El citoplasma omple l’interior d’una cèl·lula humana. Consisteix en el citosol, una substància líquida o en forma de gel, els orgànuls (mitocòndries, Aparell de Golgi i altres) i el citoesquelet. En general, el citoplasma serveix per a la biosíntesi i la catàlisi enzimàtiques, així com l’emmagatzematge de substàncies i el transport intracel·lular.
Què és el citoplasma?
La definició de citoplasma no és uniforme a la literatura. Alguns autors consideren que tot el contingut bioactiu de la cèl·lula humana, inclòs el nucli, és citoplasma en la seva totalitat. Altres autors no inclouen els orgànuls continguts a la cèl·lula, com ara mitocòndries i el reticle endoplasmàtic i el nucli del citoplasma, però utilitzen el terme protoplasma, sota el qual subsumeixen tot el contingut de la cèl·lula humana viva. El nucli i nombrosos orgànuls (fins a molts milers) estan tancats al citoplasma, i el travessen microfilaments, filaments intermedis i microtúbuls. Aquests són el citoesquelet, proteïnes que donen la cèl·lula força i estructurar i permetre el transport intracel·lular de substàncies, inclòs el transport a través de biomembranes. La porció del citoplasma en forma de fluid o gel s’anomena citosol. Els canvis de consistència dins de regions específiques del citosol també transporten orgànuls dins de la cèl·lula. Per permetre que es produeixin moltes reaccions bioquímiques en paral·lel dins de la cèl·lula, es poden formar espais anomenats compartiments dins del citoplasma delimitat per les biomembranes. Permeten les diferents condicions ambientals requerides en cada cas.
Anatomia i estructura
El citoplasma conté aproximadament un 80.5% a un 85% aigua, Del 10% al 15% proteïnes, Del 2% al 4% lípids, i la resta es distribueix entre polisacàrids, ADN, ARN i orgànics i inorgànics molècules i ions. El pH del citoplasma és aproximadament neutre a 7.0 i es manté el més estable possible mitjançant la memòria intermèdia. Les bombes d’ions es poden utilitzar per estabilitzar o canviar lleugerament el PH. El citoesquelet, que dóna la seva cèl·lula força i forma i garanteix intracel·lular massa transport, consisteix en filaments d’actina (microfilaments), filaments intermedis i microtúbuls. El citoesquelet està sotmès a un procés dinàmic de muntatge i remodelació que permet ajustaments estructurals. Els filaments d’actina es componen de polímers de proteïnes de cadena llarga amb un diàmetre extremadament fi d’uns 6 a 9 nanòmetres. Els filaments intermedis són molt més complexos, compostos per diferents estructurals proteïnes (queratines), i es diferencien 5 tipus diferents. Els microtúbuls tubulars, d’uns 24 nanòmetres de diàmetre, es componen de petites unitats globulars de tubulina. Els microtúbuls poden assolir longituds que van des de fraccions de micròmetre fins a diversos centenars de micròmetres. Els microtúbuls poden tenir una vida molt curta fins a una vida estable, depenent de la tasca en curs.
Funció i tasques
Els components individuals del citoplasma complex tenen una àmplia varietat de funcions i tasques. Les tasques de nivell superior consisteixen en l’emmagatzematge de determinades substàncies i en la bioactivitat enzimàtic-catalítica, és a dir, en la degradació i degradació de substàncies que són necessàries o que ja no són necessàries. Per dur a terme aquestes tasques de nivell superior, el citoplasma o la cèl·lula té diverses eines a la seva disposició. Com que es produeixen molts processos de conversió dins d'orgànuls específics, el citoplasma pot proporcionar transport intracel·lular d'orgànuls a la "ubicació" òptima dins de la cèl·lula canviant la seva consistència de gelós a aquós i viceversa. Les funcions especials les realitzen els microtúbuls, que permeten el transport de vesícules a través de les membranes. Les substàncies per les quals les membranes no són permeables queden atrapades a les vesícules (ressalts de les membranes) i transportades a través de les membranes amb l’ajut de microtúbuls. Els microtúbuls també tenen un paper especial en els moviments dins d'una cèl·lula i en els moviments intrínsecs de certs tipus de cèl·lules que es mouen mitjançant flagels (per exemple, esperma). Una altra funció especial la fan els microtúbuls en el muntatge de cromosomes durant la mitosi (divisió cel·lular normal) després de la replicació de l’ADN. De la mateixa manera, els microtúbuls tenen un paper important en l’estabilització dels axons (també coneguts simplement com els nervis), els processos nerviosos que serveixen per transmetre els impulsos nerviosos des del cèl·lula nerviosa al teixit diana (eferent) o del sensor a la cèl·lula nerviosa (aferent). La capacitat del citoplasma de formar espais de reacció tancats dins de la cèl·lula mitjançant la formació de membranes permet que la cèl·lula permeti que es produeixin simultàniament molts processos bioquímics, controlats enzimàticament-catalíticament i que requereixen cadascun dels seus propis entorns de reacció.
Malalties
L'abundància gairebé inmanejable de funcions del citoplasma o de certs components individuals del citoplasma suggereix que es poden produir disfuncions i malalties igualment complexes i diferenciades relacionades amb el citoplasma. Colchicina, també conegut com a verí del fus, serveix com a exemple d’una disfunció específica. És un alcaloide de crocus de tardor que s’uneix a la tubulina monomèrica, inactivant-la i evitant la formació de fusos per a la divisió cel·lular (mitosi). Així, s’evita la divisió cel·lular normal. Vinblastina, un agent quimioterapèutic amb un espectre d'acció similar, s'utilitza específicament en presència de certs tipus de càncer privar el tumor de la base per al creixement. De la mateixa manera, les toxines que interfereixen amb la capacitat del citoplasma de prendre ATP de la mitocòndries i lliurar ADP allà pot arribar a posar ràpidament en perill la vida. Es deuen les anomenades tauopaties general mutacions que lead als canvis estructurals de la proteïna tau. La proteïna tau és essencial per al muntatge de microtúbuls, causant problemes sobretot a la part central sistema nerviós (SNC). Malalties com la malaltia de Pick, el disc dur demència i diversos altres estan relacionats causalment amb a general mutació que condueix a dipòsits de proteïna tau. La tauopatia més coneguda és La malaltia d'Alzheimer malaltia.
