citoplasma

sm. (pl. -i) [sec. XIX; cito+plasma]. La parte extra-nucleare delle cellule animali e vegetali. In alcuni organismi inferiori (Micoplasmi, Alghe Verdi e Blu) non vi è una differenziazione netta tra nucleo e citoplasma, e gli acidi nucleici, costituenti tipici del nucleo, si distribuiscono uniformemente nell'interno della cellula. Una primitiva definizione della regione nucleare appare già nei Batteri. Nelle piante e negli animali superiori nucleo e citoplasma sono separati in due distinti compartimenti dalla membrana nucleare, la quale risulta formata da due unità di membrana che delimitano lo spazio perinucleare. Ognuna delle unità di membrana ha la costituzione della membrana plasmatica che circonda all'esterno il citoplasma. Mentre il nucleo, depositario del patrimonio genetico, controlla i processi riproduttivi e la sintesi proteica, nel citoplasma si svolgono le attività più rappresentative della vita cellulare: il metabolismo, la respirazione, i movimenti della cellula, le modificazioni della forma, la fagocitosi, le attività elettriche, osmotiche, meccaniche. Osservando al microscopio ottico cellule vitali, il citoplasma appare costituito da un materiale trasparente, omogeneo, scarsamente differenziato. La trasparenza del citoplasma viene rapidamente perduta quando la cellula subisce fenomeni degenerativi o per azione di agenti biologici (tossine, virus, ecc.), fisici (alte o basse temperature, elettricità) e chimici. Così il trattamento di un tessuto con sostanze fissatrici, come alcol o xilolo, provoca l'intorbidimento del citoplasma indifferenziato (ialoplasma) e la comparsa di formazioni granulari, filamentose o vacuolari, che sono poste in chiara evidenza con adeguate colorazioni. La citologia classica ha costantemente cercato di identificare in queste strutture immagini rappresentative della cellula o comunque elementi di differenziazione tra cellule di diverso tipo. Spesso, tuttavia, tali immagini si sono rivelate non autentiche, ma artefatti dovuti alla denaturazione delle proteine citoplasmatiche oppure rappresentazioni fortemente alterate di forme effettivamente esistenti. La microscopia elettronica, la biofisica e la citochimica hanno permesso di riconoscere varie strutture organizzate nel citoplasma e la presenza in esso di aggregati di materia vivente, identificabili non tanto per la forma quanto per le loro importanti funzioni biologiche. Le parti formate del citoplasma sono disperse in una matrice indifferenziata, di cui recenti studi hanno in parte chiarito la composizione e l'intima organizzazione. Dal punto di vista fisico il citoplasma è un esempio di stato colloidale, avente però caratteri alquanto diversi da quelli degli altri colloidi naturali e dei colloidi artificiali. Esso è infatti configurato come un “gel reticolare disperso”, costituito da unità macromolecolari submicroscopiche che possono organizzarsi in strutture risolvibili al microscopio elettronico. L'intima architettura dello ialoplasma è stata dimostrata con metodi indiretti, quali l'analisi chimica delle varie frazioni subcellulari ottenute mediante l'ultracentrifugazione, la diffrazione dei raggi X, l'elettroforesi, l'autoradiografia, ecc. Tuttavia l'ipotesi dell'organizzazione submicroscopica del citoplasma era stata già avanzata in precedenza sulla scorta di alcuni dati sperimentali, e in particolare del fatto che le cellule in movimento o stirate mediante micromanipolatori mostrano alla luce polarizzata caratteri di birifrangenza che non sono invece apprezzabili negli elementi a riposo. Ciò aveva suggerito che la deviazione dei raggi luminosi fosse conseguenza di un particolare orientamento di strutture citoplasmatiche submicroscopiche prodotto dalla micromanipolazione o dai movimenti della cellula. Il microscopio elettronico ha effettivamente confermato la presenza nel citoplasma di un complesso sistema di tubuli e cisterne comunicanti, detto reticolo endoplasmatico, alla cui superficie aderiscono i ribosomi.

Bibliografia

W. A. Jensen, The Plant Cell, Belmont, 1964; A. G. Loewy, P. Siekevitz, Cell Structure and Function, New York, 1969; E. J. Ambrose, Cell Biology, Londra, 1970; A. C. Giese, Fisiologia della Cellula, Padova, 1971; J. Reinert, H. Ursprung, Origin and Continuity of Cell Organelles, Berlino, 1971; H. Wallach, H. Fischer, The Dynamic Structure of Cell Membranes, Berlino, 1972; P. M. Comoglio, La cellula. Biologia e anatomia molecolare, Padova, 1983.