Celule de păr

celule de păr

Organul lui Corti . Celulele de păr exterioare sunt în vârf, cele interioare sunt în centru.
Cataloagele
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Celulele capilare  sunt receptori pentru sistemul auditiv și aparatul vestibular la toate vertebratele . La mamifere, celulele părului auditiv sunt situate în organul lui Corti pe o membrană bazilară subțire din cohlee , care se găsește în urechea internă. Își iau numele de la filamentele de stereocili care ies din fascicul de păr de pe suprafața superioară a celulei, în canalul cohlear (tub plin cu lichid). Celulele de păr de melc la mamifere sunt împărțite în 2 tipuri, care au o structură și o funcție diferită: internă și externă. Dacă celulele de păr sunt deteriorate, atunci apare pierderea auzului neurosenzorial .

Legături de păr ca receptoare și amplificatoare de sunet

Conform cercetărilor anterioare, celulele părului exterior nu trimit impulsuri nervoase către creier, ci mai degrabă amplifică mecanic sunetul slab care intră în cohlee. Întărirea apare din cauza mișcărilor fasciculelor de păr sau a mobilității corpurilor celulare. Celulele capilare interne transformă vibrațiile sonore din fluidul din interiorul cohleei în semnale electrice, care sunt apoi transmise de nervul auditiv către trunchiul cerebral și mai departe către cortexul auditiv.

Celulele de păr interioare - de la sunet la impulsul nervos

Deviațiile stereocililor deschid canalele ionice mecanosensibile , care permit oricăror cationi (în principal ionii de potasiu și calciu ) să intre în celulă. [1] Spre deosebire de alte celule active electric, celulele părului nu pot genera ele însele un potențial de acțiune . În schimb, influxul de cationi din endolimfă în scala media depolarizează celula și apare un potențial receptor . Deschide canale ionice dependente de tensiune; apoi ionii de calciu intră în celulă și provoacă eliberarea de neurotransmițători de la capătul bazal al celulei. Neurotransmițătorii călătoresc de-a lungul regiunii înguste dintre celula părului și terminația nervoasă, unde apoi se leagă de receptori și generează potențiale în nerv. Astfel, semnalul sonor este transformat într-un impuls nervos. Repolarizarea în celula părului are loc într-un mod special. Perilimfa din scala tympani (scala tympani) are o concentrație foarte scăzută de cationi, iar un gradient electrochimic face ca cationii să curgă prin canale în perilimfă.

Ionii de calciu (Ca 2+ ) ies în mod constant din celulele părului, astfel încât există o eliberare tonică a neurotransmițătorilor către sinapse . Se crede că eliberarea tonicului permite celulelor părului să răspundă rapid la stresul mecanic. Viteza răspunsului celulelor de păr poate fi explicată și prin faptul că poate crește cantitatea de neurotransmițător eliberată ca răspuns la o modificare de 100 µV a potențialului membranei. [2]

Celulele de păr exterioare sunt preamplificatoare

La mamifere, celulele păroase exterioare declanșează potențialul receptorului prin vibrațiile active ale corpului celular. Acest răspuns mecanic la semnalele electrice se numește mobilitate electrică somatică [3] și există oscilații în celulă care apar la frecvența semnalului sonor de intrare și asigură amplificarea. Celulele de păr exterioare se găsesc numai la mamifere. În timp ce sensibilitatea auditivă a mamiferelor este similară cu cea a altor vertebrate, fără celule de păr externe, sensibilitatea auditivă este redusă cu 50 dB. Celulele păroase exterioare extind intervalul de auz până la 200 kHz la unele mamifere marine. [patru]

Biologia moleculară a celulelor de păr a făcut progrese semnificative în ultimii ani, odată cu descoperirea proteinei prestin , care stă la baza mobilității electrice somatice în celulele părului exterioare. Joseph Santos-Sacchi și alții au subliniat că acțiunea prestinului depinde de semnalizarea prin canalul de clorură , iar acest proces este perturbat de pesticidul tributilstaniu ( TBT ). Această substanță , odată eliberată în mediul înconjurător, se acumulează în organismele animalelor în concentrații crescânde la niveluri trofice mai mari , provocând daune semnificative prădătorilor marini mari, cum ar fi balenele dințate . [5]

Inervație

Neuronii nervului cohlear sau vestibulocohlear (perechea VIII de nervi cranieni ) inervează celulele părului cohlear și vestibular. [6] Neurotransmițătorul este eliberat de celulele părului pentru a stimula dendritele neuronilor receptori (se presupune că sunt glutamat ). Joncțiunea presinaptică are o sinapsă panglică. Este înconjurat de vezicule sinaptice și ajută la eliberarea neurotransmițătorilor.

O celulă de păr interioară este inervată de mai multe fibre nervoase, în timp ce multe celule de păr exterioare sunt inervate de o singură fibră nervoasă. Fibrele nervoase ale celulei capilare interioare sunt foarte mielinice , în timp ce fibrele nervoase ale celor exterioare nu sunt.

Reînnoire

Cercetările privind reînnoirea celulelor de păr cohleare pot ajuta la restabilirea auzului. Spre deosebire de păsări și reptile, la oameni și mamifere, celulele din urechea internă , care transformă sunetul în impulsuri nervoase, de obicei nu se pot regenera atunci când sunt deteriorate. [7] Cercetătorii fac progrese în terapia genică și tratamentele cu celule stem care pot repara celulele deteriorate.

Cercetătorii au descoperit o genă de mamifer care este de obicei un comutator molecular care blochează regenerarea celulelor părului cohlear la adulți. [8] Gena Rb1 codifică proteina retinobastomul , care are mai multe funcții fiziologice. [9] Nu numai că celulele de păr s-au regenerat în vasul de cultură atunci când gena Rb1 a fost ștearsă, dar șoarecii fără genă au avut mai multe celule de păr decât șoarecii care au avut-o. Distrugerea sau suprimarea inhibitorului ciclului celular p27kip1 permite celulelor părului cohlear să se regenereze la șoareci. [10] [11]

Imagini

Note

  1. ↑ Müller, U. Cadherins și mechanotransduction by hair cells  (neopr.)  // Current opinion in cell biology. - 2008. - octombrie ( vol. 20 , nr. 5 ). - S. 557-566 . — PMID 18619539 .
  2. ↑ Chan DK, Hudspeth AJ Ca2+ amplificare neliniară condusă de curent de către cohleea mamiferelor in vitro  // Nature Neuroscience  : journal  . - 2005. - Februarie ( vol. 8 , nr. 2 ). - P. 149-155 . - doi : 10.1038/nn1385 . — PMID 15643426 .
  3. ↑ Brownell WE, Bader CR, Bertrand D., de Ribaupierre Y. Evoked mechanical responses of isolated cochlear outer hair cells  //  Science : journal. - 1985. - 11 ianuarie ( vol. 227 , nr. 4683 ). - P. 194-196 . - doi : 10.1126/science.3966153 . — PMID 3966153 .
  4. ↑ Wartzog D., Ketten DR Marine Mammal Sensory Systems // Biology of Marine Mammals  (neopr.) / J. Reynolds, S. Rommel. - Smithsonian Institution Press, 1999. - P. 132.
  5. ↑ Santos-Sacchi Joseph, Song Lei, Zheng Jiefu, Nuttall Alfred L. Control of mammalian cochlear amplification by chloride anions //  Journal of Neuroscience   : jurnal. - 2006. - 12 aprilie ( vol. 26 , nr. 15 ). - P. 3992-3998 . - doi : 10.1523/JNEUROSCI.4548-05.2006 . — PMID 16611815 .
  6. ↑ Nervul cranian VIII. Nervul vestibulocohlear . Meddean. Consultat la 4 iunie 2008. Arhivat din original pe 29 septembrie 2012.
  7. ↑ Edge AS, Chen ZY Regenerarea celulelor părului  //  Opinia curentă în neurobiologie. — Elsevier , 2008. — Vol. 18 , nr. 4 . - P. 377-382 . - doi : 10.1016/j.conb.2008.10.001 . — PMID 18929656 .
  8. ↑ Henderson M. Gene care s-ar putea să nu mai întoarcă urechea la bătrânețe  // Times Online  : ziar  . - 2005. - 15 ianuarie.
  9. ↑ Raphael Y., Martin DM Surditate: Lipsa de reglementare încurajează creșterea celulelor de păr  //  Gene Therapy : journal. - 2005. - Vol. 12 , nr. 13 . - P. 1021-1022 . - doi : 10.1038/sj.gt.3302523 .
  10. ↑ Löwenheim H., Furness DN, Kil J., Zinn C., Gültig K., Fero ML, Frost D., Gummer AW, Roberts JM, Rubel EW, Hackney CM, Zenner HP Perturbarea genei p27 (Kip1) permite celulei proliferation in the postnatal and adult organ of corti  (engleză)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 1999. - 30 martie ( vol. 96 , nr. 7 ). - P. 4084-4088 . - doi : 10.1073/pnas.96.7.4084 . — PMID 10097167 . (sursa primara)
  11. ↑ Ono K., Nakagawa T., Kojima K., Matsumoto M., Kawauchi T., Hoshino M., Ito J. Silencing p27 inversează starea post-mitotică a celulelor de susținere în cohlee neonatale de șoarece   // Mol Cell neurosci : jurnal. - 2009. - Decembrie ( vol. 42 , nr. 4 ). - P. 391-398 . - doi : 10.1016/j.mcn.2009.08.011 . — PMID 19733668 . (sursa primara)

Surse

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii