cytosol

cytosol er den flydende del af indholdet af en human celle og dermed en del af cytoplasmaet. Cytosol består af ca. 80% vand, den resterende del er opdelt i proteiner, lipider, nukleotider, sukkerarter og ioner. De tjener vigtige metaboliske processer, der finder sted i den vandige til den viskose cytosol.

Hvad er cytosol?

Væsken til gel-lignende komponent i alle eukaryote celler kaldes cytosol og er således en del af cytoplasmaen, det samlede indhold af cellerne. Cytosol har omkring 80 procent vand med en række forskellige opløste stoffer såsom proteiner, mineraler, kationer, anioner, sukker, enzymer, vitaminer, hormoner og mange andre molekyler og forbindelser, der er nødvendige til mellemliggende metabolske processer.

Andre stoffer, som også er nødvendige til den mellemliggende metabolisme, men ikke er opløselige i vand, er placeret i organeller eller specielle vesikler i små vesikler, der er omgivet af en membran. Vakuolerne danner rum, der ligner vesiklerne, men meget større. De spiller en vigtig rolle i fagocytose, inkludering af fremmede stoffer eller fremmede organismer og den midlertidige inkludering af sekretioner. Cytosolen krydses af et tæt og konstant skiftende netværk, cytoskelettet. Det består af actinfilamenter, mellemfilamenter og mikrotubuli.

Cytoskelettet bruges til den mekaniske interne og eksterne stabilisering af cellen, men interagerer også med cytosolen. Mange metaboliske processer i cytosol, såsom syntese og nedbrydning af aminosyrer, dannelse af polypeptider som en forløber for produktionen af ​​proteiner, glykolytiske processer og meget mere, fungerer kun i samarbejde med visse komponenter i cytoskelettet med cytosolen og i udveksling med de lukkede organeller og vesikler.

Funktion, effekt og opgaver

Et stort antal enzymatisk kontrollerede metaboliske processer kører parallelt i cytosolen, hvoraf nogle er uforenelige med hinanden. Udviklingen af ​​multicellulære organismer (eukaryoter) har derfor skabt muligheden for at afgrænse små områder i cytosolen ved hjælp af membraner, såkaldte cellerum.

Gennem dannelsen af ​​adskilte organeller, vesikler, vakuoler og andre cellerum, kan nedbrydende og regenererende enzymer i den samme celle parallelt involveres i modsatte metaboliske processer. En af cytosolens hovedfunktioner er at udveksle stoffer i samarbejde med dele af cytoskelettet og rumene, dvs. at frigive krævede stoffer og absorbere andre stoffer, der ikke eller ikke længere er nødvendige for at genanvende dem eller videresende dem til bortskaffelse. En anden vigtig opgave for cytosolen er i samarbejde med cytoskelettet, især med mikrotubulier, at overtage og organisere transport inden i cellen.

For at klare de forskellige transportopgaver kan cytosol ændre sin viskositet meget hurtigt fra vandigt til gel-lignende og vice versa. Mængden af ​​biokemiske omdannelser, der katalytisk kontrolleres af enzymer, vitaminer og hormoner, inkluderer også oxidations- og reduktionsprocesser, såkaldte redoxreaktioner, som ikke kun finder sted i mitokondrierne. Mitochondria er celleorganeller med deres eget RNA, der spiller en vigtig rolle via den såkaldte respiratoriske kæde, hvor blandt andet redoxreaktioner mellem adenosintrifosfat (ATP) og adenosindiphosphat (ADP) er. Celler, der er meget sultne på energi på grund af deres opgaver, kan indeholde flere tusinde mitokondrier.

Cytosol indeholder ikke kun molekyler og forbindelser, der kræves for at muliggøre de tilsvarende syntese- eller nedbrydningsprocesser, men en del af de genetiske translationsprocesser finder også sted inden for cytosolen. Såkaldt messenger-RNA, kopier af de komplementære nukleinsyresekvenser af RNA, omdannes i cytosol til syntese af forstadier til proteiner (peptider og polypeptider), dvs. til en tilsvarende sekvens af aminosyrer.

Uddannelse, forekomst, egenskaber & optimale værdier

Cytosol, den flydende del af cytoplasmaet, dannes allerede under celledeling. Dens sammensætning styres hormonelt og enzymatisk via intercellulær og ekstracellulær udveksling af stoffer. Cytosolen har en anden sammensætning afhængigt af celletypen og situationen og kan som allerede nævnt variere i viskositet i hurtig rækkefølge fra væske til gellignende og omvendt.

Hydrofobe forbindelser krævet af cellen, som ikke kan opløses i den vandige cytosol, opbevares i mobile vesikler eller vakuoler og transporteres til det sted, hvor det er nødvendigt. Der er også en udveksling af stoffer med cellekernen, der adskilles fra cytosolen med en dobbelt membran, som normalt finder sted via de nukleare porer i cellemembranen. Optimale værdier eller parametre for cytosolen kan ikke gives på grund af den forskellige sammensætning afhængigt af celletype og situation.

Sygdomme og lidelser

Den overflod af opgaver og funktioner, som komponenter i cytoplasmaet - inklusive cytosol - udfører, antyder, at metaboliske processer kan afbrydes eller slukkes fuldstændigt gennem virkningerne af toksiner eller sygdomme, med lette til alvorlige konsekvenser for hele organismen.

Især kan udvekslingen af ​​stoffer mellem mitokondrier og cytosol forstyrres. Der kendes mange forskellige årsager til mitokondrisk sygdom, hvoraf nogle få også kan være genetiske. Normalt er energiforsyningen til cellerne utilstrækkelig, hvilket fører til symptomer som muskelsvaghed og generelle udmattelsestilstander. Hvis der er mangelsymptomer eller mangelsyndromer, er det normalt ikke en forstyrret stofskifte i cytosol, der er årsagen til problemet, men en utilstrækkelig forsyning.

En velkendt, omend sjælden, genetisk sygdom er Brodys myopati. Den genetiske defekt fører til en reduceret aktivitet af en Ca2 + -ATPase i knoglemusklerne, så der er en ophobning af Ca2 + -ioner i cytosolen. Dette betyder, at knoglemusklerne kun kan slappe af efter en sammentrækning med forsinkelse.