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19.6: Haarzellen
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PROTOKOLLE

19.6: Haarzellen

Die Haarzellen sind die Sinnesrezeptoren des Gehörs. Das heißt, dass sie mechanische Schallwellen in elektrische Energie umwandeln. Diese können dann vonm Nervensystem verstanden werden. Die Haarzellen befinden sich im Corti-Organ in der Cochlea des Innenohrs, zwischen der Basilarmembran und der Tectorialmembran. Man bezeichnet die eigentlichen Sinnesrezeptoren als innere Haarzellen. Die äußeren Haarzellen dienen anderen Funktionen, wie z.B. der Schallverstärkung in der Cochlea und werden hier nicht genauer besprochen.

Die Haarzellen sind nach den haarähnlichen Stereozilien benannt, die aus ihren Spitzen herausragen und die Membran des Sektors berühren. Die Stereozilien sind vertikal angeordnet und durch dünne Fäden, so genannte Tip-Links, miteinander verbunden. Die Tip-Links sind mit streckaktivierten Kationenkanälen an den Spitzen der Stereozilien verbunden.

Wenn eine Schallwelle die Basilarmembran in Schwingung versetzt, erzeugt sie eine Scherkraft zwischen der Basilarmembran und der Sektorialmembran. Diese bewegt die Haarzell-Stereozilien von einer Seite zur anderen. Wenn die Flimmerhärchen in Richtung der höchsten Wimpern verschoben werden, dehnen sich die Spitzenglieder und öffnen die Kationenkanäle. Es fließt dann Kalium (K+) in die Zelle, da in der Flüssigkeit außerhalb der Stereozilien eine sehr hohe Konzentration von K+vorliegt. Diese hohe Spannungsdifferenz erzeugt einen elektrochemischen Gradienten, der nach Öffnung der Kanäle einen Zufluss von K+ bewirkt.

Dieser Zufluss von positiver Ladung depolarisiert die Zelle und erhöht die Spannung über der Membran. Dadurch öffnen sich spannungsgesteuerte Kalziumkanäle (Ca2+) im Zellkörper, und Ca2+ fließt in die Zelle. (Ca2+) löst eine Signalkaskade aus, die bewirkt, dass synaptische Vesikel, die exzitatorische Neurotransmittermoleküle enthalten, mit der Zellmembran verschmelzen und freigesetzt werden. Dadurch wird die postsynaptische Hörnervenzelle angeregt und die Übertragung von Aktionspotentialen an das Gehirn erhöht. Wenn die Stereozilien in die entgegengesetzte Richtung, in Richtung der kürzesten Stereozilien, geschoben werden, entspannen sich die Spitzenverbindungen, die Kationenkanäle schließen sich wieder und die Zelle wird im Vergleich zum Ruhezustand hyperpolarisiert (d.h. das Membranpotential ist negativer).

Charakteristika der Schallwellen, wie z.B. die Frequenz, werden im Muster der Haarzellaktivierung und damit der Hörnervenzellaktivierung kodiert. Diese Information wird dann zur Verarbeitung an das Gehirn weitergeleitet.


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