W rzęski są specjalności powierzchni zewnętrznej i wierzchołkowej błonie pewnych komórek nabłonka. Są to nieruchome i bardzo sztywne mikrokosmki, które tworzą rozgałęzione kępki przypominające pędzle.
Stereocilia znajduje się w komórkach najądrza (narząd znajdujący się na tylnej krawędzi jądra, w którym plemniki dojrzewają i są przechowywane) oraz w komórkach nitkowatych lub komórkach czuciowych ślimaka w uchu wewnętrznym.
Mikrografia elektronowa stereocilii ucha wewnętrznego żab (źródło: Bechara Kachar za Wikimedia Commons)
Są to długie, palcowe wyrostki w wierzchołkowej części błony plazmatycznej tych komórek. Mierzą one średnicę od 100 do 150 nm i mają co najwyżej około 120 μm długości. Patrząc na grupę stereocilii, można zobaczyć rozgałęzione palcowania o różnej długości.
Składają się z aktyny, która jest białkiem tworzącym cytoszkielet komórkowy. Aktyna wiąże się z innymi włóknami fibryny i błoną plazmatyczną poprzez ezrynę, inne białko. Separacja między jednym stereocilium a drugim wynosi około 10 nm.
W najądrzach stereocilia zwiększają powierzchnię błony i pełnią funkcje wchłaniania i wydzielania płynu stanowiącego jeden ze składników nasienia.
W komórkach czuciowych ucha wewnętrznego struktury te pełnią funkcje związane z generowaniem sygnałów, czyli biorą udział w procesie mechanotransdukcji (przekształcenie sygnału mechanicznego w sygnał elektryczny).
cechy
Charakterystyczną cechą stereocilii jest ich sztywność. W przeciwieństwie do innych specjalizacji powierzchni błony komórkowej, palcowania te nie mają własnej ruchliwości i chociaż zwiększają powierzchnię błony, pełnią one wyspecjalizowane funkcje.
W uchu wewnętrznym, szczególnie w ślimaku ssaków, stereocilia są ułożone w uporządkowany i symetryczny sposób. Każdy rząd składa się z stereocilii tego samego rozmiaru, tak że stereocilia w równoległych rzędach tworzą „pochylnię w dół”.
Skaningowa mikroskopia elektronowa pokazująca układ stereocilii „szczebli drabinkowych” (źródło: B. Kachar, NIDCD za pośrednictwem Wikimedia Commons)
W ślimaku te stereocilia są kąpane w endolimfie, płynie, który obmywa błoniasty labirynt ucha wewnętrznego składem jonowym podobnym do płynu wewnątrzkomórkowego. Oznacza to, że ma wysokie stężenie K + i niskie stężenie Na +.
Ze względu na te cechy endolimfy komórki czuciowe ucha wewnętrznego mają bardzo różne właściwości elektrofizjologiczne od innych komórek ciała. Podczas gdy większość komórek jest podekscytowana wejściem sodu, robi to wraz z wejściem potasu.
Ta cecha jest przyczyną przejściowej głuchoty, która towarzyszy stosowaniu niektórych leków zwanych diuretykami, które zwiększają objętość moczu. Niektóre diuretyki zwiększają utratę K + z moczem, a spadek tego jonu powoduje głuchotę.
Struktura
Struktura stereocilia jest bardzo prosta. Posiadają środkową część z aktyną, która nadaje im sztywność. Z kolei aktyna wiąże się z włóknami fibryny i ezryną, która wiąże ją z błoną komórkową.
W ślimaku ssaków każda komórka rzęsatkowa jest zaopatrzona w 30 do kilkuset stereocilia ułożonych w trzech rzędach o różnej wielkości, symetrycznie i dwustronnie. Jeden rząd długich stereocilii, jeden średni i jeden rząd krótszych stereocilia po każdej stronie ślimaka.
Każdy stereocilium w miejscu wprowadzenia w błonie staje się ostrzejszy i ostatecznie tworzy rodzaj zawiasu, na którym obraca się lub obraca. Te podstawowe ruchy strefy zawiasowej są związane z otwieraniem kanałów i przekształcaniem ruchu mechanicznego w sygnał elektryczny.
W ślimaku każdy stereocilium ma kanał jonowy na swoim końcu prześwitu. Ten kanał to białko, które tworzy pory, których otwarcie jest regulowane przez bramę. Brama jest podłączona do regulacyjnej „sprężyny” wrażliwej na rozciąganie lub rozciąganie.
Każda sprężyna jest połączona ze sprężyną sąsiedniego wyższego stereocilium za pomocą bardzo drobnych elastycznych przedłużek. Te przedłużenia nazywane są „połączeniami kolczastymi” lub „połączeniami końcowymi”.
Górna część stereocilia pozostaje sztywna dzięki osadzeniu ich w blaszce siateczkowej (w przypadku komórek wewnętrznych) oraz w błonie tektorialnej (w przypadku komórek zewnętrznych).
Te dwie błony (blaszka tektorialna i blaszka siatkowata) ulegają przesuwaniu jednej na drugiej w tym samym kierunku, ale na różnych osiach, wyginając w ten sposób osadzone w nich stereocilia na skutek ruchów ścinających.
W najądrzach stereocilia spełniają bardzo różne funkcje wydzielnicze niż ślimak, ale są strukturalnie podobne.
cechy
Funkcją stereocilii komórek czuciowych ucha wewnętrznego jest prowokowanie potencjału receptorowego, który indukuje uwalnianie neuroprzekaźników w podłączonym do niego włóknie nerwowym (kierowanym do ośrodkowego układu nerwowego) i generuje potencjał generujący.
Dzieje się tak z powodu mechanicznego odkształcenia, którego doświadcza stereocilia w wyniku ruchu endolimfy.
Endolimfa porusza się w wyniku przenoszenia fal dźwiękowych przez błonę bębenkową oraz ruchu łańcucha kosteczek słuchowych ucha środkowego.
Wraz z ruchem stereocilii w kierunku wyższych stereocilii, napięcie generowane na połączeniach otwiera bramę kanału kationowego i K + i Ca ++ wchodzą do komórki czuciowej. To pobudza komórkę, generując elektryczną depolaryzację zwaną „potencjałem receptora”. To inicjuje uwalnianie neuroprzekaźników w podstawowej części komórki, która synchronizuje się z włóknem doprowadzającym.
Główny uwalniany neuroprzekaźnik jest pobudzający i wytwarza we włóknie nerwowym potencjał generujący, który po osiągnięciu progu wywołuje potencjał czynnościowy.
Z kolei potencjał czynnościowy pierwotnych włókien nerwowych inicjuje stymulację ścieżki nerwowej, która zakończy się w obszarach mózgu odpowiedzialnych za słuch. W ten sposób odbieramy dźwięk.
Funkcja stereocilia najądrza jest związana z reabsorpcją części płynu, który dostaje się do najądrza z jąder. Ponadto przyczyniają się do wydzielania cieczy zwanej „płynem z wyściółki”, która jest częścią płynnych składników nasienia.
Bibliografia
- Montanari, T. (2016). Histologia: tekst, atlas i rotacja zajęć praktycznych.
- Chabbert, C. (2016). Anatomia i fizjologia przedsionka. EMC-Otolaryngology, 45 (3), 1-9.
- Binetti, A. (2015). Fizjologia przedsionkowa. Magazyn FASO, 14-21.
- Gartner, LP i Hiatt, JL (2012). Atlas kolorów i tekst histologiczny. Lippincott Williams & Wilkins
- Katedra Biochemii i Biofizyki Molekularnej Thomas Jessell, Siegelbaum, S. i Hudspeth, AJ (2000). Zasady nauki neuronalnej (tom 4, str. 1227-1246). ER Kandel, JH Schwartz i TM Jessell (red.). Nowy Jork: McGraw-hill.
- Koeppen, BM i Stanton, BA (2009). Berne & Levy Physiology, zaktualizowana edycja e-booka. Elsevier Health Sciences.
- Barrett, KE, Barman, SM, Boitano, S. i Brooks, H. (2009). Przegląd fizjologii medycznej autorstwa Ganonga. 23. NY: McGraw-Hill Medical.