Inclusiones citoplasmáticas: características y funciones
Las inclusiones citoplansmáticas son sustancias que se acumulan en el citoplasma celular. Se diferencian de los organelos por no tener actividad metabólica. Entre las funciones que cumplen están el almacenamiento de nutrientes y minerales, y la acumulación de sustancias producto de secreciones o excreciones del metabolismo celular.
Los gránulos de glucógeno, lípidos, proteínas cristalizadas, pigmentos y aceites esenciales son ejemplos de sustancias que la célula almacena como inclusiones citoplasmáticas. Fueron observadas por primera vez en 1786, por el naturalista danés O.F Müller, mientras realizaba investigaciones sobre las células del hígado.
Las inclusiones citoplasmáticas tienen importancia medica debido a que la acumulación de sustancias atípicas pueden generar enfermedades como la hepatitis alcohólica, cirrosis hepática de Laennec o la enfermedad de Wilson.
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Las inclusiones celulares están constituidas por macromoléculas insolubles, que generalmente no están cubiertas por membranas. Se caracterizan por carecer de actividad metabólica propia, ya que no son componentes vivos de la célula.
Estas estructuras pueden estar naturalmente en células sanas o pueden surgir como malformaciones celulares, causando una gran diversidad de enfermedades.
Las inclusiones citoplasmáticas son una parte importante de la célula. Sus principales funciones son el almacenamiento de nutrientes y sustancias inorgánicas, y la acumulación de secreciones o excreciones producto del metabolismo secundario de la célula.
Las inclusiones citoplasmáticas funcionan como un almacén de compuestos utilizados por la célula como nutrientes, entre los que destacan el almidón, el glucógeno, los lípidos y las aleuronas.
Gránulos de glucógeno
El glucógeno es el principal polisacarido que aporta las reservas energéticas en células animales. Su descomposición produce glucosa, que al ser degradada por la acción de las enzimas produce energía y cadenas cortas de carbono, empleadas en la síntesis de membranas y otros componentes estructurales de la célula.
El glucógeno se almacena principalmente en las células del hígado y del músculo esquelético. Así mismo, es una fuente de energía importante en el músculo cardíaco. También puede ser almacenado en cantidades menores en células del sistema nervioso central y otras células del cuerpo.
Los gránulos de glucógeno son de forma aplanada, circular u ovalada. Pueden ser observados en el microscopio electrónico formando grupos o rosetas localizados junto al retículo endoplasmático liso.
Lípidos
Los lípidos forman inclusiones citoplasmáticas en células animales y vegetales. Las inclusiones lipídicas más comunes se denominan trigliéridos. Estos se concentran principalmente en las células adiposas (adipocitos), especializadas en la síntesis y almacenamiento de grasa.
Los lípidos constituyen una importante fuente de energía para la célula. Producen más del doble de calorías por gramo que los carbohidratos. Además aportan cadenas cortas de carbono utilizadas en la síntesis de estructuras celulares.
Almidón
El almidón es una macromolécula formada por una molécula de amilosa (25 a 30%) y otra de amilopectina (70 a 75%). Constituye la principal fuente de energía en las células vegetales. Se almacena principalmente en las semillas, frutas y raíces.
En las células, el almidón se encuentra en forma de gránulos que pueden variar, dependiendo de la especie. Un granulo de almidón en el arroz mide aproximadamente 2 micras, mientras que en las papas o patatas puede alcanzar a medir unas 100 micras.
La forma de los gránulos puede variar entre redondeada, alargada o irregular.
Aleurona
La aleurona es una sustancia proteica de naturaleza albuminoide. Está contenida en las células vegetales, donde se deposita en forma de pequeños granos. Es abundante en las semillas de las oleaginosas y en la capa externa del endospermo de algunos cereales como el trigo, la cebada, el maíz y el arroz.
Las inclusiones citoplasmáticas pueden servir para almacenar materiales inorgánicos cristalizados requeridos por las células en sus diferentes funciones metabólicas o estructurales.
Algunos de estos cristales se han descrito como proteínas. La hemoglobina, bajo condiciones particulares, puede formar cristales en los eritrocitos. En invertebrados, la apoferritina y otras proteínas que permiten la absorción del hierro, se producen en forma cristalina.
Las inclusiones citoplasmáticas de formas cristalinas están presentes en muchos tipos de células, como las células de Sertoli (en los túbulos seminíferos en los testículos) y las células de Leydig (en el testículo de los humano), los ovocitos del conejo y los núcleos de células hepáticas de chacales, zorros y perros.
Otra de las funciones conocidas de las inclusiones citoplasmáticas es el almacenamiento de sustancias secretadas en la célula por glándulas y órganos especiales. Las secreciones celulares incluyen sustancias tan diferentes como leche, lágrimas, enzimas digestivas, ácido clorhídrico, neurotransmisores, hormonas, moco y proteínas. A continuación se describen algunos ejemplos.
Pigmentos
Los pigmentos se almacenan en células específicas aportando color característico a los diferentes tejidos.
Los pigmentos más conocidos en las células animales son la hemoglobina, producida por los glóbulos rojos, y la melanina, producida por los melanocitos de la piel y el cabello. Además, los pigmentos están presentes en la retina, las células nerviosas de la sustancia negra del cerebro, el tejido cardíaco y las neuronas del sistema nervioso central.
En las plantas, el principal pigmento es la clorofila, que aporta la coloración verde a hojas y tallos. Otros pigmentos como las xantofilas, los carotenos (amarillo, naranja) y las antocianinas (rosado, purpura, azul) dan color a frutas, flores y hojas jóvenes.
Enzimas
Algunas enzimas secretadas por la célula tienen su función dentro de la misma célula y pueden identificarse como inclusiones citoplasmáticas. Estas son conocidas como endocitoenzimas o enzimas celulares. Pueden ser ubicuas, si actúan en el metabolismo general de la célula, u organoespecíficas, si intervienen en el metabolismo de un tipo específico de órgano o tejido.
Las inclusiones citoplasmáticas pueden servir para acumular subproductos de los procesos metabólicos celulares que son expulsadas por la célula a través del mecanismo de exositocis.
Alcaloides
Son metabolitos secundarios de las plantas sintetizados a partir de aminoácidos, compuestos por nitrógeno, carbono, oxígeno e hidrógeno. Estos se encuentran en el citoplasma formando sales con diferentes ácidos. Se almacenan principalmente en las semillas, cortezas y hojas.
Entre los alcaloides mejor conocidos podemos mencionar la quinina, la cocaína, la nicotina, la cafeína, la colchicina, la estricnina, la morfina y la atropina. Muchos de ellos utilizados como fármacos, por su acción fisiológica intensa en animales.
Terpenoides
Son biomoléculas formadas en la ruta metabólica conocida como “ruta del ácido mevalónico”. Entre estos compuestos se incluyen los aceites esenciales, producidos por unas pocas especies de plantas que aportan un aroma característico a flores, hojas y corteza.
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