Back to chapter

19.6:

خلايا الشعر

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Hair Cells

Languages

Share

تحتوي قوقعة الأذن الداخلية على خلايا مشعرة ومستقبلات حسيَة تحول الموجات الصوتية إلى إشارات عصبية يترجمها المخ. يوجد في كل خلية أهداب على قمتها،مُرتبة من الأقصر إلى الأطول وترتبط ببعضها عن طريق روابط رقيقة. تهز الموجات الصوتية الغشاء القاعدي تحت الخلايا المشعرة،وتحرك الأهداب من جانب إلى آخر عندما تتحرك الأهداب باتجاه الهدب الأطول،تتمدد القمة وتنفتح القنوات الأيونية المرتبطة.تتدفق أيونات البوتاسيوم داخل الخلية،وتزيل استقطابها،وتجعلها موجبة أكثر من الداخل. تتسبب زيادة الجهد في فتح قنوات الكالسيوم ويؤدي التدفق الناتج من أيونات الكالسيوم إلى إطلاق المرسلات العصبية بداخل العصب السمعي بعد المشبكي والذي يحمل المعلومات إلى المخ. عندما تتحرك الأهداب باتجاه الهدب الأقصر،تنضغط أطوال القمم وتنغلق القنوات الأيونية ما يؤدي لفرط استقطاب الخلية،ويجعلها أكثر سلبية بالداخل ويقلل إطلاق المرسلات العصبية.بهذه الطريقة،تكون الخلايا المشعرة قادرة على تشفير سمات الموجات الصوتية،مثل التردد،إلى إشارات عصبية،مما يسمح بالإدراك الحسي.

19.6:

خلايا الشعر

خلايا الشعر هي المستقبلات الحسية للجهاز السمعي _ تقوم بتحويل الموجات الصوتية الميكانيكية إلى طاقة كهربائية يستطيع الجهاز العصبي فهمها. توجد خلايا الشعر في عضو كورتي داخل قوقعة الأذن الداخلية ، بين الأغشية القاعديّة والقصفيّة. المستقبلات الحسية الفعلية تسمى خلايا الشعر الداخلية. تؤدي خلايا الشعر الخارجية وظائف أخرى ، مثل تضخيم الصوت في القوقعة ، ولن يتم مناقشتها بالتفصيل هنا.

تتم تسمية خلايا الشعر على اسم الأهداب الساكنة الشبيهة بالشعر التي تبرز من قممها وتلامس الغشاء التاجي. يتم ترتيب الأهداب الساكنة حسب الارتفاع وترتبط بخيوط رفيعة تسمى روابط الطرف. ترتبط روابط الطرف بقنوات الأيونات الموجبة (الكاتيون) التي يتم تنشيطها بالتمدد على أطراف الأهداب الساكنة.

عندما تذبذب الموجة الصوتية الغشاء القاعدي ، فإنها تخلق قوة قص بين الأغشية القاعدية والأغشية القمية ، التي تحرك الأهداب الساكنة لخلية الشعر من جانب إلى آخر. عندما يتم إزاحة الأهداب نحو أطول هدب ، تتمدد روابط الطرف ، وتفتح قنوات الكاتيون. يتدفق البوتاسيوم (K+) بعد ذلك إلى الخلية ، نظراً لوجود تركيز عالٍ جداً من K+ في السائل خارج الأهداب الساكنة. فرق الجهد الكبير هذا يخلق التدرج الكهروكيميائي الذي يسبب تدفق K+ مرة واحدة عند فتح القنوات.

يؤدي تدفق الشحنة الموجبة هذا إلى إزالة استقطاب الخلية ، مما يؤدي إلى زيادة الجهد عبر الغشاء. يؤدي هذا إلى فتح قنوات الكالسيوم (Ca2+) في جسم الخلية ، و تدفق Ca2+ في الخلية. يطلق Ca2+ سلسلة إشارات تتسبب في اندماج الحويصلات المشبكية ، التي تحتوي على جزيئات ناقل عصبي مثير ، مع غشاء الخلية ويتم إطلاقها ، مما يثير خلية العصب السمعي بعد المشبكي ويزيد من نقل جهد الفعل إلى الدماغ. عندما يتم دفع الأهداب الساكنة في الاتجاه المعاكس ، نحو أقصر مجسمات ، تسترخي روابط الطرف ، وتغلق قنوات الكاتيون ، وتصبح الخلية مفرطة الاستقطاب (أي أن جهد الغشاء أكثر سالبية) مقارنة بحالة الراحة.

يتم ترميز خصائص الموجة الصوتية ، مثل التردد ، في نمط تنشيط خلايا الشعر ، وبالتالي تنشيط الخلايا العصبية السمعية. ثم يتم إرسال هذه المعلومات إلى الدماغ لتفسيرها.

Suggested Reading

Schwander, Martin, Bechara Kachar, and Ulrich Müller. “The Cell Biology of Hearing.” The Journal of Cell Biology 190, no. 1 (July 12, 2010): 9–20. [Source]

Goutman, Juan D., A. Belén Elgoyhen, and María Eugenia Gómez-Casati. “Cochlear Hair Cells: The Sound-Sensing Machines.” FEBS Letters 589, no. 22 (November 14, 2015): 3354–61. [Source]