V stereocilia so specializacije zunanji površini in apical plazemske membrane od nekaterih epitelijskih celic. So nepremični in zelo togi mikrovilli, ki tvorijo razvejane krpe v obliki krtače.
Stereocilia najdemo v celicah epididimisa (organa, ki se nahaja na zadnji meji testisa, kjer sperme dozorijo in so shranjene) in v piliformnih celicah ali senzoričnih celicah sluznice, v notranjem ušesu.
Elektronska mikrografija stereocilije notranjega ušesa žab (Vir: Bechara Kachar via Wikimedia Commons)
Gre za dolge prstne procese apikalnega dela plazemske membrane teh celic. V premeru merijo od 100 do 150 nm in so dolge približno 120 μm. Ob pogledu na skupino stereocilije lahko vidimo razvejane prste različnih dolžin.
Sestavljeni so iz aktina, ki je protein, ki sestavlja celični citoskelet. Aktin se veže na druge fibrinske filamente in na plazemsko membrano preko ezrina, drugega proteina. Ločitev med enim in drugim stereocilijem je približno 10 nm.
V epididimisu stereocilija povečuje površino membrane in izpolnjuje funkcije absorpcije in izločanja tekočine, ki je ena od sestavin semena.
V senzoričnih celicah notranjega ušesa te strukture izpolnjujejo funkcije, povezane z generiranjem signalov, torej sodelujejo v postopku mehano-transdukcije (preoblikovanje mehanskega signala v električni signal).
značilnosti
Posebnost stereocilije je njihova togost. Za razliko od drugih specializacij na površini plazemske membrane ti prsti nimajo lastne mobilnosti in čeprav povečajo površino membrane, imajo specializirane funkcije.
V notranjem ušesu, natančneje pri sesalcih kohleje, so stereocilije razporejene urejeno in simetrično. Vsako vrstico sestavljajo stereocilije enake velikosti, tako da stereocilia v vzporednih vrsticah tvori "rampo navzdol."
Skeniranje z elektronsko mikroskopijo, ki prikazuje razporeditev stereocilije "lestvična klop" (Vir: B. Kachar, NIDCD prek Wikimedia Commons)
V kohli se te stereocilije kopajo v endolimfi, tekočini, ki kopa membranski labirint notranjega ušesa z ionsko sestavo, podobno kot znotrajcelične tekočine. To pomeni, da ima visoko koncentracijo K + in nizko koncentracijo Na +.
Zaradi teh lastnosti endolimfe imajo senzorične celice notranjega ušesa zelo drugačne elektrofiziološke značilnosti od drugih celic v telesu. Medtem ko večina celic navdušuje z vnosom natrija, to storijo z vnosom kalija.
Ta posebnost je vzrok začasne gluhosti, ki spremlja uporabo nekaterih zdravil, imenovanih diuretiki, ki povečajo količino urina. Nekateri diuretiki povečajo izgube urina K +, zmanjšanje tega iona pa povzroči gluhost.
Struktura
Struktura stereocilije je zelo preprosta. Imajo osrednji del z aktinom, kar jim daje togost. Aktin se veže na vlakna fibrina in ezrin, ki ga veže na plazemsko membrano.
V kohleji sesalcev je vsaka lasna celica opremljena s 30 do nekaj sto stereokilij, razporejenimi v tri vrstice različnih velikosti ter simetrično in dvostransko. Ena vrsta dolge stereocilije, ena srednja in ena vrsta krajših stereocialij na vsaki strani cohlea.
Vsak stereocilij na mestu vstavitve v membrano postane ostrejši in konča, tako da tvori nekakšen tečaj, na katerem se zasuka ali vrti. Ti bazalni premiki cone tečajev so povezani z odpiranjem kanalov in preoblikovanjem mehanskega gibanja v električni signal.
V kohleji ima vsak stereocilij na svojem luminalnem koncu ionski kanal. Ta kanal je protein, ki tvori pore, katerih odpiranje je urejeno z zapornicami. Vrata so povezana z regulacijsko "vzmetjo", občutljivo na napetost ali raztezanje.
Vsaka vzmet je s pomočjo zelo finih elastičnih podaljškov povezana z vzmetjo višjega sosednjega stereocilija. Te razširitve imenujemo "končni spoji" ali "končni spoji".
Zgornji del stereocilije ostaja tog, zahvaljujoč vgradnji v retikularno lamino (za tiste, ki pripadajo notranjim celicam) in v tektorski membrani (za tiste, ki pripadajo zunanjim celicam).
Ti dve membrani (tektorska in retikularna lamina) se premikata drsenja ene nad drugo v isti smeri, vendar na različnih oseh, s čimer se upogne stereocilija, vdelana v njih zaradi strižnih gibov.
V epididimisu stereocilije izpolnjujejo nekatere zelo različne sekretorne funkcije kot kohleja, vendar so si strukturno podobne.
Lastnosti
Funkcija stereocilije senzoričnih celic notranjega ušesa je izzvati receptorski potencial, ki sproži sproščanje nevrotransmiterjev v živčnem vlaknu, ki je povezano z njim (ki je usmerjeno v centralni živčni sistem) in izvira iz potenciala generatorja.
Do tega pride zaradi mehanske deformacije, ki jo je stereokilija utrpela zaradi gibanja endolimfe.
Endolimfa se premika kot posledica prenosa zvočnih valov skozi timpanski membrani in gibanja verige kostnic v srednjem ušesu.
Ko pride do premika stereocilije proti višji stereociliji, napetost, ustvarjena na stičiščih, odpre vrata kationskega kanala in K + in Ca ++ vstopijo v senzorično celico. To vzbudi celico in ustvari električno depolarizacijo, imenovano "receptorski potencial". To sproži sproščanje nevrotransmiterjev v bazalnem delu celice, ki se sinapsira z aferentno vlakno.
Glavni sproščeni nevrotransmiter je vzbujajoč in v živčnem vlaknu ustvari potencial generatorja, ki ob doseganju praga povzroči akcijski potencial.
Akcijski potencial v primarnih živčnih vlaknih pa sproži stimulacijo živčne poti, ki se bo končala na področjih možganov, odgovornih za sluh. Na ta način zaznavamo zvok.
Funkcija stereocilije epididimisa je povezana z reabsorpcijo dela tekočine, ki v epididimis vstopi iz testisov. Poleg tega prispevajo k izločanju tekočine, znane kot "ependymalna tekočina", ki je del tekočih sestavin semena.
Reference
- Montanari, T. (2016). Histologija: besedilo, atlas in vrtenje praktičnih učilnic.
- Chabbert, C. (2016). Anatomija in fiziologija preddvora. EMC-otolaringologija, 45 (3), 1–9.
- Binetti, A. (2015). Vestibularna fiziologija. Revija FASO, 14–21.
- Gartner, LP in Hiatt, JL (2012). Barvni atlas in besedilo histologije. Lippincott Williams & Wilkins
- Oddelek za biokemijo in molekularno biofiziko Thomas Jessell, Siegelbaum, S., & Hudspeth, AJ (2000). Načela nevrološke znanosti (letnik 4, str. 1227-1246). ER Kandel, JH Schwartz in TM Jessell (ur.). New York: McGraw-hrib.
- Koeppen, BM, in Stanton, BA (2009). Berna in Levy fiziologija, posodobljena izdaja E-knjiga. Elsevier Health Sciences.
- Barrett, KE, Barman, SM, Boitano, S., & Brooks, H. (2009). Ganongov pregled medicinske fiziologije. 23. NY: McGraw-Hill Medical.