Die Stereozilien sind Spezialisierungen der äußeren Oberfläche und der apikalen Plasmamembran einiger Epithelzellen. Sie sind unbewegliche und sehr starre Mikrovilli, die verzweigte bürstenartige "Büschel" bilden.
Stereozilien finden sich in den Zellen des Nebenhodens (dem Organ am hinteren Rand des Hodens, wo die Spermien reifen und gespeichert werden) und in den piliformen Zellen oder Sinneszellen der Cochlea im Innenohr.
Elektronenmikroskopische Aufnahme der Stereozilien des Innenohrs von Fröschen (Quelle: Bechara Kachar über Wikimedia Commons)
Es sind lange fingerartige Prozesse des apikalen Teils der Plasmamembran dieser Zellen. Sie haben einen Durchmesser von 100 bis 150 nm und sind höchstens ca. 120 μm lang. Bei Betrachtung einer Gruppe von Stereozilien sind verzweigte Fingersätze unterschiedlicher Länge zu erkennen.
Sie bestehen aus Aktin, einem Protein, aus dem das Zellzytoskelett besteht. Actin wird über Ezrin, ein anderes Protein, an andere Fibrinfilamente und an die Plasmamembran gebunden. Der Abstand zwischen einem Stereocilium und einem anderen beträgt ungefähr 10 nm.
Im Nebenhoden vergrößern Stereozilien die Oberfläche der Membran und erfüllen Funktionen der Absorption und Sekretion einer Flüssigkeit, die einen der Bestandteile des Samens darstellt.
In den Sinneszellen des Innenohrs erfüllen diese Strukturen Funktionen im Zusammenhang mit der Erzeugung von Signalen, dh sie sind am Mechanotransduktionsprozess (Umwandlung eines mechanischen Signals in ein elektrisches Signal) beteiligt.
Eigenschaften
Die Besonderheit der Stereozilien ist ihre Starrheit. Im Gegensatz zu den anderen Spezialisierungen der Plasmamembranoberfläche haben diese Fingersätze keine eigene Beweglichkeit und obwohl sie die Oberfläche der Membran vergrößern, haben sie spezielle Funktionen.
Im Innenohr, insbesondere in der Cochlea von Säugetieren, sind die Stereozilien geordnet und symmetrisch angeordnet. Jede Reihe besteht aus gleich großen Stereozilien, so dass die Stereozilien in den parallelen Reihen eine "Abwärtsrampe" bilden.
Rasterelektronenmikroskopie, die die "Leitersprosse" -Anordnung von Stereozilien zeigt (Quelle: B. Kachar, NIDCD über Wikimedia Commons)
In der Cochlea sind diese Stereozilien in Endolymphe gebadet, einer Flüssigkeit, die das membranöse Labyrinth des Innenohrs mit einer ionischen Zusammensetzung badet, die der der intrazellulären Flüssigkeit ähnlich ist. Das heißt, es hat eine hohe Konzentration an K + und eine niedrige Konzentration an Na +.
Aufgrund dieser Eigenschaften der Endolymphe weisen die Sinneszellen des Innenohrs sehr unterschiedliche elektrophysiologische Eigenschaften auf als andere Zellen im Körper. Während die meisten Zellen durch den Eintritt von Natrium angeregt werden, tun sie dies durch den Eintritt von Kalium.
Diese Besonderheit ist die Ursache für die vorübergehende Taubheit, die mit der Verwendung einiger Medikamente namens Diuretika einhergeht, die das Harnvolumen erhöhen. Einige Diuretika erhöhen die K + -Verluste im Urin, und eine Abnahme dieses Ions führt zu Taubheit.
Struktur
Die Struktur der Stereozilien ist sehr einfach. Sie haben einen zentralen Anteil mit Aktin, was ihnen Steifheit verleiht. Aktin bindet wiederum an Fibrinfasern und Ezrin, das es an die Plasmamembran bindet.
In der Cochlea von Säugetieren ist jede Haarzelle mit 30 bis einigen hundert Stereozilien versehen, die in drei Reihen unterschiedlicher Größe symmetrisch und bilateral angeordnet sind. Eine Reihe langer Stereozilien, eine mittlere und eine Reihe kürzerer Stereozilien auf jeder Seite der Cochlea.
Jedes Stereocilium wird an seiner Einführstelle in die Membran schärfer und bildet eine Art Scharnier, an dem es schwenkt oder sich dreht. Diese Grundbewegungen der Scharnierzone hängen mit dem Öffnen von Kanälen und der Umwandlung einer mechanischen Bewegung in ein elektrisches Signal zusammen.
In der Cochlea hat jedes Stereocilium an seinem luminalen Ende einen Ionenkanal. Dieser Kanal ist ein Protein, das eine Pore bildet, deren Öffnung durch ein Tor reguliert wird. Das Tor ist mit einer regulierenden "Feder" verbunden, die empfindlich gegen Spannung oder Dehnung ist.
Jede Feder ist über sehr feine elastische Verlängerungen mit der Feder des höheren benachbarten Stereoziliums verbunden. Diese Verlängerungen werden als "Spike-Gelenke" oder "Endverbindungen" bezeichnet.
Der obere Teil der Stereozilien bleibt dank ihrer Einbettung in die retikuläre Lamina (für diejenigen, die zu den inneren Zellen gehören) und in die Tektorialmembran (für diejenigen, die zu den äußeren Zellen gehören) starr.
Diese beiden Membranen (Tektorial- und Retikularschicht) unterliegen Gleitbewegungen übereinander in die gleiche Richtung, jedoch auf unterschiedlichen Achsen, wodurch die in ihnen eingebetteten Stereozilien aufgrund von Scherbewegungen gebogen werden.
Im Nebenhoden erfüllen die Stereozilien einige ganz andere Sekretionsfunktionen als die Cochlea, sind jedoch strukturell ähnlich.
Eigenschaften
Die Funktion der Stereozilien der Sinneszellen des Innenohrs besteht darin, ein Rezeptorpotential zu provozieren, das die Freisetzung von Neurotransmittern in der damit verbundenen Nervenfaser (die auf das Zentralnervensystem gerichtet ist) induziert und ein Generatorpotential erzeugt.
Dies geschieht aufgrund der mechanischen Verformung der Stereozilien aufgrund der Bewegung der Endolymphe.
Die Endolymphe bewegt sich infolge der Übertragung von Schallwellen durch das Trommelfell und der Bewegung der Gehörknöchelchenkette im Mittelohr.
Wenn die Bewegung der Stereozilien in Richtung der höheren Stereozilien auftritt, öffnet die an den Verbindungsstellen erzeugte Spannung das Tor des Kationenkanals und K + und Ca ++ treten in die Sinneszelle ein. Dies regt die Zelle an und erzeugt eine elektrische Depolarisation, die als "Rezeptorpotential" bezeichnet wird. Dies initiiert die Freisetzung von Neurotransmittern im basalen Teil der Zelle, der mit der afferenten Faser synchronisiert.
Der freigesetzte Hauptneurotransmitter ist anregend und erzeugt ein Generatorpotential in der Nervenfaser, das beim Erreichen der Schwelle ein Aktionspotential verursacht.
Das Aktionspotential in den primären Nervenfasern initiiert wiederum die Stimulation des Nervenwegs, der in den für das Hören verantwortlichen Bereichen des Gehirns endet. Auf diese Weise nehmen wir Geräusche wahr.
Die Funktion der Stereozilien des Nebenhodens hängt mit der Rückresorption eines Teils der Flüssigkeit zusammen, die aus den Hoden in den Nebenhoden gelangt. Darüber hinaus tragen sie zur Sekretion einer Flüssigkeit bei, die als "Ependymflüssigkeit" bekannt ist und Teil der flüssigen Bestandteile des Samens ist.
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