19.6: Cellule ciliate

Le cellule dei capelli sono i recettori sensoriali del sistema uditivo: traducono le onde sonore meccaniche in energia elettrica che il sistema nervoso può comprendere. Le cellule ciliate si trovano nell’organo di Corti all’interno della coclea dell’orecchio interno, tra le membrane basilari e tectoriali. I recettori sensoriali effettivi sono chiamati cellule ciliate interne. Le cellule ciliate esterne servono altre funzioni, come l’amplificazione sonora nella coclea, e non sono discusse in dettaglio qui.

Le cellule dei capelli prendono il nome dalla stereocilia simile ai capelli che sporgono dalle loro cime e toccano la membrana tectoriale. Gli stereocilia sono disposti per altezza e sono attaccati da filamenti sottili chiamati collegamenti di punta. I collegamenti della punta sono collegati a canali di cazione attivati in stretch sulle punte dello stereocilia.

Quando un’onda sonora vibra la membrana basilare, crea una forza di tensione tra le membrane basilare e tectoriale che sposta le stereocilia delle cellule ciliate da un lato all’altro. Quando le ciglia vengono spostate verso il cilio più alto, la punta si collega allungarsi, aprendo i canali di cationi. Il potassio (K⁾poi fluisce nella cellula, perché c’è un’altissima concentrazione di^K nel fluido al di fuori della stereocilia. Questa grande differenza di tensione crea un gradiente elettrochimico che provoca un afflusso di K^, una volta che i canali sono aperti.

Questo afflusso di carica positiva depolarizza la cellula, aumentando la tensione attraverso la membrana. In questo modo i canali di calcio gated di tensione (Ca²⁾nel corpo cellulare si aprono, e Ca 2 s’influenisce nella cellula.²⁺ Ca^2′ attiva una cascata di segnalazione che fa sì che le vesciche sinaptiche contenenti molecole di neurotrasmettitori eccitatori si fondono alla membrana cellulare e vengano rilasciate, eccitando la cellula nervosa uditiva post-sinaptica e aumentando la trasmissione dei potenziali d’azione al cervello. Quando gli stereocilia sono spinti nella direzione opposta, verso gli stereocili più brevi, i collegamenti della punta si rilassano, i canali di cazione si chiudono e la cellula diventa iperpolarizzata (cioè, il potenziale della membrana è più negativo) rispetto al suo stato di riposo.

Le caratteristiche dell’onda sonora, come la frequenza, sono codificate nel modello di attivazione delle cellule ciliate e, di conseguenza, nell’attivazione uditiva delle cellule nervose. Queste informazioni vengono poi inviate al cervello per l’interpretazione.