Kanały aktywowane naprężeniem mechanicznym (mechanoreceptory) w komórkach słuchowych (rzęsatych) – kompleks nieredukowalnie złożony

Do prawidłowego działania mechanoreceptorów, które regulują przepływ jonów w komórkach rzęsatych potrzebnych jest przynajmniej czterech niezbędnych elementów:

(1) „Dżwiczki” otwierające i zamykające mechanoreceptor oraz część błony, na której znajduje się ten kanał.

(2) Filament (złożony z białek sznur), który łączy „drzwiczki” mechanoreceptora z elementem, który odchylając się w przeciwną do tych „drzwiczek” stronę ciągnie na filament (białkowy sznurek) i otwiera mechanoreceptor – to odginanie następuje pod ciśnieniem napływających do ucha wewnętrznego fal dźwiękowych. Uginają się pod wpływem fal dźwiękowych, jak drzewa podczas silnego wiatru.

6d881c68-27b4-4b1a-a849-8f1358d6c34a.file

Usunięcie jakiegokolwiek z tych czterech elementów spowoduje, że mechanoreceptory odpowiedzialne za prawidłowy zmysł słuchu przestaną spełniać swoją funkcję. A więc mamy do czynienia z kolejnym układem nieredukowalnie złożonym pod względem wykonywanej funkcji [1]. Układem, który nie mógł powstawać na drodze stopniowej ewolucji, gdyż jako system niekompletny nie mógłby spełniać swojej funkcji (dawać przewagi selekcyjnej).

http://www.biofiz.am.wroc.pl/dydaktyka/inne/bfstr62.html

„Kanały aktywowane naprężeniem mechanicznym (mechanoreceptory) ulegają otwarciu w odpowiedzi na pojawienie się w błonie sił odkształcających ją (naprężeń). Ta ich właściwość powoduje, że są one wykorzystywane w komórkach dokonujących zamiany sygnałów mechanicznych na elektryczne. Typowym przykładem są tu komórki rzęsate znajdujące się w błonie podstawnej w narządzie Cortiego, przetwarzające dźwięki na impulsy elektryczne.”

cellule-ciliee-d-une-cochlee-de-mammifere

Fizjologia narządu słuchu, czyli co się dzieje, że słyszymy dźwięk?

http://nklia.wordpress.com/opracowania/budowa-i-dzialanie-narzadu-sluchu/

„W procesie słyszenia zachodzą cztery przekształcenia energii (Gerrig & Zimbardo, 2009).

Na początku, docierająca do małżowiny usznej fala dźwiękowa (akustyczna, czyli drgające cząsteczki powietrza) zostaje przekształcona w energię mechaniczną dzięki współpracy błony bębenkowej i kosteczek słuchowych. Część bodźca dźwiękowego dociera bezpośrednio do zewnętrznego przewodu słuchowego, część natomiast jest odbita od małżowiny usznej. Kierunek odbić dochodzących do niej fal zależny jest od jej ukształtowania i wspomaga lokalizację źródła dźwięku. Drgania przenoszą się wzdłuż ucha zewnętrznego, aż do błony bębenkowej. Dzięki zmianie ciśnienia jest ona wprawiana w ruch i przekazuje fale do ucha środkowego. Młoteczek, kowadełko i strzemiączko skupiają drgania i przekazują je dalej – do okienka owalnego ślimaka. Dzięki temu, że powierzchnia błony bębenkowej jest około 20 razy większa od podstawy strzemiączka, niewielkie jej wibracje powodują silne drgania kosteczek (Kalat, 2006).

Następna przemiana zachodzi w uchu wewnętrznym. Do okienka owalnego ślimaka strzemiączko przekazuje drgania, co wywiera na nie nacisk, a w efekcie zmniejsza się bądź zwiększa ciśnienie wewnątrz przewodu ślimakowego. Znajdujący się w ślimaku płyn pobudza i wprawia w ruch błonę podstawną ślimaka, która rozciągnięta jest na całej jego długości. Dźwięki o niskiej częstotliwości (poniżej 500 Hz) pobudzają komórki blisko wierzchołka ślimaka, o wysokiej natomiast (powyżej 10000 Hz) – blisko podstawy, w początkowym odcinku (Sadowski, 2001).

Kolejne przekształcenie wywołane jest ruchami błony podstawnej, które powodują wyginanie się komórek rzęsatych połączonych z błoną. Zmysłowe komórki rzęsate narządu Cortiego przetwarzają bodźce mechaniczne drgań endolimfy, które zostały wywołane falami akustycznymi, na zmianę potencjału elektrycznego swojej błony komórkowej. W efekcie polaryzacji pobudzone zostają komórki nerwowe przylegające do komórek rzęsatych a impulsy nerwowe biegną do odpowiednich ośrodków słuchowych w mózgu.”


https://bioslawek.wordpress.com/2013/08/02/definicja-zaawansowanego-technicznie-inteligentnie-zaprojektowanego-urzadzenia-2/

[1]


Źródła:

http://www.cochlea.eu/en/hair-cells

Transduction channels: opening and adaptation

Displacement of the stereocilia towards the stria vascularis causes the cation channels to open: potassium (K+) enters the hair cell, causing it to depolarise. At the same time, another cation, calcium (Ca2+), also enters the cell.

K+ channels close before the stereocilia return back to the modiolus. This is an adaptation method which allows rapid, successive, stimulation cycles to occur.

The rapid component of adaptation arises from the partial closure of the ion channel following the direct fixation of calcium to the channel. The slow component arises from the displacement of myosin along the actin filaments of the stereocilia. This causes the tip link tension to decrease and encourages the channel to close. Here also, the calcium that entered via the mechanically-sensitive ion channel is responsible for activating the myosin.

http://michaeldmann.net/mann4b.html

Skomentuj

Please log in using one of these methods to post your comment:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s