As células ciliadas são os receptores sensoriais do sistema auditivo e do sistema vestibular , ambos no ouvido. As células ciliadas realizam a mecanotransdução e transformam estímulos mecânicos em estímulos nervosos. Devem seu nome à presença de estereocílios, projeções na membrana plasmática estruturalmente relacionadas aos microvilos.

Eles também são conhecidos como células ciliadas. As células ciliadas do ouvido não devem ser confundidas com os folículos pilosos, que são as invaginações da pele onde os pêlos são formados.

Audição: células ciliadas cocleares

As células ciliadas da cóclea fazem parte do órgão de Corti , ou órgão espiral, localizado dentro da cóclea do ouvido interno. O órgão de Corti repousa sobre a membrana basilar e as células ciliadas são posicionadas com os estereocílios em direção ao lúmen do ducto coclear, ou rampa mediana. Este é preenchido com um fluido chamado endolinfa . A vibração e o movimento desse fluido e da membrana basilar é o que os estereocílios detectam e o transformam no impulso do nervo auditivo .

No órgão de Corti de todos os mamíferos, existem dois tipos de células ciliadas anatomicamente e funcionalmente diferentes: internas e externas . Ao nascer, o ouvido humano contém cerca de 3.500 células ciliadas internas e 12.000 externas . As células ciliadas internas não se regeneram em humanos, ao contrário de outros animais, por exemplo, pássaros e muitos tipos de peixes. Isso causa danos às células ciliadas internas, causando perda auditiva permanente.

Além das células ciliadas, o órgão de Corti é composto por células auxiliares, a membrana ou tectorial, às vezes chamada de tectorial, e as terminações do nervo auditivo (oitavo dos doze nervos cranianos). Os estereocílios mais longos das células ciliadas estão presos à membrana tectorial.

Galeria

Localização do órgão de Corti no ducto coclear Diagrama das partes mais importantes do órgão de Corti Estereocílios de uma célula ciliada interna de um sapo

Transdução: células ciliadas internas

A membrana basilar sobre a qual repousa o órgão de Corti é flexível e transmite as vibrações da endolinfa, enquanto a membrana tectorial é resiliente (retorna à sua forma). A vibração que provoca as ondas sonoras na endolinfa é transmitida para a membrana basilar, que por fim movimenta o órgão de Corti e as células ciliadas.

A deflexão dos estereocílios nas células ciliadas internas abre mecanicamente os canais iônicos em sua membrana. Esses canais permitem a passagem de pequenos íons positivos, principalmente potássio e cálcio, que entram na célula, despolarizando sua membrana até atingir o chamado potencial receptor ou potencial gerador .

O potencial receptor é responsável por abrir outros canais de cálcio voltagem-dependentes que introduzem seletivamente íons de cálcio (Ca 2+ ) até desencadear a liberação de neurotransmissores para o espaço sináptico , no lado basal da célula ciliada, onde faz conexões com os neurônios do nervo coclear ou auditivo. Os neurotransmissores se ligam aos receptores neuronais e, assim, é gerado o impulso nervoso que será transmitido ao córtex auditivo do cérebro . Acredita-se que o neurotransmissor mais importante na sinapse auditiva seja o glutamato , e uma única célula ciliada interna é inervada por vários neurônios.

Essa transformação de um estímulo externo em um estímulo elétrico ou impulso nervoso é conhecida como transdução . As células ciliadas realizam especificamente a mecanotransdução , uma vez que reagem a estímulos mecânicos causados ​​por ondas sonoras na endolinfa.

Amplificação e modulação: células ciliadas externas

As células ciliadas externas também reagem às vibrações da endolinfa. Como nas células ciliadas internas, o movimento dos estereocílios abre canais iônicos e gera um potencial receptor, mas nas células ciliadas externas não se transforma em impulso nervoso, mas em movimento da própria célula . Essa propriedade é conhecida como eletromotilidade e é produzida graças a uma proteína, a prestina , que muda de forma dependendo da voltagem do potencial de membrana.

A vibração das células ciliadas externas ocorre na forma de mudanças no comprimento do corpo celular na mesma frequência do som que entra, permitindo a amplificação do sinal . As células ciliadas externas são encontradas apenas em mamíferos, embora isso não signifique que os mamíferos sejam os animais com o sentido de audição mais sensível.

A amplificação do som pelas células ciliadas externas, ou amplificação coclear, não é linear, algumas frequências são amplificadas mais do que outras. Ou seja, além de amplificar, há a modulação do sinal sonoro , muito importante no desenvolvimento de certas habilidades complexas, como a fala e a música.

O sistema de modulação também permite a adaptação auditiva , o que significa que sons persistentes podem ser ignorados e a atenção pode ser focada em novos sons no ambiente.

Equilibriocepção: células ciliadas vestibulares

As células ciliadas vestibulares estão localizadas no sistema vestibular do ouvido interno. O movimento da endolinfa através dos três dutos semicirculares é detectado pelos estereocílios e, como nas células ciliadas cocleares, canais iônicos são abertos que geram um potencial receptor até causar a abertura dos canais de cálcio voltagem-dependentes e a liberação de neurotransmissores para a sinapse nervosa . O estímulo é transmitido ao cérebro, que combina as informações sobre o movimento nos três canais para gerar a percepção do equilíbrio, ou seja, a percepção da posição e aceleração do corpo no espaço .

As células ciliadas vestibulares são responsáveis ​​pela percepção do equilíbrio

Implicações médicas

Lesões nas células ciliadas externas causam perda da sensibilidade auditiva, enquanto lesões nas células ciliadas internas causam perda auditiva irreversível , pois as células ciliadas internas não se regeneram . A perda auditiva associada à idade e a muitas doenças ocorre por esse motivo.

Atualmente pode ser resolvido com o implante coclear , dispositivo eletrônico capaz de realizar a transdução por meio da reação às ondas sonoras e da estimulação do nervo auditivo.

No futuro, é provável que eles sejam capazes de se regenerar usando células-tronco ou terapia genética . Um dos possíveis genes que impedem a regeneração dessas células é o gene Rb1, que codifica a proteína retinoblastoma, uma proteína supressora de tumor alterada em vários tipos de câncer. O gene p27kip1, que codifica o inibidor da quinase dependente de ciclina 1B (CDKN1B) e inibe o ciclo celular, e o Sonic hedgehog, proteína essencial na organogênese durante o desenvolvimento embrionário em animais vertebrados, também podem estar envolvidos.