Cytoplasma

Kurs: Basvetenskap 6

Vad är det?

• Cytoplasma är allt innehåll i en cell innanför plasmamembranet men utanför cellkärnan.
• Består av Cytosol (den vattenlösliga geléartade fasen), Organeller och Cytoskelett samt inklusioner.
• Hos Prokaryoter saknas membranomslutna organeller, och cytoplasman innehåller Nukleoid, ribosomer och plasmider.

Komponenter

• Cytosol: 70–80 % vatten med proteiner, Elektrolyter, metaboliter; hög K+ och låg Na+ tack vare Natrium-kaliumpumpen.
• Ribosomer: 80S hos eukaryoter, 70S hos prokaryoter — skillnaden är måltavlan för Aminoglykosider, Makrolider och Tetracykliner.
• Endoplasmatiskt retikulum, Golgiapparaten, lysosomer, peroxisomer, Mitokondrier.
• Cytoskelett: Aktinfilament, Mikrotubuli och Intermediärfilament — ger form, transport och rörelse.
• Inklusioner: Glykogengranula, lipiddroppar, pigment.

Funktioner

• Plats för Glykolys, Pentosfosfatvägen, Fettsyrasyntes och Proteinsyntes.
• Signaltransduktion via second messengers som cAMP, IP3 och Ca2+.
• Transport av vesikler och organeller längs Mikrotubuli med Kinesin och Dynein.
• Osmotisk reglering och upprätthållande av cellvolym.
• Autofagi och nedbrytning av felveckade proteiner via proteasomen.

Mikrobiologisk relevans

• Obligat intracellulära bakterier lever antingen fritt i cytoplasman eller i vakuoler: Listeria monocytogenes, Rickettsia och Shigella bryter sig ut i cytosolen, medan Chlamydia trachomatis, Legionella pneumophila och Mycobacterium tuberculosis stannar i vakuol.
• Listeria monocytogenes och Shigella kapar värdcellens Aktinfilament och bildar aktinsvansar för Cell-till-cell-spridning utan att exponeras för Antikroppar.
• Cytosoliska mönsterigenkänningsreceptorer: NOD-liknande receptorer, cGAS-STING och inflammasomen känner av bakterier och DNA i cytoplasman och utlöser IL-1beta-frisättning och Pyroptos.
• Virus replikerar i cytoplasman (RNA-virus som Influensa delvis, Poliovirus, Coronavirus) eller i kärnan (DNA-virus, Herpesvirus).
• Antigen från cytoplasman presenteras på MHC klass I efter nedbrytning i Proteasom → aktiverar CD8-positiva T-celler.
• Fagolysosomer och Autofagi är cytoplasmatiska försvarsmekanismer mot intracellulära patogener.

Klinisk pärla

Vilket cellulärt kompartment mikroben lever i styr både immunsvar och behandling: cytosoliska patogener kräver CD8-positiva T-celler och läkemedel som penetrerar in i cellen (t.ex. Makrolider, Rifampicin, Fluorokinoloner), medan extracellulära bakterier bekämpas av Antikroppar och Betalaktamantibiotika.

Tenta-fokus

Skillnaden mellan 70S (prokaryot) och 80S (eukaryot) ribosom är själva grunden för Selektiv toxicitet hos proteinsynteshämmande antibiotika — och förklarar varför Mitokondrier (som har 70S-liknande ribosomer) kan drabbas av biverkningar som Linezolid-inducerad Laktatacidos.

Kopplingar

• Fagolysosom — nedbrytningsstation i cytoplasman
• Cytoskelett — utnyttjas av Listeria monocytogenes för spridning
• MHC klass I — presenterar cytosoliska antigen
• Inflammasom — cytosolisk larmreceptor
• Ribosom — måltavla för flera antibiotikaklasser
• Obligat intracellulär bakterie — mikrober som kräver cytoplasman