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.