Back to chapter

19.6:

תאי שיער

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

שבלול האוזן הפנימית מכיל תאי שיער, קולטני חישה הממירים גלי קול לאותות עצביים הניתנים לפענוח על-ידי המוח.פילמנטים. גלי קול מרטיטים את קרום הבסיס מתחת לתאי השיער וגורמים לריסוֹנים לנוע מצד לצד. כאשר ריסונים נעים לעבר הריסון הגבוה ביותר, הקישורים ביניהם נמתחים ופותחים את תעלות הקטיונים המחוברות.זה מאפשר ליוני האשלגן לזרום במורד מפל הריכוזים שלהם לתוך התא ולהגביר לו את המתח, להקנות מטען חיובי יותר בפנים. העלייה במתח גורמת לתעלות סידן תלויות המתח להפתח, וזרם יוני הסידן שנוצר מעורר את שחרורו של המוליך העצבי אל עצב השמיעה הפוסט-סינפטי שנושא מידע אל המוח. כאשר ריסונים נעים לכיוון הריסון הקצר ביותר, הקישורים ביניהם נדחסים ותעלות הקטיונים נסגרות ומנמיכות את מתח התא, הופכות אותו לשלילי יותר בפנים, וכך פוחת שחרור המוליך העצבי.בדרך זו, תאי שיער מסוגלים להמיר את המאפיינים של גלי קול, כגון תדירות, לאותות עצביים, ולאפשר תפיסה.

19.6:

תאי שיער

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.

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]