Informacje
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Informacje > Nowinki 2000-2002 > Biologia > Nowinka z dn. 04-09-2000  
 Jesteś tutaj
nowinka:
Co w uchu piszczy?
autor:
Rafał Suszek
z dnia:
04-09-2000




Co w uchu piszczy?

Niewyjaśniony mechanizm wzmacniania bodźców akustycznych przez wysoce wyspecjalizowane struktury ślimaka (cochlea) w uchu wewnętrznym oraz swoista czułość ssaczego słuchu czekają na naukowe wytłumaczenie. Wyniki prowadzonych badań dostarczają argumentów na rzecz obu istniejących modeli wzmocnienia sygnału: elektromechanicznego tłoka i elektrochemicznych zapadni.

Finezyjny labirynt ślimaka wypełniony płynami ustrojowymi i pełniący funkcje wnęki rezonansowej stanowi ostatni etap transmisji sygnału akustycznego od zewnętrznego źródła do mózgowego ośrodka słuchu. Jego zadaniem jest nie tylko odbieranie i przetwarzanie mechanicznych bodźców dźwiękowych, wprawiających w drgania błonę bębenkową i następnie wzmacnianych przez układ kosteczek słuchowych. Ma on też je spotęgować przed przesłaniem w postaci impulsów elektrycznych nerwem ślimakowym do kory mózgowej. Kluczową rolę w tym procesie odgrywają komórki rzęsate narządu Cortiego, zanurzonego w endolimfie wypełniającej przewód ślimakowy. Komórki te spoczywają na błonie podstawnej, wpadającej w drgania - w ściśle określonych punktach oraz ze ściśle określoną częstością i amplitudą - pod wpływem propagacji fal ciśnienia perylimfy w sąsiadującym przewodzie przedsionkowym. Co dzieje się dalej? Na to pytanie wciąż brakuje jednoznacznej odpowiedzi.

Oto bowiem zespołowi neurobiologów z Uniwersytetu Północnozachodniego w Evaston w stanie Illinois udało się wyodrębnić białko, nazwane przez odkrywców prestyną. Jest ono odpowiedzialne za tzw. somatyczną elektromotorykę rzęskową (SER) - kurczenie i wydłużanie się komórek rzęsatych pod wpływem przyłożonej różnicy potencjałów receptorowych. Ruchy te, przypominające pracę tłoka, mogłyby prowadzić do wzmocnienia pierwotnych drgań błony podstawnej. Kłopot w tym, że jak dotąd nie udało się dokładnie przeanalizować mechanizmu kurczenia się komórek rzęsatych pod działaniem prestyny, a ponadto - co nader istotne - wyjaśnić jego znaczenia dla niezwykłej czułości zmysłu słuchu, właściwej także ptakom, gadom i płazom, u których SER nie występuje.

W sukurs przychodzi tutaj koncepcja alternatywna (a może po prostu uzupełniająca?). Przypisuje ona funkcję wzmacniania sygnału zęskom (stereocilia), wyrastającym z komórek rzęsatych. Pod wpływem ucisku błony nakrywnej uginają się one wszystkie w jedną stronę, a umieszczone na ich szczycie zapadniowe kanały jonowe otwierają się i pochłaniają jony potasu i wapnia, co prowadzi do zamiany bodźca mechanicznego na chemiczny. To z kolei - w świetle powyższej hipotezy - wywołuje odgięcie rzęsek, które odpychają błonę nakrywną i w następstwie potęgują drgania błony podstawnej. Model matematyczny zaproponowany do opisu tego mechanizmu przez naukowców z Uniwersytetu Rockefellera w Nowym Jorku pozwala wytłumaczyć wyjątkowe własności słuchu ssaków (intensywniejsze doznania słuchowe przy odbieraniu dźwięków cichych, doskonalsze rozróżnianie ich wysokości) w oparciu o schemat nieliniowego wzmocnienia sygnału wejściowego. Jaka szkoda, że wciąż nie udało się potwierdzić wysoce prawdopodobnej hipotezy jonowych "zapadni" na drodze bezpośrednich obserwacji!

Co do jednego nie ma dziś wątpliwości: żaden z modeli nie może pretendować do roli ostatecznego rozwiązania zagadki słuchu. Pytania dotyczące silnego zróżnicowania narządów słuchu samych tylko ssaków pod względem zakresu słyszalnych dźwięków i czułości w poszczególnych jego obszarach pozostają bez odpowiedzi. Również elementarna dynamika ruchów komórek rzęskowych (SER) nie została do końca zrozumiana. Jest wielce prawdopodobne, że nawet planowane doświadczenia z usuwaniem genu prestynowego z genomu myszy nie rozstrzygną tych kwestii. Należy więc przypuszczać, iż problem ten nieraz jeszcze obije się nam o uszy.

Rafał Suszek

[  góra strony  ]

 

Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach