Citosol

Qué es el citosol

También llamado hialoplasma o matriz citoplasmática, el citosol es la porción soluble del citoplasma. Conviene aclarar de entrada un punto que genera confusión frecuente: citoplasma y citosol no son sinónimos. El citoplasma abarca todo lo contenido entre la membrana celular y la envoltura nuclear, orgánulos incluidos. El citosol, en cambio, es solo el líquido que queda si se retiran mentalmente todos esos compartimentos membranosos (mitocondrias, retículo endoplásmico, aparato de Golgi, lisosomas) y las estructuras del citoesqueleto.

Desde el punto de vista etimológico, la voz combina el griego κύτος (kýtos, "cavidad", "célula") con el latín solutio ("disolución"). Aunque su uso se ha generalizado en la literatura biomédica a partir de los años setenta del siglo XX, la distinción conceptual entre la fase soluble del citoplasma y los orgánulos que contiene se remonta al desarrollo de las técnicas de fraccionamiento subcelular por centrifugación diferencial, impulsadas por Albert Claude y Christian de Duve en las décadas de 1940 y 1950. Fueron precisamente esos experimentos los que permitieron separar mitocondrias, microsomas y la fracción soluble restante, que acabaría recibiendo el nombre de citosol.

Composición y organización molecular

Entre el 70 y el 80 % del citosol es agua. No se trata de agua libre en el sentido que tendría en un vaso de laboratorio; gran parte de ella interacciona con proteínas, iones y metabolitos formando capas de hidratación que modifican su comportamiento fisicoquímico. El resultado es un medio que puede oscilar entre un estado más fluido (sol) y otro más viscoso (gel), dependiendo de las necesidades de la célula en cada momento. Esa transición sol-gel es lo que permite, por ejemplo, el movimiento ameboide de ciertos leucocitos.

Disueltos en ese medio acuoso se encuentran iones como potasio (K⁺), sodio (Na⁺), calcio (Ca²⁺) y magnesio (Mg²⁺), cuyas concentraciones relativas difieren notablemente de las del líquido extracelular. El potasio predomina en el citosol; el sodio, fuera. Esa asimetría es la base del potencial de membrana en reposo. Junto a los iones, el citosol contiene aminoácidos libres, nucleótidos, glucosa y otros metabolitos intermediarios, así como una enorme variedad de enzimas solubles que catalizan rutas metabólicas completas sin necesidad de estar confinadas en un orgánulo.

Funciones bioquímicas del citosol

La glucólisis se desarrolla íntegramente en el citosol. Cada molécula de glucosa se escinde en dos de piruvato a lo largo de diez reacciones enzimáticas que no requieren oxígeno, y el piruvato resultante pasa después a la mitocondria para continuar su oxidación en el ciclo de Krebs. Es un reparto de tareas que ilustra bien la complementariedad entre el citosol y los orgánulos: ninguno de los dos es autosuficiente.

Además de la glucólisis, en el citosol tienen lugar la síntesis de ácidos grasos, la biosíntesis de nucleótidos y una parte considerable de la traducción del ARN mensajero en los ribosomas libres (los que no están adheridos al retículo endoplásmico rugoso). También se desarrollan en él cascadas de señalización intracelular mediadas por segundos mensajeros como el calcio o el AMP cíclico, que permiten a la célula responder a estímulos externos.

Otra función menos conocida del citosol es la degradación selectiva de proteínas mediante el sistema ubiquitina-proteasoma. Las proteínas marcadas con cadenas de ubiquitina son reconocidas y destruidas por el proteasoma, un complejo enzimático que flota en el citosol y que participa en el control de calidad proteico y en la regulación del ciclo celular.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra "citosol"?

Del griego κύτος (kýtos), que significa "cavidad" o "célula", y del latín solutio, "disolución". El nombre alude a la fracción soluble del contenido celular. Se acuñó en el contexto de la bioquímica del fraccionamiento subcelular, para distinguir esta fracción líquida de los orgánulos que se separan por centrifugación.

¿Es lo mismo citosol que citoplasma?

No. El citoplasma incluye todo lo que hay entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear: orgánulos, citoesqueleto y el propio citosol. El citosol es solo la parte líquida de ese conjunto. Es una distinción parecida a la que existe entre el contenido de una habitación (citoplasma) y el aire que llena los espacios entre los muebles (citosol).

¿Qué reacciones metabólicas ocurren en el citosol?

La más conocida es la glucólisis, pero no la única. También se producen la síntesis de ácidos grasos, la biosíntesis de nucleótidos, parte de la traducción proteica y la degradación selectiva de proteínas por el sistema ubiquitina-proteasoma. Muchas cascadas de señalización intracelular dependen igualmente de componentes citosólicos.

¿El citosol es un líquido uniforme?

Depende del momento. El citosol puede adoptar un estado más fluido (sol) o más viscoso (gel), en función de la actividad celular. Esa capacidad de transición explica fenómenos como el movimiento ameboide. Investigaciones recientes han mostrado, además, que dentro del citosol se forman condensados de proteínas por separación de fase líquido-líquido, lo que añade un nivel adicional de organización que no depende de membranas.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. ¿Qué es una célula?. MedlinePlus Genetics en español.
2. Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI). Citoplasma. Glosario parlante de términos genómicos y genéticos.
3. Manual MSD, versión para público general. Las células. Fundamentos del cuerpo humano.
4. Real Academia Nacional de Medicina de España. Citosol. Diccionario de términos médicos.