Tüylü Hücrelerin Yapısı ve İşlevi

Tüylü Hücrelerin Temel Yapısı

• Tüylü hücreler, işitme sürecinin temel yapı taşlarından biridir.

• Bir tüylü hücre yaklaşık 30 µm uzunluğunda ve stereosilya ise yaklaşık 5 µm genişliğindedir.

• Bu hücreler, ses titreşimleriyle mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren iyon kanallarına sahiptir.

• Bu kanallar, hücrelerin mekanik titreşimlerle eş zamanlı olarak açılıp kapanmasını sağlar.

  
  

Apikal Yüzeydeki Tüy Demetleri

• Hücrelerin apikal yüzeyindeki tüy demetleri, hücrenin reseptör aparatı olarak işlev görür.

• Bu tüy demetlerinin boyları 1-100 µm arasında değişebilir ve genellikle 200-300 arasında silindirik yapıda hekzagonal düzende organize olurlar.

• Stereosilya adı verilen bu yapılar, türler arasında boyut farklılıkları gösterir.

• Örneğin, insan kokleasında 20 kHz frekanslı seslere 4 µm boyundaki stereosilyalar, 20 Hz’lik seslere ise 7 µm boyundaki stereosilyalar yanıt verir.

Mekanoelektriksel Transdüksiyon

• Stereosilyalar arasındaki elastik yapılar, "tip link" adı verilen bağlantılarla birbirine bağlanır.

• Bu bağlantılar, iki sterosilyum arasında filamentöz bağlantı kurarak gerilim ile kanal açılmasını sağlar.

• Stereosilya hareket ettiğinde, pozitif yönde (eksitasyon yönü) hareket gerilimi artırır ve iyon kanallarının açılmasına neden olur.

• Negatif yönde (inhibisyon yönü) hareket ise kanalların kapanmasına neden olur.

Mekanoelektriksel Transdüksiyonda İyon Kanalları

Stereosilyalarda bulunan mekanoelektriksel transdüksiyona katılan iyon kanalları, elastik yapılarla açılıp kapanır. Bu kanallara "kapı yayı (gating spring)" adı verilir. Mekanik uyarılma, bu kanalların açılmasına ve katyonların içeriye akmasına neden olur.

Tüylü hücrelerdeki bu kanallar, streptomisin ve gentamisin gibi aminoglikozid antibiyotikler tarafından bloke edilebilir ve yüksek dozda kullanıldıklarında tüylü hücrelerde kalıcı hasara yol açabilir.

Tüylü Hücrelerin Endolenfe Uzantıları

• Tüylü hücrelerin endolenfe doğru uzantıları olan stereosilyalar, bazal bölümlerinde incelirler.

• Bu özellik, bazal bağlantı noktalarından hareket etmelerine olanak sağlar.

• Matür koklear tüylü hücreler, vestibüler tüylü hücrelerden farklı olarak kinosilyum içermezler.

• Ancak, kinosilyum artığı bazal cisim kutikular tabakada bulunur.

Mekanik Uyarı ve Elektriksel Yanıt

1. Tüylü hücrelere uygulanan mekanik uyarı, hücrede elektriksel bir yanıta yol açar.

2. Bu, mekanik uyarılmaya duyarlı iyon kanallarının açılmasıyla ortaya çıkan bir reseptör potansiyelidir.

3. Uyarılmamış bir hücrede, iyon kanallarının %15’i açıktır.

4. Pozitif bir stimulus, stereosilyanın yer değiştirmesine neden olarak kapalı olan diğer kanalların da açılmalarını sağlar.

5. Negatif bir stimulus ise stereosilyayı kısa kenarına doğru iter ve kanalların kapanmasına neden olur.

   
   

İç Tüylü Hücreler

İç tüylü hücreler, işitme sürecinde kritik bir rol oynar. Bu hücreler, kadeh şeklinde nükleusu merkezde yer alan hücrelerdir ve koklear kanal boyunca tek sıra halinde dizilirler. Stereosilya dizilimi "U" şeklindedir ve hücreler, falangeal hücrelerle desteklenir.

İç Tüylü Hücrelerin Nörotransmisyonu

İç tüylü hücrelerde stereosilyalar defleksiyona uğradığında, hücreye K+ girişi indüklenir ve hücre depolarize olur. Bu, voltaj duyarlı Ca2+ kanallarının açılmasına ve hücre içi kalsiyum düzeylerinin artmasına yol açar. Artan kalsiyum, nörotransmitter (glutamat) salınımını tetikler ve nöronda aksiyon potansiyeli üretir.

Dış Tüylü Hücreler

Dış tüylü hücreler, uzun ve silindirik yapıda olup, koklear kanal boyunca 3-4 sıra halinde dizilirler. Stereosilya dizilimi "W" şeklindedir. Bu hücrelerin fonksiyonel işleyişi üç kısımda incelenir:

1. Apikal Kısım: Stereosilya defleksiyonuna göre transdüksiyon kanalları aracılığıyla mekanik enerjinin elektriksel enerjiye dönüştüğü bölümdür.

2. Lateral Kısım: Elektrik enerjisinin tekrar mekanik enerjiye dönüştüğü, biyotransformasyonun gerçekleştiği ve koklear amplifikasyonun meydana geldiği bölümdür.

3. Basal Kısım: Sinaptik yapılardan nörotransmitter salınımı ile mekanik enerjinin elektriksel enerjiye dönüştüğü bölümdür.

   
   

Dış Tüylü Hücrelerin Elektromotil Yanıtları

Dış tüylü hücreler, transmembran voltaj değişikliklerine yanıt olarak uzunluklarını değiştirme yeteneğine sahiptirler. Bu elektromotil yanıt, Prestin olarak adlandırılan membrana bağlı protein molekülünün yapısal değişikliğinden kaynaklanır.

Prestin, ekstrinsik voltaj sensörü olarak sitoplazmik anyonları kullanır ve membran potansiyelindeki değişikliklere yanıt olarak dış tüylü hücre uzunluğunu değiştirir.

Tüylü hücreler, işitme sürecinde mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren kritik yapılardır. İç ve dış tüylü hücreler, işitme fonksiyonunun farklı aşamalarında rol oynar. İç tüylü hücreler, nöral sinyaller üretirken, dış tüylü hücreler frekans seçiciliğini artırır ve amplifikasyonu sağlar.