Hårcellens egenskaper og funksjoner

651
David Holt

De hårceller er de cellene som har strukturer som kalles flimmerhår. Cilia, som flagella, er cytoplasmatiske fremspring av celler, med et sett med mikrotubuli inni. De er konstruksjoner med veldig presise motorfunksjoner.

Flimmerhårene er små og korte som filamenter. Disse strukturene finnes i et bredt utvalg av eukaryote celler, fra encellede organismer til celler som utgjør vev. De utfører forskjellige funksjoner, fra cellebevegelse til bevegelse av det vandige mediet gjennom membraner eller barrierer hos dyr..

Ciliated organismer.
Kilde respektivt: Picturepest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flupke59 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Artikkelindeks

  • 1 Hvor finnes hårceller?
  • 2 Kjennetegn ved flimmerhår
    • 2.1 Struktur av cilia
    • 2.2 Ciliary bevegelse
  • 3 Hårceller i hørselssystemet
  • 4 funksjoner
  • 5 Har prokaryote celler cilia?
  • 6 Medisinsk interesse for hårceller
  • 7 Referanser

Hvor finnes hårcellene?

Hårceller finnes i nesten alle levende organismer unntatt nematoder, sopp, rodofytter og angiospermplanter, der de er helt fraværende. I tillegg er de veldig sjeldne hos leddyr..

De er spesielt vanlige i protister, der en bestemt gruppe blir anerkjent og identifisert ved å presentere slike strukturer (ciliates). I noen planter, for eksempel i bregner, kan vi finne hårceller, for eksempel kjønnsceller (kjønnsceller).

I menneskekroppen er det hårceller som danner epiteloverflater, for eksempel på overflaten av luftveiene og den indre overflaten av eggleder. De kan også bli funnet i hjerneventrikkelen og i hørsels- og vestibulærsystemet.

Kjennetegn ved flimmerhår

Struktur av cilia

Cilia er korte og mange cytoplasmatiske projeksjoner som dekker celleoverflaten. Generelt har alle flimmerhårene en grunnleggende lik struktur.

Hvert cilium består av en serie interne mikrotubuli, som hver består av underenheter av tubulin. Mikrotubuli er ordnet i par, med et sentralt par og ni perifere par som danner en slags ring. Dette settet med mikrotubuli kalles axoneme.

Ciliary strukturer har en basal kropp eller kinetosom som forankrer dem til celleoverflaten. Disse kinetosomene er avledet fra sentriolene, og består av ni mikrotubuli-tripletter, som mangler det sentrale paret. Perifere mikrotubuli-dubletter er avledet fra denne basalstrukturen.

I aksoneme er hvert par perifere mikrotubuli smeltet sammen. Det er tre proteinenheter som holder axilemet av ciliaene sammen. Nexin holder for eksempel de ni mikrotubuli-dublettene sammen gjennom bindinger mellom seg..

Dyneinet kommer ut av det sentrale mikrotubuli-paret til hvert perifere par og binder seg til et bestemt mikrotubuli fra hvert par. Dette tillater foreningen mellom dublettene og genererer en forskyvning av hvert par i forhold til naboene..

Ciliary bevegelse

Bevegelsen til flimmerhårene minner om et slag av pisken. Under ciliary bevegelse tillater dyneinarmene til hver dublett at mikrotubuli glir og beveger dubletten..

Dyneinet til en mikrotubuli binder seg til den kontinuerlige mikrotubuli, vrir og slipper den gjentatte ganger, og får dubletten til å gli fremover i forhold til mikrorørene på den konvekse siden av aksonemet..

Deretter går mikrotubuli tilbake til sin opprinnelige posisjon, noe som får cilium til å gjenvinne sin hviletilstand. Denne prosessen tillater cilium å bue og produsere den effekten som sammen med de andre ciliaene på overflaten gir mobilitet til cellen eller til det omkringliggende mediet, alt etter omstendighetene..

Mekanismen for ciliærbevegelse avhenger av ATP, som gir dynein-armen den nødvendige energien for dens aktivitet, og av et spesifikt ionisk medium, med visse konsentrasjoner av kalsium og magnesium..

Hårceller i det auditive systemet

I det hørsels- og vestibulære systemet av virveldyr er det veldig følsomme mekanoreseptorceller kalt hårceller, siden de har flimmerhår i sin apikale region, der det er to typer: kinetocilia, lik motile cilia, og stereocilia med forskjellige aktinfilamenter som stikker ut i lengderetningen..

Disse cellene er ansvarlige for overføring av mekaniske stimuli til elektriske signaler rettet mot hjernen. De finnes forskjellige steder hos virveldyr.

Hos pattedyr finnes de i orgelet til Corti inne i øret og er involvert i prosessen med å lede lyd. De er også relatert til balanseringsorganene.

Hos amfibier og fisk finnes de i eksterne reseptorstrukturer som er ansvarlige for å oppdage bevegelsen til det omkringliggende vannet.

Funksjoner

Hovedfunksjonen til flimmerhårene er relatert til mobiliteten til cellen. I encellede organismer (protister som tilhører phylum Ciliophora) og små flercellede organismer (vannlevende virvelløse dyr), er disse cellene ansvarlige for fortrengning av individet.

De er også ansvarlige for fortrengning av frie celler i flercellede organismer, og når disse danner et epitel, er deres funksjon å fortrenge det vandige mediet der de blir funnet gjennom dem eller gjennom en membran eller kanal..

I toskallede bløtdyr flytter hårceller væsker og partikler gjennom gjellene for å trekke ut og absorbere oksygen og mat. Eggløpene til kvinnelige pattedyr er foret med disse cellene, slik at eggløsningene kan transporteres mot livmoren, gjennom bevegelsen av miljøet der de finnes..

I luftveiene til terrestriske virveldyr tillater ciliærbevegelsen til disse cellene slim å gli, og forhindrer lunge- og trakealkanalene fra å bli hindret av rusk og mikroorganismer..

I hjerneventriklene tillater ciliated epitel, som består av disse cellene, passering av cerebrospinalvæske.

Har prokaryote celler cilia?

I eukaryoter er cilia og flagella lignende strukturer som utfører motorfunksjoner. Forskjellen mellom dem er størrelsen og antallet av dem som hver celle kan ha.

Flagellene er mye lengre og vanligvis er bare en per celle, som i sædceller, involvert i bevegelsen av frie celler..

Noen bakterier har strukturer som kalles flagella, men disse skiller seg fra eukaryote flageller. Disse strukturene består ikke av mikrotubuli og har ikke dynein. De er lange, stive filamenter som består av gjentatte underenheter av et protein som kalles flagellin..

Prokaryotiske flageller har en roterende bevegelse som drivmidler. Denne bevegelsen fremmes av en kjørestruktur plassert i kroppens cellevegg..

Medisinsk interesse for hårceller

Hos mennesker er det noen sykdommer som påvirker utviklingen av hårceller eller mekanismen for ciliary bevegelse, for eksempel ciliary dyskinesia.

Disse forholdene kan påvirke livet til et individ på en veldig variert måte, forårsaket fra lungeinfeksjoner, otitt og tilstanden til hydrocefalus hos fostre, til infertilitet..

Referanser

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008).Molecular Biology of the Cell. Garland Science, Taylor og Francis Group.
  2. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2003). Biologi: Livet på jorden. Pearson utdannelse.
  3. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitasjon til biologi. Panamerican Medical Ed..
  4. Eckert, R. (1990). Dyrefysiologi: mekanismer og tilpasninger (Nr. QP 31.2. E3418).
  5. Tortora, G. J., Funke, B. R., Case, C. L., & Johnson, T. R. (2004). Mikrobiologi: en introduksjon. San Francisco, CA: Benjamin Cummings.
  6. Guyton, A. C. (1961). Lærebok for medisinsk fysiologi. Akademisk medisin, 36 (5), 556.
  7. Hickman, C. P., Roberts, L. S., & Larson, A. l'Anson, H. og Eisenhour, DJ (2008) Integrerte prinsipper for zoologi. McGrawwHill, Boston.
  8. Mitchell, B., Jacobs, R., Li, J., Chien, S., & Kintner, C. (2007). En positiv tilbakemeldingsmekanisme styrer polariteten og bevegelsen til bevegelige flimmerhår. Nature, 447 (7140), 97.
  9. Lodish, H., Darnell, J. E., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M. P., & Matsudaira, P. (2008). Molekylær cellebiologi. Macmillan.
  10. Welsch, U., og Sobotta, J. (2008). Histologi. Panamerican Medical Ed..

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.