De stereocilia er specialiseringer af den udvendige overflade og apikale plasmamembran nogle epitelceller. De er immobile og meget stive mikrovilli, der danner forgreningsbørstelignende 'tufts'.
Stereocilia findes i cellerne i epididymis (organet placeret ved testikelens bageste kant, hvor sæd modnes og opbevares) og i piliform celler eller sensoriske celler i cochlea, i det indre øre.
Elektronmikrografi af stereokilierne i det indre øre af frøer (Kilde: Bechara Kachar via Wikimedia Commons)
De er lange fingerlignende processer af den apikale del af plasmamembranen i disse celler. De måler 100 til 150 nm i diameter og er højst omkring 120 μm. Når man ser på en gruppe stereocilia, kan man se forgrenede fingeringer i forskellige længder.
De er sammensat af actin, som er et protein, der udgør cytoskelettet. Actin er bundet til andre fibrinfilamenter og til plasmamembranen gennem ezrin, et andet protein. Adskillelsen mellem et stereocilium og et andet er ca. 10 nm.
I epididymis øger stereocilia overfladearealet af membranen og udfører funktioner for absorption og sekretion af en væske, der udgør en af sædkomponenterne.
I det sensoriske celler i det indre øre udfylder disse strukturer funktioner, der er relateret til generering af signaler, dvs. de deltager i mechano-transduktionsprocessen (omdannelse af et mekanisk signal til et elektrisk signal).
egenskaber
Det karakteristiske ved stereocilia er deres stivhed. I modsætning til de andre specialiseringer af overfladen af plasmamembranen har disse fingeringer ikke deres egen mobilitet, og selvom de øger membranens overfladeareal, har de specialiserede funktioner.
I det indre øre, specifikt i pattedyrens cochlea, er stereocilia arrangeret på en ordnet og symmetrisk måde. Hver række består af stereocilier af samme størrelse, så stereocilien i de parallelle rækker danner en "nedadgående rampe."
Scanning af elektronmikroskopi, der viser "stige rung" arrangementet af stereocilia (Kilde: B. Kachar, NIDCD via Wikimedia Commons)
I cochlea bades disse stereocilia i endolymfe, en væske, der bader det membranøse labyrint i det indre øre med en ionisk sammensætning, der ligner den for intracellulær væske. Det vil sige, det har en høj koncentration af K + og en lav koncentration af Na +.
På grund af disse egenskaber ved endolymfe har sensoriske celler i det indre øre meget forskellige elektrofysiologiske egenskaber fra andre celler i kroppen. Mens de fleste celler er begejstrede ved indtræden af natrium, gør de det ved indtræden af kalium.
Denne særegenhed er årsagen til den midlertidige døvhed, der ledsager brugen af nogle medikamenter kaldet diuretika, som øger urinvolumen. Nogle diuretika øger K + -tabet i urinen, og et fald i denne ion forårsager døvhed.
Struktur
Strukturen af stereocilia er meget enkel. De har en central del med aktin, hvilket giver dem stivhed. Til gengæld binder actin sig til fibrinfibre og ezrin, der binder det til plasmamembranen.
I pattedyrens cochlea er hver hårcelle forsynet med 30 til et par hundrede stereocilia arrangeret i tre rækker i forskellige størrelser og symmetrisk og bilateralt. En række lange stereocilia, et medium og en række med kortere stereocilia på hver side af cochlea.
Hvert stereocilium på sit indsættelsessted i membranen bliver skarpere og ender med at danne et slags hængsel, hvorpå det drejer eller roterer. Disse basale bevægelser i hængselszonen er relateret til åbningen af kanaler og omdannelsen af en mekanisk bevægelse til et elektrisk signal.
I cochlea har hvert stereocilium en ionkanal i sin luminale ende. Denne kanal er et protein, der danner en pore, hvis åbning reguleres af en port. Porten er forbundet til en regulerende "fjeder", der er følsom over for spænding eller strækning.
Hver fjeder er forbundet med fjederen til det højere nabocenter stereocilium ved hjælp af meget fine elastiske forlængelser. Disse udvidelser kaldes "pigtsamlinger" eller "endeforbindelser."
Den øverste del af stereocilia forbliver stiv takket være deres indlejring i den retikulære lamina (for dem, der hører til de indre celler) og i den tectorielle membran (for dem, der hører til de ydre celler).
Disse to membraner (tectorial og den retikulære lamina) gennemgår glidebevægelser af den ene over den anden i samme retning, men på forskellige akser og bøjer således stereocilia indlejret i dem på grund af forskydningsbevægelser.
I epididymis har stereocilia nogle meget forskellige sekretoriske funktioner end cochlea, men alligevel er de strukturelt ens.
Funktioner
Funktionen af stereocilia af sensoriske celler i det indre øre er at provokere et receptorpotentiale, der inducerer frigivelse af neurotransmittere i den nervefiber, der er forbundet til det (som ledes til det centrale nervesystem) og har oprindelse i et generatorpotentiale.
Dette forekommer på grund af den mekaniske deformation, som stereocilien har lidt på grund af endolymfens bevægelse.
Endolymfe bevæger sig som en konsekvens af transmissionen af lydbølger gennem den tympaniske membran og bevægelsen af kæben i røret i mellemøret.
Når stereocilia's bevægelse mod den højere stereocilia forekommer, åbner spændingen, der genereres ved krydsene, porten til kationkanalen, og K + og Ca ++ kommer ind i sensorisk celle. Dette begejstrer cellen og skaber en elektrisk depolarisering kaldet "receptorpotentiale." Dette initierer frigivelsen af neurotransmittere i den basale del af cellen, der synapserer med den afferente fiber.
Den frigivne neurotransmitter, der frigøres, er eksitatorisk og producerer et generatorpotentiale i nervefibre, der, når den når tærsklen, forårsager et handlingspotentiale.
Handlingspotentialet i de primære nervefibre initierer på sin side stimuleringen af nervebanen, der ender i de områder af hjernen, der er ansvarlige for hørelse. På denne måde opfatter vi lyd.
Funktionen af stereocilia af epididymis er relateret til reabsorptionen af en del af væsken, der kommer ind i epididymis fra testiklerne. Derudover bidrager de til udskillelsen af en væske kendt som "ependymal væske", som er en del af væskekomponenterne i sæd.
Referencer
- Montanari, T. (2016). Histologi: tekst, atlas og rotation af praktiske klasseværelser.
- Chabbert, C. (2016). Vestibulens anatomi og fysiologi. EMC-Otolaryngology, 45 (3), 1-9.
- Binetti, A. (2015). Vestibulær fysiologi. FASO Magazine, 14.-21.
- Gartner, LP, & Hiatt, JL (2012). Farveatlas og histologi. Lippincott Williams & Wilkins
- Institut for Biokemi og Molekylær Biofysik Thomas Jessell, Siegelbaum, S., & Hudspeth, AJ (2000). Principper for neurale videnskaber (bind 4, s. 1227-1246). ER Kandel, JH Schwartz, & TM Jessell (Eds.). New York: McGraw-hill.
- Koeppen, BM, & Stanton, BA (2009). Berne & Levy Physiology, opdateret udgave E-bog. Elsevier Sundhedsvidenskab.
- Barrett, KE, Barman, SM, Boitano, S., & Brooks, H. (2009). Ganongs gennemgang af medicinsk fysiologi. 23. NY: McGraw-Hill Medical.