Tieto stereocilie sú špecializácie na vonkajšom povrchu a apikálnej plazmatické membrány niektorých epiteliálnych buniek. Sú imobilné a veľmi tuhé mikrovily, ktoré vytvárajú vetvovité „chumáčiky“.
Stereocília sa nachádza v bunkách epididymis (orgán nachádzajúci sa za zadným okrajom semenníkov, kde zrelé spermie dozrievajú a sú uložené) a v piliformných bunkách alebo senzorických bunkách kochley vo vnútornom uchu.
Elektrónový mikrograf stereocílie vnútorného ucha žab (Zdroj: Bechara Kachar prostredníctvom Wikimedia Commons)
Sú to dlhé prstovité procesy apikálnej časti plazmatickej membrány týchto buniek. Meria priemer 100 až 150 nm a ich dĺžka je najviac 120 μm. Pri pohľade na skupinu stereocílií je možné vidieť vetvenia prstov rôznych dĺžok.
Skladajú sa z aktínu, čo je proteín, ktorý tvorí bunkový cytoskelet. Aktín sa viaže na ďalšie fibrínové vlákna a na plazmatickú membránu prostredníctvom ezrínu, iného proteínu. Oddelenie medzi jedným stereocilium a druhým je približne 10 nm.
Pri epididýme zvyšuje stereocília povrchovú plochu membrány a vykonáva funkcie absorpcie a sekrécie tekutiny, ktorá tvorí jednu zo zložiek spermy.
V senzorických bunkách vnútorného ucha tieto štruktúry plnia funkcie týkajúce sa generovania signálov, to znamená, že sa podieľajú na mechanizme transdukcie (transformácia mechanického signálu na elektrický signál).
vlastnosti
Charakteristickým rysom stereocilia je ich rigidita. Na rozdiel od iných špecializácií povrchu plazmovej membrány tieto prstové prúžky nemajú vlastnú mobilitu a hoci zväčšujú povrchovú plochu membrány, majú špecializované funkcie.
Vo vnútornom uchu, konkrétne u cicavcovej kochley, je stereocília usporiadaná usporiadaným a symetrickým spôsobom. Každý rad je tvorený stereocíliou rovnakej veľkosti, takže stereocília v paralelných radoch tvorí „klesajúcu rampu“.
Skenovacia elektrónová mikroskopia ukazujúca usporiadanie stereocílie podľa rebríka (Zdroj: B. Kachar, NIDCD prostredníctvom Wikimedia Commons)
V kochlee sa tieto stereocílie kúpajú v endolymfe, tekutine, ktorá kúpa membránový labyrint vnútorného ucha s iónovým zložením podobným zloženiu intracelulárnej tekutiny. To znamená, že má vysokú koncentráciu K + a nízku koncentráciu Na +.
Vďaka týmto vlastnostiam endolymfy majú zmyslové bunky vnútorného ucha veľmi odlišné elektrofyziologické vlastnosti ako ostatné bunky v tele. Zatiaľ čo väčšina buniek je nadšená vstupom sodíka, robí to vstupom draslíka.
Táto zvláštnosť je príčinou dočasnej hluchoty, ktorá sprevádza užívanie niektorých liekov nazývaných diuretiká, ktoré zvyšujú objem moču. Niektoré diuretiká zvyšujú straty K + v moči a pokles tohto iónu spôsobuje hluchotu.
štruktúra
Štruktúra stereocilia je veľmi jednoduchá. Majú centrálnu časť s aktínom, čo im dodáva tuhosť. Na druhej strane sa aktín viaže na fibrínové vlákna a ezrin, ktorý ich viaže na plazmovú membránu.
V kochle cicavcov je každá vlasová bunka vybavená 30 až niekoľkými stovkami stereocília usporiadanými do troch radov rôznych veľkostí a symetricky a bilaterálne. Jeden rad dlhých stereocílií, jedno médium a jeden rad kratších stereocílií na každej strane slimáka.
Každé stereocilium sa vo svojom mieste zavedenia do membrány ostrejších a nakoniec vytvára určitý druh závesu, na ktorom sa otáča alebo otáča. Tieto základné pohyby pántovej zóny súvisia s otvorením kanálov a premenou mechanického pohybu na elektrický signál.
V kochlei má každé stereocilium iónový kanál na svojom luminálnom konci. Tento kanál je proteín, ktorý tvorí póry, ktorých otvorenie je regulované bránou. Brána je spojená s regulačnou „pružinou“ citlivou na napätie alebo napnutie.
Každá pružina je spojená s pružinou vyššieho susedného stereocilium pomocou veľmi jemných elastických predĺžení. Tieto rozšírenia sa nazývajú „špárové kĺby“ alebo „koncové spojenia“.
Horná časť stereocílie zostáva tuhá vďaka ich zaliatiu do sietnice (pre tých, ktorí patria do vnútorných buniek) a do tektoriálnej membrány (pre tých, ktorí patria do vonkajších buniek).
Tieto dve membrány (tektoriálna a sietnicová vrstva) prechádzajú klznými pohybmi jeden nad druhým v rovnakom smere, ale na rôznych osách, a tak ohýbajú stereociliu, ktorá je v nich zapríčinená strihovými pohybmi.
V epididýme stereocília plní niektoré veľmi odlišné sekrečné funkcie ako kochley, napriek tomu sú štrukturálne podobné.
Vlastnosti
Funkciou stereocílie senzorických buniek vnútorného ucha je vyvolať receptorový potenciál, ktorý indukuje uvoľňovanie neurotransmiterov v nervovom vlákne k nemu pripojenému (ktoré je nasmerované do centrálneho nervového systému) a vytvára generátorový potenciál.
K tomu dochádza v dôsledku mechanickej deformácie, ktorá vznikla stereocíliou v dôsledku pohybu endolymfy.
Endolymfa sa pohybuje ako dôsledok prenosu zvukových vĺn cez bubienkovú membránu a pohybu reťazca kŕstcov stredného ucha.
Keď nastane pohyb stereocílie smerom k vyššej stereocilii, napätie generované v spojoch otvára bránu katiónového kanála a K + a Ca ++ vstupujú do senzorickej bunky. Toto vzrušuje bunku a vytvára elektrickú depolarizáciu nazývanú „receptorový potenciál“. To iniciuje uvoľňovanie neurotransmiterov v bazálnej časti bunky, ktorá sa synapuje s aferentným vláknom.
Hlavný uvoľnený neurotransmiter je excitačný a vytvára v nervovom vlákne generátorový potenciál, ktorý po dosiahnutí prahu spôsobuje akčný potenciál.
Akčný potenciál v primárnych nervových vláknach zase iniciuje stimuláciu nervovej dráhy, ktorá sa končí v oblastiach mozgu zodpovedných za sluch. Týmto spôsobom vnímame zvuk.
Funkcia stereocilia epididymis je spojená s reabsorpciou časti tekutiny, ktorá vstupuje do epididymis zo semenníkov. Okrem toho prispievajú k sekrécii kvapaliny známej ako „ependymálny likér“, ktorá je súčasťou tekutých zložiek spermy.
Referencie
- Montanari, T. (2016). Histológia: text, atlas a rotácia praktických tried.
- Chabbert, C. (2016). Anatómia a fyziológia predsiene. EMC-Otolaryngology, 45 (3), 1-9.
- Binetti, A. (2015). Vestibulárna fyziológia. FASO Magazine, 14-21.
- Gartner, LP, a Hiatt, JL (2012). Farebný atlas a text histológie. Lippincott Williams & Wilkins
- Oddelenie biochémie a molekulárnej biofyziky Thomas Jessell, Siegelbaum, S., & Hudspeth, AJ (2000). Princípy neurónovej vedy (zväzok 4, s. 1227-1246). ER Kandel, JH Schwartz a TM Jessell (Eds.). New York: McGraw-hill.
- Koeppen, BM, a Stanton, BA (2009). Berne & Levy Physiology, aktualizované vydanie elektronickej knihy. Elsevier Health Sciences.
- Barrett, KE, Barman, SM, Boitano, S. & Brooks, H. (2009). Preskúmanie lekárskej fyziológie Ganongom. 23. NY: McGraw-Hill Medical.