Stereocilia: karakteristik, struktur dan fungsi

Stereocilia: karakteristik, struktur dan fungsi

Stereosilia adalah spesialisasi dari permukaan luar dan membran plasma apikal beberapa sel epitel. Mereka adalah mikrovili yang tidak bergerak dan sangat kaku yang membentuk “jumbai” seperti sikat bercabang.

Stereocilia ditemukan di sel-sel epididimis (organ yang terletak di batas posterior testis, tempat sperma matang dan disimpan) dan di sel piliform atau sel sensorik koklea, di telinga bagian dalam.

Mikrograf elektron dari stereosilia telinga bagian dalam katak (Sumber: Bechara Kachar [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)

Mereka adalah proses panjang seperti jari dari bagian apikal membran plasma sel-sel ini. Mereka berukuran 100 hingga 150 nm dengan diameter dan panjang paling banyak sekitar 120 m. Saat melihat sekelompok stereosilia, jari-jari bercabang dengan panjang yang berbeda dapat dilihat.

Mereka terdiri dari aktin, yang merupakan protein yang membentuk sitoskeleton sel. Aktin terikat pada filamen fibrin lain dan ke membran plasma melalui ezrin, protein lain. Pemisahan antara satu stereosilia dan yang lain kira-kira 10 nm.

Di epididimis, stereosilia meningkatkan luas permukaan membran dan memenuhi fungsi penyerapan dan sekresi cairan yang merupakan salah satu komponen air mani.

Dalam sel-sel sensorik telinga bagian dalam, struktur-struktur ini memenuhi fungsi-fungsi yang terkait dengan pembangkitan sinyal, yaitu, mereka berpartisipasi dalam proses mekano-transduksi (transformasi sinyal mekanis menjadi sinyal listrik).

Indeks artikel

Karakteristik

Ciri khas stereosilia adalah kekakuannya. Berbeda dengan spesialisasi lain dari permukaan membran plasma, fingering ini tidak memiliki mobilitas sendiri dan meskipun mereka meningkatkan luas permukaan membran, mereka memiliki fungsi khusus.

Di telinga bagian dalam, khususnya di koklea mamalia, stereosilia tersusun secara teratur dan simetris. Setiap baris terdiri dari stereosilia dengan ukuran yang sama, sehingga stereosilia di baris paralel membentuk “jalan ke bawah”.

Pemindaian mikroskop elektron menunjukkan susunan stereosilia “tangga anak tangga” (Sumber: B. Kachar, NIDCD [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)

Di koklea, stereosilia ini bermandikan endolimfe, cairan yang membasahi labirin membran telinga bagian dalam dengan komposisi ionik yang mirip dengan cairan intraseluler. Artinya, ia memiliki konsentrasi K + yang tinggi dan konsentrasi Na + yang rendah.

Karena karakteristik endolimfe ini, sel-sel sensorik telinga bagian dalam memiliki karakteristik elektrofisiologis yang sangat berbeda dari sel-sel lain di dalam tubuh. Sementara sebagian besar sel tereksitasi oleh masuknya natrium, mereka tereksitasi oleh masuknya kalium.

Kekhususan ini adalah penyebab ketulian sementara yang menyertai penggunaan beberapa obat yang disebut diuretik, yang meningkatkan volume urin . Beberapa diuretik meningkatkan kehilangan K+ urin dan penurunan ion ini menyebabkan ketulian.

Struktur

Struktur stereocilia sangat sederhana. Mereka memiliki bagian tengah dengan aktin, yang memberi mereka kekakuan. Pada gilirannya, aktin mengikat serat fibrin dan ezrin, yang mengikatnya ke membran plasma.

Pada koklea mamalia, setiap sel rambut dilengkapi dengan 30 hingga beberapa ratus stereosilia yang tersusun dalam tiga baris dengan ukuran berbeda dan secara simetris dan bilateral. Satu baris stereosilia panjang, satu sedang dan satu baris stereosilia lebih pendek di setiap sisi koklea.

Setiap stereosilia, pada tempat penyisipannya di dalam membran, menjadi lebih tajam dan akhirnya membentuk semacam engsel tempat ia berputar atau berputar. Gerakan dasar zona engsel ini terkait dengan pembukaan saluran dan transformasi gerakan mekanis menjadi sinyal listrik.

Di koklea, setiap stereosilia memiliki saluran ion di ujung luminalnya. Kanal ini merupakan protein yang membentuk pori yang bukaannya diatur oleh sebuah gerbang. Gerbang terhubung ke “pegas” pengatur, peka terhadap ketegangan atau peregangan.

Setiap pegas dihubungkan ke pegas stereosilia tetangga yang lebih tinggi melalui perpanjangan elastis yang sangat halus. Ekstensi ini disebut “spike joint” atau “end connection”.

Bagian atas stereosilia tetap kaku karena melekat pada lamina retikuler (untuk yang termasuk dalam sel dalam) dan di membran tektorial (untuk yang termasuk dalam sel luar).

Kedua membran ini (lamina tektorial dan retikuler) mengalami gerakan geser satu di atas yang lain dalam arah yang sama, tetapi pada sumbu yang berbeda, sehingga membengkokkan stereosilia yang tertanam di dalamnya karena gerakan geser.

Di epididimis, stereosilia memenuhi beberapa fungsi sekretorik yang sangat berbeda dari koklea, namun secara struktural mirip.

Fitur

Fungsi stereosilia sel-sel sensorik telinga bagian dalam adalah untuk memprovokasi potensi reseptor yang menginduksi pelepasan neurotransmiter di serat saraf yang terhubung dengannya (yang diarahkan ke sistem saraf pusat ) dan menghasilkan potensi generator.

Hal ini terjadi karena deformasi mekanis yang dialami stereosilia akibat pergerakan endolimfe.

Pergerakan endolimfe sebagai akibat dari transmisi gelombang suara melalui membran timpani dan pergerakan rantai tulang-tulang pendengaran di telinga tengah.

Saat gerakan stereosilia menuju stereosilia yang lebih tinggi terjadi, ketegangan yang dihasilkan di persimpangan membuka gerbang saluran kation dan K + dan Ca ++ memasuki sel sensorik. Ini menggairahkan sel, menghasilkan depolarisasi listrik yang disebut “potensial reseptor.” Ini memulai pelepasan neurotransmiter di bagian basal sel yang bersinaps dengan serat aferen.

Neurotransmitter utama yang dilepaskan adalah rangsang dan menghasilkan potensi generator di serat saraf yang, setelah mencapai ambang batas, menyebabkan potensial aksi.

Potensi aksi di serabut saraf primer, pada gilirannya, memulai stimulasi jalur saraf yang berakhir di area otak yang bertanggung jawab untuk pendengaran. Dengan cara ini kita merasakan suara.

Fungsi stereosilia epididimis berkaitan dengan reabsorpsi sebagian cairan yang masuk ke epididimis dari testis. Selain itu, mereka berkontribusi pada sekresi cairan yang dikenal sebagai “minuman keras ependymal” yang merupakan bagian dari komponen cair air mani.

Referensi

  1. Montanari, T. (2016). Histologi: teks, atlas dan rotasi ruang kelas praktis.
  2. Chabbert, C. (2016). Anatomi dan fisiologi ruang depan. EMC-Otolaryngology , 45 (3), 1-9.
  3. Binetti, A. (2015). Fisiologi vestibular. Majalah FASO , 14-21.
  4. Gartner, LP, & Hiatt, JL (2012). Atlas berwarna dan teks histologi . Lippincott Williams & Wilkins
  5. Departemen Biokimia dan Biofisika Molekuler Thomas Jessell, Siegelbaum, S., & Hudspeth, AJ (2000). Prinsip-prinsip ilmu saraf (Vol. 4, hlm. 1227-1246). ER Kandel, JH Schwartz, & TM Jessell (Eds.). New York: McGraw-hill.
  6. Koeppen, BM, & Stanton, BA (2009). Berne & Levy Physiology, E-Book Edisi Terbaru . Ilmu Kesehatan Elsevier.
  7. Barrett, KE, Barman, SM, Boitano, S., & Brooks, H. (2009). Ulasan Ganong tentang fisiologi medis. 23. NY: McGraw-Hill Medical .