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19.6: Las células ciliadas
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Hair Cells
 
TRANSCRIPCIÓN

19.6: Hair Cells

19.6: Las células ciliadas

Hair cells are the sensory receptors of the auditory system—they transduce mechanical sound waves into electrical energy that the nervous system can understand. Hair cells are located in the organ of Corti within the cochlea of the inner ear, between the basilar and tectorial membranes. The actual sensory receptors are called inner hair cells. The outer hair cells serve other functions, such as sound amplification in the cochlea, and are not discussed in detail here.

Hair cells are named after the hair-like stereocilia that protrude from their tops and touch the tectorial membrane. The stereocilia are arranged by height and are attached by thin filaments called tip links. The tip links are connected to stretch-activated cation channels on the tips of the stereocilia.

When a sound wave vibrates the basilar membrane, it creates a shearing force between the basilar and tectorial membranes that moves the hair cell stereocilia from side to side. When the cilia are displaced towards the tallest cilium, the tip links stretch, opening the cation channels. Potassium (K+) then flows into the cell, because there is a very high concentration of K+ in the fluid outside of the stereocilia. This large voltage difference creates an electrochemical gradient that causes an influx of K+ once the channels are opened.

This influx of positive charge depolarizes the cell, increasing the voltage across the membrane. This causes voltage-gated calcium (Ca2+) channels in the cell body to open, and Ca2+ flows into the cell. Ca2+ triggers a signaling cascade that causes synaptic vesicles containing excitatory neurotransmitter molecules to fuse to the cell membrane and be released, exciting the postsynaptic auditory nerve cell and increasing the transmission of action potentials to the brain. When the stereocilia are pushed in the opposite direction, towards the shortest stereocilia, the tip links relax, the cation channels close, and the cell becomes hyperpolarized (i.e., the membrane potential is more negative) compared to its resting state.

Characteristics of the sound wave, such as frequency, are encoded in the pattern of hair cell activation and, consequently, auditory nerve cell activation. This information is then sent to the brain for interpretation.

Las células pilosas son los receptores sensoriales del sistema auditivo: transducen ondas sonoras mecánicas en energía eléctrica que el sistema nervioso puede entender. Las células pilosas se encuentran en el órgano de Corti dentro de la cóclea del oído interno, entre las membranas basilar y tectorial. Los receptores sensoriales reales se llaman células capilares internas. Las células externas del cabello cumplen otras funciones, como la amplificación del sonido en la cóclea, y no se discuten en detalle aquí.

Las células pilosas llevan el nombre de la estereoccilia similar al cabello que sobresale de sus camisetas y tocan la membrana tectorial. Las estereocilias están dispuestas por altura y están unidas por filamentos delgados llamados enlaces de punta. Los enlaces de la punta están conectados a canales de catión activados por estiramiento en las puntas de la estereocilia.

Cuando una onda sonora vibra la membrana basilar, crea una fuerza de cizallamiento entre las membranas basilar y tectorial que mueve la estereoccilia de la célula capilar de lado a lado. Cuando los cilios son desplazados hacia el cilium más alto, la punta se estira, abriendo los canales catiónidos. El potasio (K+) entonces fluye hacia la célula, porque hay una concentración muy alta de K+ en el líquido fuera de la estereocilia. Esta gran diferencia de voltaje crea un gradiente electroquímico que causa una afluencia de K+ una vez abiertos los canales.

Esta afluencia de carga positiva despolariza la célula, aumentando el voltaje a través de la membrana. Esto hace que los canales de calcio cerrados por voltaje (Ca2+) en el cuerpo de la célula se abran, y Ca2+ fluye hacia la célula. Ca2+ desencadena una cascada de señalización que causa vesículas sinápticas que contienen moléculas de neurotransmisores excitatorios para fusionarse con la membrana celular y ser liberado, excitando la célula nerviosa auditiva postsináptica y aumentando la transmisión de potenciales de acción al cerebro. Cuando las estereocilias se empujan en la dirección opuesta, hacia la estereocilia más corta, los enlaces de la punta se relajan, los canales catiónicos se cierran y la célula se hiperpolariza (es decir, el potencial de membrana es más negativo) en comparación con su estado de reposo.

Las características de la onda sonora, como la frecuencia, están codificadas en el patrón de activación de la célula pilosa y, en consecuencia, la activación de las células nerviosas auditivas. Esta información se envía al cerebro para su interpretación.


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