ציטוזול הוא החלק הנוזלי של תוכן התא האנושי ובכך הוא חלק מהציטופלזמה. הציטוזול מורכב מכ- 80% מַיִם, כאשר החלק הנותר מחולק בין חלבונים, שומנים, נוקלאוטידים, סוכרים ויונים. הם משרתים תהליכים מטבוליים חשובים המתרחשים בציטוזול מימי עד צמיג.
מהו ציטוזול?
ציטוזול הוא המרכיב הנוזל עד ג'ל של כל התאים האיקריוטים ולכן הוא חלק מהציטופלזמה, התוכן הכולל של התאים. לציטוזול יש כ -80 אחוזים מַיִם תוכן עם מגוון של מומסים שונים כגון חלבונים, מינרלים, קטיונים, אניונים, סוכרים, אנזימים, ויטמינים, הורמונים, ורבים אחרים מולקולות ותרכובות הנדרשות לתהליכים מטבוליים בינוניים. חומרים אחרים הנחוצים גם למטבוליזם ביניים אך אינם מַיִם מסיסים נמצאים באברונים או בשלפוחיות מיוחדות, שלפוחיות זעירות עטופות בקרום. דומה לשלפוחית אך תאים גדולים בהרבה הם vacuoles. הם ממלאים תפקיד חשוב בפגוציטוזיס, בלכידת חומרים או אורגניזמים זרים, ובכלא ההפרשות הזמני. הציטוזול מוצלב על ידי עבודת נצרים צפופה ומשתנה כל הזמן, השלד הציטודי. הוא מורכב מחוטי אקטין, חוטים בינוניים ומיקרו-צינורות. השלד הציטו משמש לייצוב מכני של התא באופן פנימי וחיצוני, אך גם מתקשר עם הציטוזול. תהליכים מטבוליים רבים בציטוזול, כגון סינתזה והשפלה של חומצות אמינו, היווצרות פוליפפטידים כמבשר לדור חלבונים, תהליכים גליקוליטיים ועוד, מתפקדים רק בשיתוף פעולה של רכיבים מסוימים של השלד הציטוזי עם הציטוזול ובתמורה לאברונים והשלפוחיות הסגורות.
פונקציה, פעולה ותפקידים
בציטוזול, מספר רב של תהליכים מטבוליים הנשלטים אנזימטית מתרחשים במקביל זה לזה, חלקם אינם תואמים. התפתחותם של אורגניזמים רב-תאיים (אוקריוטים) אפשרה אפוא לתחום אזורים זעירים בתוך הציטוזול על ידי ממברנות, מה שמכונה תאי תאים. היווצרות אברונים מופרדים, שלפוחית, vacuoles, ותאי תאים אחרים מאפשר השפלה ובנייה אנזימים לעסוק בתהליכים מטבוליים מנוגדים במקביל באותו תא. אחד התפקידים העיקריים של הציטוזול הוא החלפת חומרים בשיתוף פעולה עם חלקים מהשלד והתאים, כלומר לשחרר חומרים דרושים ולקחת חומרים אחרים שאינם נחוצים או שאינם עוד על מנת לספק אותם לשימוש אחר. או להעבירם לסילוק. משימה חשובה נוספת של הציטוזול היא להשתלט ולארגן הובלות בתוך התא בשיתוף פעולה עם השלד הציטואלי, במיוחד עם צינורות המיקרו. על מנת להתמודד עם משימות התחבורה הרבות, הציטוזול יכול להשתנות במהירות רבה בצמיגותו ממימי דמוי ג'ל ולהיפך. שלל ההמרות הביוכימיות הנשלטות על ידי קטליטית אנזימים, ויטמינים ו הורמונים כולל גם תהליכי חמצון והפחתה, מה שמכונה תגובות חיזור, המתרחשים לא רק ב המיטוכונדריה. מיטוכונדריה הם אברונים של תאים עם RNA משלהם, הנשלטים על ידי מה שמכונה שרשרת הנשימה, שבה, בין היתר, תגובות חיזור בֵּין אדנוזין טריפוספט (ATP) ואדנוזין דיפוספט (ADP) ממלאים תפקיד מרכזי. תאים, שיש להם רעב רב לאנרגיה בשל משימותיהם, יכולים להכיל כמה אלפים המיטוכונדריה. הציטוזול לא רק נחוץ מולקולות ותרכובות כדי לאפשר תהליכי סינתזה או השפלה, אך גם חלק מתהליכי התרגום הגנטי מתרחש בתוך הציטוזול. מה שמכונה RNA מסנג'ר, עותקים של רצפי חומצות הגרעין המשלימים של RNA מתורגמים בציטוזול לסינתזה של מבשרי חלבונים (פפטידים ופוליפפטידים), כלומר לרצף מקביל של חומצות אמינו.
גיבוש, התרחשות, תכונות ורמות אופטימליות
ציטוזול, החלק הנוזלי של הציטופלזמה נוצר כבר במהלך חלוקת התאים. הרכבו נשלט מבחינה הורמונאלית ואנזימטית באמצעות תאיים וחוץ תאיים מסה לְהַעֲבִיר. לציטוזול הרכב שונה בהתאם לסוג התא ולמצב וכאמור יכול להיות שונה בצמיגות ברצף מהיר מנוזל לדומה לג'ל ולהיפך תרכובות הידרופוביות הנדרשות על ידי התא, שלא ניתן להמיס ב הציטוזול המימי, מלאי שלפוחיות ניידות או vacuoles ומועברים למקום בו הוא נחוץ. יש גם מסה העברה עם הגרעין, המופרד מהציטוזול באמצעות קרום כפול, בדרך כלל דרך נקבוביות גרעיניות באזור קרום תא. לא ניתן לתת ערכים או פרמטרים אופטימליים של ציטוזול בגלל השונות בהרכב בהתאם לסוג התא ולמצב.
מחלות והפרעות
שפע המשימות והתפקידים המבוצעים על ידי מרכיבי הציטופלזמה, כולל הציטוזול, מצביעים על כך שחשיפה לרעלים או למחלות עלולה לשבש או לבטל לחלוטין תהליכים מטבוליים עם השלכות קלות עד חמורות על האורגניזם בכללותו. בפרט, חילופי החומרים בין המיטוכונדריה לציטוזול עשויים להיות מופרעים. ידועים גורמים רבים ושונים למיטוכונדריופתיה, שחלקם עשויים להיות גם גנטיים. ברוב המקרים אספקת האנרגיה לתאים אינה מספקת, מה שמוביל לתסמינים כמו חולשת שרירים, כללית עייפות. אם קיימים תסמיני מחסור או תסמונות חסר, הגורם לבעיות הוא בדרך כלל לא מטבוליזם מופרע בציטוזול, אלא אספקה לא מספקת. הפרעה גנטית ידועה, אם כי נדירה, היא מיופתיה של ברודי. הפגם הגנטי מוביל להפחתת פעילות של Ca2 + -ATPase בשריר השלד, וכתוצאה מכך הצטברות של יונים Ca2 + בציטוזול. התוצאה היא עיכוב ביכולתו של שריר השלד להירגע לאחר התכווצות.
