domingo, 11 de junio de 2017

Citoplasma y Citosol


Sobre este tema hay que hacer algunas consideraciones conceptuales que en los libros de texto ( generalmente traducciones del inglés ) no se especifican sobre el contenido celular.  Por eso me permito explicar algunos conceptos para luego relacionarlos

Protoplasma

La definición de este término lo ubica como sinónimo de citoplasma, sin embargo la misma debe ir mas allá, el concepto de citoplasma explicaré que se trata solamente en el caso de eucariotas y por tal las células procariotas no tendrían ni citoplasma ni protoplasma.  La definición de protoplasma debe contemplar el contenido total de la estructura celular ( ya sea Procariota o Eucariota ), pero contempla al citoplasma y al carioplasma ( el cual se encuentra solo en las células con núcelo).  

En la ilustración se muestra una célula procariota con su protoplasma en verde, en el mismo no se aprecian estructuras como si en la célula eucariota de la derecha


Citosol

El citosol o hialoplasma, es el gel acuoso interior de la célula y que se encuentra fuera de las membranas internas ( cuando las hay ). En muchos casos representa un poco más mitad del volumen celular.  Este término Citosol debe ser universal, pues existe tanto en Procariotas como en Eucariotas.    El citosol gran cantidad de sustancias orgánicas disueltas, como por ejemplo: azúcares, algunos nucleótidos y ácidos nucleicos, proteínas y enzimas.   También contiene una gran variedad de filamentos proteicos que le proporcionan una compleja estructura interna. El conjunto de estos filamentos constituye el citoesqueleto o esqueleto celular.

Entre el 30 y el 50% de las proteínas celulares, sintetizadas por los ribosomas, están destinadas a permanecer en el citosol. Debido a esta gran concentración de proteínas, el citosol es un gel viscoso, organizado por las fibras citoesqueléticas. Se cree que esta estructura ayuda a organizar dirigir y controlar las diversas reacciones enzimáticas.

En este esquema se observan los principales componentes del citoesqueleto ( Filamentos, Microfilamentos y Microtúbulos ) rodeando algunas organelas y disperso por el citosol.

Además, en el citosol de muchas células se almacenan sustancias de reserva o toxinas en forma de gránulos, los cuales se conocen con el nombre denominados inclusiones, éstas inclusiones no están rodeadas por una membrana. Así, las células musculares y los hepatocitos contienen gránulos citosólicos de glucógeno y los adipocitos contienen grandes gotas de grasas, que pueden llegar a ocupar casi todo el citosol.


En la ilustración de la izquierda, se observa un adipocito con una reserva de grasas, las dos fotografías restantes corresponden a hepatocitos con inclusiones formadas por condiciones patológicas, unas coloreadas en rojo y las otras formando algo similar a una vacuola

El paraplasma es el conjunto de inclusiones de una célula, el cual se clasifica en:

Inclusiones en células vegetales: 

1.- Inclusiones lipídicas: para utilizar como nutrientes. Abundantes en tejidos de semillas.
2.- Aceites esenciales: mezcla de compuestos terpénicos. Entre los monoterpenos destacan el geraniol, limoneno, mentol, bineno, alconfor. Los cuales dan olores y sabores característicos las plantas que los llevan. Constituyen pequeñas gotas líquidas. 
3.- Látex
4.- Almidón: polisacárido de reserva en células vegetales.

Inclusiones múltiples en una célula vegetal

Inclusiones en células animales: 

1.- Glucógeno: polisacárido de reserva en células animales. Se observa como gránulos al microscopio
2.- Lípidos: se acumulan como triglicéridos de ácidos grasos y aparecen como gotas de tamaño variable. 
3.- Proteínas: en general aparecen bajo formas cristalizadas. Generalmente están en el citosol propiamente, aunque pueden aparecer en las mitocondrias, RE o núcleo. Presentes en tipos celulares muy variados. 
4.- Pigmentos: son sustancias que dan color natural al tejido. Se clasifican en: 

Pigmentos endógenos: como por ejemplo la hemoglobina, melanina y lipofugina. Los cromatóforos son células que contienen pigmentos rojos (eritróforos) o amarillos (xantóforos). Están presentes en algunos vertebrados. 
Pigmentos exógenos: originados fuera del organismo. Como por ejemplo carotenoides y minerales. 

Las flechas muestran inclusiones en el eritrocito humano, las cuales se llaman Cuerpos de Heinz. Estas corresponden a Hemoglobina agregada o desnaturalizada. En pacientes con síndromes talasémicos o de hemoglobinas inestables.

El citosol entonces representa el medio acuoso interno del citoplasma, que llena todos los espacios fuera de las organelas, y en el que se producen muchas funciones citoplasmáticas. No se considera pues parte del citosol el contenido o lumen de los compartimentos separados por membranas. El término fluido intracelular se refiere a todos los fluidos del interior de una célula, tanto del citosol como el fluido del interior de todas las organelas, excluido el núcleo. Por lo tanto, es incorrecto referirse al Citosol como el fluido interior de la célula.



Composición Química 

Desde un punto de vista químico, el citosol es principalmente un medio acuoso el cual puede variar entre un 85% a un 95% de agua. En el se encuentran disueltas pequeñas sustancias orgánicas ( alimentos, hormonas, mensajeros ) y también sustancias inorgánicas ( sales minerales principalmente ).  Aunque la imagen más utilizada al referirse al citosol es la de partículas flotando libremente en el agua, el citosol tiene una organización muy alta a nivel molecular. El citosol es un fluido de “naturaleza gelatinosa” que tiene un contenido entre un de un 20 y un 5%% de proteínas. En el que están disueltas muchas de las moléculas que la célula necesita para su metabolismo, entre ellas moléculas orgánicas que son intermediarios del metabolismo.

Así, el citosol está repleto de proteínas que dirigen (catalizan) y controlan el metabolismo celular (glicólisis, gluconeogénesis, vía de las pentosas fosfato, activación de aminoácidos, síntesis de ácidos grasos, síntesis de nucleótidos), sistemas de traducción de señales internas (segundos mensajeros, AMPc, GMPc, IP3-inositol trifosfato), con receptores intracelulares de señalización (factores de transcripción, quinasas proteasas ). En el citosol se encuentran los ribosoma libres que realizan la síntesis de proteínas que serán distribuidas y destinadas a diferentes compartimentos celulares.

Ribosomas en el Citosol, los ribosomas se encargan de ensamblar las proteínas celulares

Citoplasma




Es el contenido celular, contenido entre el núcleo y la membrana. Está compuesto por el CITOSOL, y por el SISTEMA ENDOMEMBRANOSO el cual forma estructuras conocidas como ORGANELAS, las cuales son pequeños cuerpos que cumplen a manera de órganos con las unciones vitales de la célula.    

Las organelas se pueden clasificar de acuerdo a la CANTIDAD DE MEMBRANAS que éstas posean, existiendo organelas de 1, 2 y 3 membranas.



Videos

Citoplasma de la celula





La célula eucariota