінокислот.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Цитосол, рідка частина цитоплазми, вже утворюється під час ділення клітин. Склад її регулюється гормонально та ферментативно за допомогою міжклітинного та позаклітинного обміну речовин. Цитозол має різний склад залежно від типу клітин та ситуації, і, як уже було сказано, може змінюватись в'язкістю при швидкій послідовності від рідкої до гелеподібної та навпаки.

Гідрофобні сполуки, необхідні клітині, які не можуть бути розчинені у водному цитозолі, зберігаються у рухливих везикулах або вакуолях та транспортуються до місця, де це потрібно. Також відбувається обмін речовин з ядром клітини, який відокремлюється від цитозолу подвійною мембраною, яка зазвичай відбувається через ядерні пори в клітинній мембрані. Оптимальні значення або параметри цитозолу неможливо дати через різний склад залежно від типу клітини та ситуації.

Хвороби та розлади

Велика кількість завдань і функцій, які виконують компоненти цитоплазми, включаючи цитозол, говорить про те, що обмінні процеси можуть бути порушені або повністю відключені через вплив токсинів або захворювань, що мають незначні до серйозних наслідків для всього організму.

Зокрема, обмін речовин між мітохондріями і цитозолом може бути порушений. Відомо багато різних причин захворювання мітохондрій, деякі з яких також можуть бути генетичними. Зазвичай енергозабезпечення клітин недостатнє, що призводить до таких симптомів, як м’язова слабкість і загальний стан виснаження. Якщо є симптоми дефіциту або синдроми дефіциту, то причиною проблеми є не порушений обмін речовин в цитозолі, а недостатнє харчування.

Відома, хоч і рідкісна, генетична хвороба - це міопатія Броді. Генетичний дефект призводить до зниження активності Са2 + -АТФази в скелетних м’язах, так що відбувається накопичення іонів Са2 + в цитозолі. Це означає, що скелетні м’язи можуть розслабитися лише після скорочення із запізненням.