Cele stereocilia sunt specializări ale suprafeței exterioare și a membranei plasmatice apicale a unor celule epiteliale. Sunt microvilli imobile și foarte rigide, care formează „tufts” ramificative asemănătoare cu periile.
Stereocilia se găsește în celulele epididimului (organul situat la marginea posterioară a testiculului, unde sperma se maturizează și sunt depozitate) și în celulele piliforme sau celulele senzoriale ale cohleei, în urechea internă.
Micrografie electronică a stereociliei urechii interne a broaștelor (Sursa: Bechara Kachar prin Wikimedia Commons)
Ele sunt procese lungi de deget ale porțiunii apicale a membranei plasmatice a acestor celule. Măsoară diametrul de 100 până la 150 nm și au cel mult aproximativ 120 μm lungime. Când priviți la un grup de stereocilii, se pot observa degetări ramificate de diferite lungimi.
Sunt compuse din actină, care este o proteină care alcătuiește citoscheletul celular. Actina este legată de alte filamente de fibrină și de membrana plasmatică prin ezrina, o altă proteină. Separarea dintre un stereociliu și altul este de aproximativ 10 nm.
În epididimă, stereocilia crește suprafața membranei și îndeplinește funcții de absorbție și secreție a unui lichid care constituie una dintre componentele materialului seminal.
În celulele senzoriale ale urechii interne, aceste structuri îndeplinesc funcții legate de generarea de semnale, adică participă la procesul de mecano-transducție (transformarea unui semnal mecanic într-un semnal electric).
caracteristici
Caracteristica distinctivă a stereociliei este rigiditatea lor. Spre deosebire de celelalte specializări de pe suprafața membranei plasmatice, aceste degetări nu au mobilitate proprie și, deși cresc suprafața membranei, au funcții specializate.
În urechea internă, în special în cohleea mamiferului, stereocilii sunt aranjate în mod ordonat și simetric. Fiecare rând este format din stereocilii de aceeași dimensiune, astfel încât stereocilia din rândurile paralele formează o „rampa descendentă”.
Microscopie electronică de scanare care arată aranjarea stereociliei „scara scării” (Sursa: B. Kachar, NIDCD prin Wikimedia Commons)
În cohleă, aceste stereocilii sunt scăldate în endolimfă, un fluid care scaldă labirintul membranos al urechii interne cu o compoziție ionică similară cu cea a fluidului intracelular. Adică are o concentrație mare de K + și o concentrație scăzută de Na +.
Datorită acestor caracteristici ale endolimfei, celulele senzoriale ale urechii interne au caracteristici electrofiziologice foarte diferite față de alte celule din corp. În timp ce majoritatea celulelor sunt încântate de intrarea de sodiu, acestea o fac prin introducerea de potasiu.
Această particularitate este cauza surdității temporare care însoțește utilizarea unor medicamente numite diuretice, care cresc volumul urinar. Unele diuretice cresc pierderile de K + urinare, iar o scădere a acestui ion provoacă surditate.
Structura
Structura stereociliei este foarte simplă. Au o porțiune centrală cu actină, ceea ce le conferă rigiditate. La rândul său, actina se leagă de fibrele de fibrină și ezrina, care o leagă de membrana plasmatică.
În cohleea de mamifer, fiecare celulă de păr este prevăzută cu 30 până la câteva sute de stereocilii dispuse în trei rânduri de dimensiuni diferite și simetric și bilateral. Un rând de stereocilii lungi, un mediu și un rând de stereocilii mai scurte pe fiecare parte a cohleei.
Fiecare stereociliu, în locul său de inserție în membrană, devine mai ascuțit și sfârșește formând un fel de balamale pe care pivotează sau se rotește. Aceste mișcări bazale ale zonei balamalei sunt legate de deschiderea canalelor și transformarea unei mișcări mecanice într-un semnal electric.
În cohlee, fiecare stereociliu are un canal ionic la capătul său luminal. Acest canal este o proteină care formează un poru a cărui deschidere este reglată de o poartă. Poarta este conectată la un "arc" de reglare sensibil la tensiune sau întindere.
Fiecare arc este conectat la arcul stereociliului vecin superior cu ajutorul unor extensii elastice foarte fine. Aceste extensii se numesc „îmbinări cu vârfuri” sau „conexiuni la capăt”.
Partea superioară a stereociliei rămâne rigidă datorită înglobării lor în lamina reticulară (pentru cei aparținând celulelor interioare) și în membrana tectorială (pentru cei aparținând celulelor exterioare).
Aceste două membrane (tectorial și lamina reticulară) suferă mișcări de alunecare una peste alta în aceeași direcție, dar pe axe diferite, îndoind astfel stereocilia încorporată în ele datorită mișcărilor de forfecare.
În epididim, stereocilia îndeplinește unele funcții secretorii foarte diferite decât cohleea, cu toate acestea sunt similare structural.
Caracteristici
Funcția stereociliei celulelor senzoriale ale urechii interne este de a provoca un potențial receptor care induce eliberarea de neurotransmițători în fibra nervoasă conectată la aceasta (care este direcționată către sistemul nervos central) și generează un potențial generator.
Aceasta se datorează deformării mecanice suferite de stereocilie datorită mișcării endolimfei.
Endolimfa se mișcă ca urmare a transmiterii undelor sonore prin membrana timpanică și a mișcării lanțului de osicule din urechea medie.
Pe măsură ce mișcarea stereociliei spre stereocilie superioară are loc, tensiunea generată la joncțiuni deschide poarta canalului cationic și K + și Ca ++ intră în celula senzorială. Aceasta excită celula, generând o depolarizare electrică numită „potențial receptor”. Aceasta inițiază eliberarea de neurotransmițători în partea bazală a celulei care se sinapsează cu fibra aferentă.
Principalul neurotransmițător eliberat este excitator și produce un potențial generator în fibra nervoasă care, la atingerea pragului, provoacă un potențial de acțiune.
Potențialul de acțiune din fibrele nervoase primare, la rândul său, inițiază stimularea căii nervoase care se va termina în zonele creierului responsabile de auz. În acest fel, percepem sunetul.
Funcția stereociliei epididimului este legată de reabsorbția unei părți a fluidului care intră în epididimă din testicule. În plus, ele contribuie la secreția unui lichid cunoscut sub numele de „lichid ependimal” care face parte din componentele lichide ale materialului seminal.
Referințe
- Montanari, T. (2016). Histologie: text, atlas și rotirea sălilor de curs practice.
- Chabbert, C. (2016). Anatomia și fiziologia vestibulului. EMC-Otorrinolaringologie, 45 (3), 1-9.
- Binetti, A. (2015). Fiziologia vestibulară. Revista FASO, 14-21.
- Gartner, LP, & Hiatt, JL (2012). Atlas de culoare și text de histologie. Lippincott Williams & Wilkins
- Departamentul de Biochimie și Biofizică Moleculară Thomas Jessell, Siegelbaum, S., & Hudspeth, AJ (2000). Principiile științei neuronale (vol. 4, p. 1227-1246). ER Kandel, JH Schwartz și TM Jessell (Eds.). New York: McGraw-hill.
- Koeppen, BM, & Stanton, BA (2009). Berne & Levy Fiziologie, ediție actualizată E-Book. Științele sănătății Elsevier
- Barrett, KE, Barman, SM, Boitano, S., & Brooks, H. (2009). Revizuirea lui Ganong de fiziologie medicală. 23. NY: McGraw-Hill Medical.