Celula de par

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Celulele de păr sau celulele de păr [1] sunt un tip de celule găsite în urechea internă care acționează ca receptori senzoriali .

Au rolul traductoarelor mecanico-electrice: detectează sunetele și mișcările capului, care au fost transformate în mișcări mecanice și apoi în impulsuri electrice care trebuie trimise către sistemul nervos central pentru a da naștere proceselor auditive și de control al echilibrului. [2] .

Numele lor se datorează prezenței, în partea apicală a celulei, a unei serii de microvili particulari numiți stereocili . Stereocilii sunt dispuși în rânduri de lungimi descrescătoare pentru a forma o structură similară cu cea a conductelor unui organ. Stereocilia se grupează într-un smoc ciliar de 40-100 de cili la polul endoluminal al celulelor vestibulare ale părului [3] .

Celulele de păr pot fi împărțite în cohlee sau vestibulare, în funcție de faptul dacă sunt situate în cohleă sau , respectiv, în vestibul .

Celule cohleare

Celulele cohleare ale mamiferelor se găsesc în organul Corti , în special în membrana bazilară. Există două tipuri de celule de păr , cele interioare ( celule de păr interioare , IHC) și cele exterioare ( celule de păr exterioare , OHC). Își iau numele în funcție de poziția mai mult sau mai puțin centrată la nivelul cohleei.

Celulele de păr exterioare sunt separate de celulele de păr interioare prin celule de susținere, numite celule de pilon, care formează tunelul Corti. Celulele pilon au, de asemenea, funcția de stabilizare a celulelor interioare ale părului, în timp ce celulele exterioare sunt menținute în poziție de celulele Deiter [2] .

Celulele de păr interioare sunt responsabile pentru transmiterea informațiilor acustice către sistemul nervos central prin fibrele nervoase aferente, în timp ce celulele de păr exterioare funcționează în paralel cu cele interioare cu o activitate de amplificare mecanică [2] .

Celulele interioare ale părului sunt contactate de numeroase structuri nervoase aferente, numite sinapse de butoane, care transmit informațiile sunetului, transduse de celulele de păr, către creier. Fiecare fibră aferentă inervează o singură celulă de păr internă. Dimpotrivă, celulele de păr externe, datorită rolului lor de modulatori ai semnalului mecanico-electric, primesc în principal conexiuni nervoase de tip eferent [2] .

Celule de păr vestibulare

Celulele piloase vestibulare la mamifere se găsesc în utriculă , sacul și trei canale semicirculare , în regiuni specifice numite epitelii senzoriale . În utriculă și în saculet epiteliul senzorial este format din cele două macule otolitice (utriculare și saculare), în timp ce în canalele semicirculare este alcătuit din cele trei creste ampulare. În epiteliile senzoriale există două tipuri de celule de păr vestibulare, numite tip 1 și tip 2 [3] [4] . Celulele de tip 1 diferă de celulele de tip 2 în mai multe caracteristici, cum ar fi forma, inervația aferentă și canalele ionice prezente.

Forma celulelor de păr de tip 1 este forma tipică de amforă, adică cu o îngustare la nivelul gâtului, în timp ce celulele de tip 2 au o formă cilindrică [2] . Inervația aferentă a celulelor de păr de tip 1 constă dintr-o structură nervoasă, numită calice, care îl învelește aproape complet și care la rândul său este contactată de terminațiile nervoase ale fibrelor eferente. Celulele de păr de tip 2 sunt în schimb contactate de numeroase borne nervoase buton, atât aferente, cât și eferente [2] .

Ambele tipuri de celule, odată deteriorate, nu pot fi regenerate, deoarece nu există celule stem în epiteliul senzorial al adulților care să permită recreșterea lor.

Mecanotransducție

Mecanotransducția într-o celulă de păr

Procesul prin care celulele de păr, cohleare și vestibulare convertesc mișcarea capului sau sosirea unui sunet într-un semnal electric este cunoscut sub numele de transducție mecanicoelectrică. O deviere a câtorva nanometri a smocului ciliar este suficientă pentru a începe procesul de mecanotransducție. Flexia stereociliei către kinocilă (celule de păr vestibulare) sau a stereociliei superioare (celule de păr cohleare), numite flexie de excitare, determină întinderea legăturilor de vârf [3] . Legăturile de vârf sunt structuri elastice care leagă cea mai înaltă stereocilă de canalul de transducție mecanică (MET) poziționat pe cel mai mic stereocilet. În cazul flexiei excitatorii, legăturile de vârf se întind și transmit această tensiune către canalele mecanice de transducție, crescând probabilitatea deschiderii lor și afluxul consecutiv de ioni Ca 2+ și K + de la endolimfa către interiorul celulei [5 ] . În cazul în care îndoirea este în direcția opusă (spre cel mai mic stereoceliu) canalele se închid și există o hiperpolarizare a celulei piloză din cauza lipsei de trecere a ionilor din interiorul acesteia.

Canalele implicate în procesul de mecanotransducție au caracteristici diferite în comparație cu alte tipuri de canale ionice cunoscute și, prin urmare, natura lor nu este încă cunoscută.

Intrarea ionilor Ca 2+ și K + determină depolarizarea celulei și, prin urmare, eliberarea dependentă de Ca 2+ a neurotransmițătorului glutamat de la polul bazal (element pre-sinaptic) în spațiul sinaptic. Glutamatul eliberat se leagă la nivel postsinaptic favorizând afluxul tranzitor de cationi (curent excitator postsinaptic, EPSC) care depolarizează membrana aferentă (potențial excitator postsinaptic, EPSP). Potențialele de excitare post-sinaptice excită canalele de sodiu (Na + ) cu tensiune de pe membrana aferentă a fibrelor, declanșând potențiale de acțiune ( vârfuri ) [3] . Potențialele de acțiune se propagă de-a lungul procesului aferent mielinizat, prin corpurile celulare bipolare situate în ganglion și, prin sistemele aferente centrale, ajung la al doilea neuron prezent în trunchiul cerebral și cerebel .

Regenerare

Cercetările privind regenerarea celulelor cohleare pot duce la tratamente medicale care restabilesc auzul . Spre deosebire de păsări și pești , oamenii și alte mamifere sunt incapabile să regenereze celulele urechii interne care transformă sunetul în semnale neuronale atunci când aceste celule sunt deteriorate de vârstă sau boală [6] [7] . Cercetătorii fac progrese în terapia genică și terapia cu celule stem, care ar putea permite regenerarea celulelor deteriorate. Deoarece s-a constatat că celulele de păr ale sistemelor auditive și vestibulare la păsări și pești se regenerează, capacitatea lor a fost studiată mult timp [6] [8] . Mai mult, s-a arătat că celulele de păr cu linie laterală , care au o funcție de mecanotransducție, cresc în organisme precum peștele zebră [9] .

Cercetătorii au identificat o genă a mamiferelor care acționează în mod normal ca un comutator molecular pentru a bloca regenerarea celulelor cohleare ale părului la adulți [10] . Gena Rb1 codifică proteina retinoblastomului , care este un supresor tumoral . Rb previne divizarea celulelor prin promovarea ieșirii lor din ciclul celular [11] [12] . Nu numai că celulele de păr dintr-un vas de cultură se regenerează atunci când gena Rb1 este eliminată, dar mai multe celule de păr cresc la șoarecii crescuți pentru a lipsi gena decât la șoarecii martor care au gena. Mai mult, s-a arătat că proteina sonică arici blochează activitatea proteinei retinoblastomului, inducând astfel reintrarea în ciclul celular și creșterea din nou a celulelor [13] .

De asemenea, s-a descoperit că inhibitorul ciclului celular p27kip1 (CDKN1B) încurajează regenerarea celulelor cohleare ale părului la șoareci după ștergerea genetică sau uciderea cu ARNsi țintit p27 [14] [15] . Celulele stem LGR5 + ve au fost identificate ca precursori ai celulelor părului senzorial care acoperă cohleea [16] . În cele din urmă, într-un studiu efectuat pe peștele zebră și care a vizat examinarea mișcării proteinelor din interiorul celulelor urechii vii folosind un microscop confocal, s-a constatat că deteriorarea celulelor părului poate fi inversată dacă cineva este capabil să repare sau să recreeze proteinele stereociliei și că, prin urmare, este esențial să le menținem integritatea [17] . De fapt, actina și miozina , două proteine ​​importante pentru locomoția celulară, se mișcă foarte repede în stereocilia [17] . În special, fascina 2b, o proteină implicată în reticularea actinei, se mișcă și mai repede [17] . Prin urmare, mișcarea globală rapidă rezultată a proteinelor în stereocilia celulelor de păr, împreună cu înlocuirea și reajustarea acestora, ajută la repararea daunelor [17] . Cercetările privind regenerarea celulelor de păr ar putea, prin urmare, să ne apropie de tratamentul clinic pentru pierderea auzului uman cauzată de deteriorarea sau moartea celulelor de păr.

Notă

  1. ^ AA.VV., Biology: cell and țesuturi , editat de Roberto Colombo și Ettore Olmo, ediția a II-a, Milano, Edi-Ermes, 2014, pp. 364-367, ISBN 978-88-7051-400-1 .
  2. ^ a b c d e f ( EN ) Walter Marcotti și Sergio Masetto, Hair cells , în Encyclopedia of Life Science , 2010, DOI : 10.1002 / 9780470015902.a0000181.pub2 .
  3. ^ a b c d M. Lévêque, L. Seidermann și E. Ulmer, Fiziologie vestibulară: baze anatomice, celulare, imunohistochimice și electrofiziologice , în EMC - Otorinolaringologie , vol. 9, nr. 1, pp. 1-14, DOI : 10.1016 / s1639-870x (10) 70148-3 . Adus la 30 decembrie 2017 .
  4. ^ (EN)Roluri distincte ale Eps8 în maturizarea celulelor cohleare și vestibulare în Neuroștiințe, DOI : 10.1016 / j.neuroscience.2016.04.038 .
  5. ^ Transducția celulelor de păr, reglarea și transmiterea sinaptică în cohleea mamiferelor , DOI : 10.1002 / cphy.c160049 .
  6. ^ A b (EN) Douglas A. Cotanche, Regenerarea celulelor de păr în cohleea păsării După deteriorarea zgomotului sau deteriorarea ototoxică a medicamentelor în Anatomie și Embriologie, Vol. 189, 1994, pp. 1-18, DOI : 10.1007 / bf00193125 , PMID 8192233 .
  7. ^ (EN) Edge AS și Chen ZY, Regenerarea celulelor părului , în Current Opinion in Neurobiology, vol. 18, 2008, pp. 377-382, DOI : 10.1016 / j.conb.2008.10.001 , PMID 18929656 .
  8. ^ (EN) Lombarte A., Yan HY, AN Popper, Chang JS și C. Platt, Deteriorarea și regenerarea fasciculelor ciliare de celule de păr într-o ureche de pește După tratamentul cu gentamicină , în Hear. Rez. , Vol. 64, ianuarie 1993, pp. 166-174, DOI : 10.1016 / 0378-5955 (93) 90002-i , PMID 8432687 .
  9. ^ (EN) TT Whitfield, Zebrafish ca model pentru auz și surditate , în Journal of Neurobiology, vol. 53, 2002, pp. 157-171, DOI : 10.1002 / neu.10123 , PMID 12382273 .
  10. ^ (RO) M. Henderson, Gene That s-ar putea să nu mai facă o ureche surdă la bătrânețe, în Times Online, 15 ianuarie 2005.
  11. ^ (EN) Cyrille Sage, Mingqian Huang, Melissa A. Vollrath, M. Christian Brown, Philip W. Hinds, David P. Corey, Douglas E. Vetter și Chen Zheng-Yi, Rolul esențial al proteinei retinoblastomului în dezvoltarea celulelor de păr mamifere și audiere , în Proceedings of the National Academy of Sciences din Statele Unite ale Americii , vol. 103, 2005, pp. 7345-7350, DOI : 10.1073 / pnas.0510631103 , PMID 16648263 .
  12. ^ (EN) Raphael Y. Martin și DM, Surditate: lipsa de reglementare Încurajează creșterea celulelor de păr , în Gene Ther. , vol. 12, iulie 2005, pp. 1021-1022, DOI : 10.1038 / sj.gt.3302523 , PMID 19202631 .
  13. ^ (EN) Na Lu, Yan Chen, Zhengmin Wang, Guoling Chen, Qin Lin, Zheng-Yi Chen și Li Huawei, Sonic hedgehog inițiază regenerarea celulei cohleare prin reglarea descendentă a proteinei retinoblastomului , în Comunicări de cercetare biochimică și biofizică, vol. 430, Elsevier, 2013, pp. 700-705, DOI : 10.1016 / j.bbrc.2012.11.088 , PMID 23211596 .
  14. ^ (EN) Löwenheim H., Furness DN, Kil J., C. Zinn, K. Gültig, Fero ML, D. Frost, AW Gummer, Roberts JM, Rubel EW, CM Hackney și Zenner HP, perturbarea genică a p27 ( Kip1) permite proliferarea celulelor în organul postnatal și adult din Corti , în Proc. Natl. Acad. Sci. SUA , vol. 96, 30 martie 1999, pp. 4084-4088, DOI : 10.1073 / pnas.96.7.4084 , PMID 10097167 .
  15. ^ (EN) Ono K., Nakagawa T., Kojima K., Matsumoto M., Kawauchi T., Hoshino M. și Ito J., Silencing p27 inversează starea post-mitotică a celulelor de susținere în cohleele de șoarece neonatal (PDF), în Mol. Celulă. Neuroști. , vol. 42, decembrie 2009, pp. 391-398, DOI : 10.1016 / j.mcn.2009.08.011 , PMID 19733668 .
  16. ^ (EN) Ruffner H., J. Sprunger, Charlat O., Leighton-Davies J., Grosshans B., A. Salathe, Zietzling S., Beck V., M. Therier, Isken A., Y. Xie, Zhang Y., Hao H., Shi X., Liu D., Song Q., Clay I., Hintzen G., Tchorz J., Bouchez LC, Michaud G., Finan P., Myer VE, Bouwmeester T., Porter J., Hild M., Bassilana F., Parker CN și Cong F., R-Spondin potențează semnalizarea Wnt / β-catenină prin receptorii orfani LGR4 și LGR5 , în Plos One , vol. 7, 2012, p. e40976, DOI : 10.1371 / journal.pone.0040976 , PMID 22815884 .
  17. ^ a b c d ( EN ) Philsang Hwang, Shih-Wei Chou, Zongwei Chen și Brian M. McDermott, Paracristalul stereociliar este o schelă dinamică citoscheletală in vivo , în Cell Reports , vol. 13, 17 noiembrie 2015, pp. 1287-1294, DOI : 10.1016 / j.celrep.2015.10.003 , ISSN 2211-1247 ( WC ACNP ) , PMID 26549442 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Anatomie Anatomy Portal : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de anatomie
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Cellula_ciliata&oldid=122125988 ”