Cytosol

Cytosol est la partie liquide du contenu d'une cellule humaine et donc une partie du cytoplasme. Le cytosol est constitué d'environ 80% d'eau, la partie restante est divisée en protéines, lipides, nucléotides, sucres et ions. Ils servent des processus métaboliques importants qui ont lieu dans le cytosol aqueux à visqueux.

Qu'est-ce que le cytosol?

Le composant liquide à gel de toutes les cellules eucaryotes est appelé le cytosol et fait donc partie du cytoplasme, le contenu total des cellules. Cytosol a une teneur en eau d'environ 80% avec un grand nombre de substances dissoutes différentes telles que des protéines, des minéraux, des cations, des anions, des sucres, des enzymes, des vitamines, des hormones et de nombreuses autres molécules et composés nécessaires aux processus métaboliques intermédiaires.

D'autres substances, également nécessaires au métabolisme intermédiaire mais non solubles dans l'eau, se trouvent dans des organites ou des vésicules spéciales, dans de minuscules vésicules entourées d'une membrane. Les vacuoles forment des compartiments similaires aux vésicules mais beaucoup plus grands. Ils jouent un rôle important dans la phagocytose, l'inclusion de substances étrangères ou d'organismes étrangers et l'inclusion temporaire de sécrétions. Le cytosol est traversé par un réseau dense et en constante évolution, le cytosquelette. Il se compose de filaments d'actine, de filaments intermédiaires et de microtubules.

Le cytosquelette est utilisé pour la stabilisation mécanique interne et externe de la cellule, mais interagit également avec le cytosol. De nombreux processus métaboliques dans le cytosol tels que la synthèse et la dégradation des acides aminés, la formation de polypeptides comme précurseur de la production de protéines, les processus glycolytiques et bien plus encore, ne fonctionnent qu'en coopération de certains composants du cytosquelette avec le cytosol et en échange avec les organites et vésicules inclus.

Fonction, effet et tâches

Un grand nombre de processus métaboliques contrôlés par voie enzymatique se déroulent en parallèle dans le cytosol, dont certains sont incompatibles les uns avec les autres. L'évolution des organismes multicellulaires (eucaryotes) a donc créé la possibilité de délimiter de minuscules zones au sein du cytosol à l'aide de membranes, appelées compartiments cellulaires.

Grâce à la formation d'organites séparés, de vésicules, de vacuoles et d'autres compartiments cellulaires, des enzymes de dégradation et de régénération dans la même cellule peuvent être impliquées dans des processus métaboliques opposés en parallèle. L'une des principales fonctions du cytosol est d'échanger des substances en coopération avec des parties du cytosquelette et des compartiments, c'est-à-dire de libérer les substances nécessaires et d'absorber d'autres substances qui ne sont pas ou plus nécessaires pour les recycler ou les acheminer pour élimination. Une autre tâche importante du cytosol est, en coopération avec le cytosquelette, notamment avec les microtubules, de prendre le relais et d'organiser les transports au sein de la cellule.

Afin de faire face aux différentes tâches de transport, le cytosol peut changer sa viscosité très rapidement de la viscosité aqueuse à celle du gel et vice versa. La multitude de conversions biochimiques contrôlées catalytiquement par des enzymes, des vitamines et des hormones comprend également des processus d'oxydation et de réduction, appelés réactions redox, qui ne se produisent pas seulement dans les mitochondries. Les mitochondries sont des organites cellulaires avec leur propre ARN qui jouent un rôle majeur via la chaîne dite respiratoire, dans laquelle, entre autres, des réactions redox entre l'adénosine triphosphate (ATP) et l'adénosine diphosphate (ADP). Les cellules très gourmandes en énergie en raison de leurs tâches peuvent contenir plusieurs milliers de mitochondries.

Le cytosol contient non seulement les molécules et les composés nécessaires pour permettre les processus de synthèse ou de dégradation correspondants, mais une partie des processus de traduction génétique a également lieu dans le cytosol. Les ARN dits messagers, copies des séquences d'acides nucléiques complémentaires de l'ARN, sont convertis dans le cytosol en synthèse de précurseurs de protéines (peptides et polypeptides), c'est-à-dire en une séquence correspondante d'acides aminés.

Éducation, occurrence, propriétés et valeurs optimales

Le cytosol, la partie liquide du cytoplasme, est déjà formé lors de la division cellulaire. Sa composition est contrôlée hormonalement et enzymatiquement par échange intercellulaire et extracellulaire de substances. Le cytosol a une composition différente selon le type de cellule et la situation et peut - comme déjà mentionné - varier en viscosité en succession rapide de liquide à gel et vice versa.

Les composés hydrophobes requis par la cellule qui ne peuvent pas être dissous dans le cytosol aqueux sont stockés dans des vésicules mobiles ou des vacuoles et transportés à l'endroit où ils sont nécessaires. Il y a aussi un échange de substances avec le noyau cellulaire, qui est séparé du cytosol par une double membrane, qui se déroule normalement via les pores nucléaires de la membrane cellulaire. Les valeurs ou paramètres optimaux du cytosol ne peuvent pas être donnés en raison de la composition différente selon le type de cellule et la situation.

Maladies et troubles

L'abondance de tâches et de fonctions que les composants du cytoplasme - y compris le cytosol - accomplissent, suggère que les processus métaboliques peuvent être perturbés ou complètement désactivés par les effets de toxines ou de maladies avec des conséquences légères à graves pour l'organisme entier.

En particulier, l'échange de substances entre les mitochondries et le cytosol peut être perturbé. De nombreuses causes différentes de maladies mitochondriales sont connues, dont quelques-unes peuvent également être génétiques. Habituellement, l'apport énergétique des cellules est insuffisant, ce qui entraîne des symptômes tels qu'une faiblesse musculaire et des états d'épuisement généraux. S'il y a des symptômes de carence ou des syndromes de carence, ce n'est généralement pas un métabolisme perturbé dans le cytosol qui est à l'origine du problème, mais un approvisionnement insuffisant.

Une maladie génétique bien connue, quoique rare, est la myopathie de Brody. Le défaut génétique conduit à une activité réduite d'une Ca2 + -ATPase dans les muscles squelettiques, de sorte qu'il y a une accumulation d'ions Ca2 + dans le cytosol. Cela signifie que les muscles squelettiques ne peuvent se détendre qu'après une contraction avec un retard.