Hårceller: egenskaper och funktioner

Hårcellerna är de celler som har strukturer som kallas cilia. Cilierna, som flagella, är cytoplasmatiska utsprång av cellerna, med en uppsättning mikrotubuli i deras inre. De är strukturer med mycket exakta motorfunktioner.

Cilierna är små och korta som trådar. Dessa strukturer finns i en mängd olika eukaryota celler, från encelliga organismer till celler som utgör vävnader. De uppfyller varierade funktioner, från den cellulära rörelsen till rörelsen av det vattenhaltiga mediet genom membran eller hinder i djur.

Var är hårcellerna?

Hårcellerna finns i nästan alla levande organismer, utom i nematodorganismer, svampar, rhodophytes och angiospermväxter, där de är helt frånvarande. Dessutom är artropoder mycket sällsynta.

De är särskilt vanliga hos protister, där en viss grupp erkänns och identifieras genom att presentera sådana strukturer (ciliater). I vissa växter, till exempel i ormbunkarna, kan vi hitta hårceller, som deras sexceller (gameter).

I människokroppen finns hårceller som bildar epitelytor, såsom på ytan av luftvägarna och den inre ytan av äggledarna. De kan också hittas i hjärnkammaren och i det auditiva och vestibulära systemet.

Kännetecken för cilia

Ciliens struktur

Cilierna är korta och många cytoplasmatiska utsprång som täcker cellytan. I allmänhet har alla cilia en fundamentalt lika struktur.

Varje cilium består av en serie interna mikrotubuli, vilka var och en består av tubulin-subenheter. Mikrotubulerna beställs i par, med ett centralt par och nio periferpar som bildar en slags ring. Denna uppsättning mikrotubuli kallas axoneme.

De ciliära strukturerna har en basal kropp eller kinetosom som förankrar dem till cellytan. Dessa kinetosomer härrör från centriolerna och består av nio tripletter av mikrotubuli, som saknar det centrala paret. Från denna basala struktur härrör dubletterna av perifera mikrotubuli.

I axonemet smälter varje par av perifer mikrotubuli. Det finns tre enheter av proteiner som håller axilären av cilierna ihop. Nexin, till exempel, håller de nio dubbletterna av mikrotubuli tillsammans genom länkar mellan dem.

Dynein lämnar det centrala paret av mikrotubuli till varje perifert par, som förenar en specifik mikrotubul av varje par. Detta gör det möjligt för facket mellan dubbletterna och genererar en förskjutning av varje par i förhållande till sina grannar.

Ciliaryrörelse

Ciliens rörelse liknar en piskrok. Under ciliärrörelsen tillåter dyneinarmarna hos varje dubblett mikrotubuli att glida genom att flytta nämnda dubblett.

Dynein hos en mikrotubuli förenar den kontinuerliga mikrotubulen, roterar och släpper den upprepade gånger, vilket medför att dubleten glider framåt med avseende på mikrotubuli på den konvexa sidan av axonemet.

Därefter återgår mikrotubuli till deras ursprungliga läge, vilket gör att kilan återställer viloläge. Denna process gör att kiljan kan bågas och producera den effekt som i kombination med de andra cilia på ytan ger rörlighet till cellen eller omgivningen, beroende på vad som är fallet.

Mekanismen för ciliärrörelse beror på ATP, som ger den nödvändiga energin till dynein-armen för sin aktivitet och ett specifikt jonmedium med vissa koncentrationer av kalcium och magnesium.

Ciliaterade celler i det auditiva systemet

I det auditiva och vestibulära systemet med ryggradsdjur finns mycket känsliga mekanoreceptorceller som kallas ciliaterade celler, eftersom de har cilia i deras apikala region, där det finns två typer: kinetocili, liknande mobilcili och stereokilier med olika aktinfilament som skjuter ut i längdriktningen .

Dessa celler ansvarar för transduktion av mekaniska stimuli mot elektriska signaler riktade till hjärnan. De finns på olika platser hos ryggradsdjur.

I däggdjur finns de i Corti-organet i örat och ingriper i processen med ljudledning. De är också relaterade till balansen.

I amfibier och fisk finns de i externa receptorkonstruktioner som är ansvariga för att detektera rörelsen i det omgivande vattnet.

funktioner

Huvudfunktionen hos cilia är relaterad till cellens rörlighet. I unicellulära organismer (protister som hör till phylum Ciliophora) och små pluricellulära organismer (vattenlevande ryggradslösa djur) är dessa celler ansvariga för förskjutningen av individen.

De tar också ansvaret för förskjutningen av fria celler i multicellulära organismer, och när dessa bildar ett epitel, är deras funktion att förskjuta det vattenhaltiga mediet i vilket de finns genom dem eller från något membran eller ledning.

I tvåskaliga blötdjur flyttar hårceller vätskor och partiklar genom sina gödor för att extrahera och absorbera syre och mat. Ovidukterna hos däggdjurshona beläggs med dessa celler, vilket möjliggör transport av ovlerna till livmodern genom förflyttning av mediet i vilket de finns.

I luftvägarna hos markvertebraterna tillåter ciliärrörelsen av dessa celler slem att glida, förhindrar att lung- och trakealkanalerna hindras av rester och mikroorganismer.

I cerebrala ventriklerna tillåter det cilierade epitelet, som bildas av dessa celler, passage av cerebrospinalvätska.

Har prokaryota celler cilia?

I eukaryoter, cilia och flagella är liknande strukturer som utför motorfunktioner. Skillnaden mellan dem är deras storlek och antalet dem som varje cell kan presentera.

Flagellan är mycket längre och vanligtvis är endast en per cell, som i spermier, involverad i rörelsen av fria celler.

Vissa bakterier har strukturer som kallas flagella, men dessa skiljer sig från eukaryot flagella. Dessa strukturer överensstämmer inte med mikrotubuli eller presenterar dem dynein. De är långa och styva fibrer som bildas av upprepade subenheter av ett protein som kallas flagellin.

Den prokaryota flagellan har en roterande rörelse som drivmedel. Denna rörelse främjas av en drivstruktur belägen i organismens cellvägg.

Medicinsk intresse för hårceller

Hos människor finns det vissa sjukdomar som påverkar utvecklingen av ciliaryceller eller mekanismen för ciliärrörelse, såsom ciliary dyskinesi.

Dessa tillstånd kan påverka väldigt annorlunda livet för en individ som orsakar lunginfektioner, otit och tillståndet av hydrocephalus hos fostret, till infertilitet.