HAARCELLEN: KENMERKEN EN FUNCTIES - BIOLOGIE - 2026

De haarcellen zijn die cellen met structuren die trilharen worden genoemd. Cilia zijn, net als flagella, cytoplasmatische projecties van cellen, met daarin een set microtubuli. Het zijn constructies met zeer nauwkeurige motorische functies.

De trilharen zijn klein en kort, zoals filamenten. Deze structuren worden aangetroffen in een grote verscheidenheid aan eukaryote cellen, van eencellige organismen tot cellen waaruit weefsels bestaan. Ze vervullen verschillende functies, van celbeweging tot de beweging van het waterige medium door membranen of barrières bij dieren.

Ciliated organismen.
Respectievelijk bron: Picturepest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flupke59

Waar worden haarcellen gevonden?

Haarcellen worden aangetroffen in bijna alle levende organismen, behalve nematoden, schimmels, rhodofyten en angiospermplanten, waarin ze volledig afwezig zijn. Bovendien zijn ze zeer zeldzaam bij geleedpotigen.

Ze komen vooral veel voor bij protisten, waar een bepaalde groep wordt herkend en geïdentificeerd door het presenteren van dergelijke structuren (ciliaten). In sommige planten, bijvoorbeeld in varens, kunnen we haarcellen vinden, zoals hun geslachtscellen (gameten).

In het menselijk lichaam zijn er trilharencellen die epitheliale oppervlakken vormen, zoals het oppervlak van de luchtwegen en het binnenoppervlak van de eileiders. Ze zijn ook te vinden in het cerebrale ventrikel en in het auditieve en vestibulaire systeem.

Kenmerken van trilharen

Structuur van de trilharen

Cilia zijn korte en talrijke cytoplasmatische projecties die het celoppervlak bedekken. Over het algemeen hebben alle trilhaartjes in wezen dezelfde structuur.

Elke cilium bestaat uit een reeks interne microtubuli, elk samengesteld uit subeenheden van tubuline. Microtubuli zijn in paren gerangschikt, met een centraal paar en negen perifere paren die een soort ring vormen. Deze set microtubuli wordt het axoneme genoemd.

De ciliaire structuren hebben een basaal lichaam of kinetosoom dat ze aan het celoppervlak verankert. Deze kinetosomen zijn afgeleid van de centriolen en zijn samengesteld uit negen microtubuli-tripletten, zonder het centrale paar. Perifere microtubulus-doubletten zijn afgeleid van deze basale structuur.

In het axoneme is elk paar perifere microtubuli gefuseerd. Er zijn drie eiwiteenheden die het axoneme van de trilharen bij elkaar houden. Nexin houdt bijvoorbeeld de negen microtubuli-doubletten bij elkaar door middel van bindingen ertussen.

De dyneïne verlaat het centrale microtubuli-paar naar elk perifeer paar en hecht zich aan een specifieke microtubule in elk paar. Dit maakt de vereniging tussen de doubletten mogelijk en genereert een verplaatsing van elk paar ten opzichte van zijn buren.

Ciliaire beweging

De beweging van de trilharen doet denken aan een zweepslag. Tijdens ciliaire beweging laten de dynein-armen van elk doublet de microtubuli glijden terwijl het doublet beweegt.

De dyneïne van een microtubulus bindt zich aan de continue microtubule, waarbij het herhaaldelijk draait en loslaat, waardoor het doublet naar voren schuift ten opzichte van de microtubuli aan de bolle zijde van het axoneme.

Vervolgens keren de microtubuli terug naar hun oorspronkelijke positie, waardoor de cilium zijn rusttoestand terugkrijgt. Door dit proces kan de cilium buigen en het effect produceren dat, samen met de andere trilhaartjes op het oppervlak, mobiliteit geeft aan de cel of de omgeving, al naargelang het geval.

Het mechanisme van ciliaire beweging is afhankelijk van ATP, dat de nodige energie levert aan de dyneïne-arm voor zijn activiteit, en van een specifiek ionisch medium, met bepaalde concentraties calcium en magnesium.

Haarcellen van het gehoorsysteem

In het auditieve en vestibulaire systeem van gewervelde dieren zijn er zeer gevoelige mechanoreceptorcellen die trilharen worden genoemd, omdat ze trilharen hebben in hun apicale gebied, waar er twee typen zijn: kinetocilia, vergelijkbaar met beweeglijke trilharen, en stereocilia met verschillende actine-filamenten die longitudinaal uitsteken. .

Deze cellen zijn verantwoordelijk voor de transductie van mechanische prikkels naar elektrische signalen die naar de hersenen worden gestuurd. Ze worden op verschillende plaatsen bij gewervelde dieren aangetroffen.

Bij zoogdieren worden ze aangetroffen in het orgaan van Corti in het oor en zijn ze betrokken bij het proces van het geleiden van geluid. Ze zijn ook gerelateerd aan de evenwichtsorganen.

Bij amfibieën en vissen worden ze aangetroffen in externe receptorstructuren die verantwoordelijk zijn voor het detecteren van de beweging van het omringende water.

Kenmerken

De belangrijkste functie van de trilhaartjes is gerelateerd aan de mobiliteit van de cel. Bij eencellige organismen (protisten die tot de phylum Ciliophora behoren) en kleine meercellige organismen (ongewervelde waterdieren) zijn deze cellen verantwoordelijk voor de beweging van het individu.

Ze zijn ook verantwoordelijk voor de beweging van vrije cellen binnen meercellige organismen, en wanneer deze een epitheel vormen, is hun functie om het waterige medium waarin ze worden aangetroffen, door hen of door een membraan of kanaal te verplaatsen.

Bij tweekleppige weekdieren verplaatsen haarcellen vloeistoffen en deeltjes door hun kieuwen om zuurstof en voedsel te extraheren en te absorberen. De eileiders van vrouwelijke zoogdieren zijn bekleed met deze cellen, waardoor de eitjes naar de baarmoeder kunnen worden getransporteerd door de beweging van de omgeving waarin ze worden aangetroffen.

In de luchtwegen van terrestrische gewervelde dieren zorgt de ciliaire beweging van deze cellen ervoor dat slijm kan glijden, waardoor wordt voorkomen dat de long- en tracheale kanalen worden geblokkeerd door puin en micro-organismen.

In de hersenventrikels laat het trilharenepitheel, dat uit deze cellen bestaat, de doorgang van cerebrospinale vloeistof toe.

Hebben prokaryote cellen cilia?

In eukaryoten zijn cilia en flagella vergelijkbare structuren die motorische functies vervullen. Het verschil tussen hen is hun grootte en het aantal dat elke cel kan hebben.

De flagellen zijn veel langer en meestal is er maar één per cel, zoals in sperma, betrokken bij de beweging van vrije cellen.

Sommige bacteriën hebben structuren die flagella worden genoemd, maar deze verschillen van eukaryote flagella. Deze structuren bestaan ​​niet uit microtubuli en hebben geen dyneïne. Het zijn lange, stijve filamenten die bestaan ​​uit zich herhalende subeenheden van een eiwit dat flagelline wordt genoemd.

Prokaryote flagellen hebben een roterende beweging zoals drijfgassen. Deze beweging wordt bevorderd door een aandrijvende structuur in de celwand van het lichaam.

Medisch belang van haarcellen

Bij mensen zijn er enkele ziekten die de ontwikkeling van haarcellen of het mechanisme van ciliaire beweging beïnvloeden, zoals ciliaire dyskinesie.

Deze aandoeningen kunnen het leven van een persoon op een zeer gevarieerde manier beïnvloeden, met longinfecties, otitis en de toestand van hydrocephalus bij foetussen tot onvruchtbaarheid.

Referenties

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Moleculaire biologie van de cel. Garland Science, Taylor en Francis Group.
2. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologie: leven op aarde. Pearson onderwijs.
3. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Uitnodiging voor biologie. Panamerican Medical Ed.
4. Eckert, R. (1990). Dierfysiologie: mechanismen en aanpassingen (nr. QP 31.2. E3418).
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL, & Johnson, TR (2004). Microbiologie: een inleiding. San Francisco, Californië: Benjamin Cummings.
6. Guyton, AC (1961). Leerboek van medische fysiologie. Academische geneeskunde, 36 (5), 556.
7. Hickman, CP, Roberts, LS, & Larson, A. l'Anson, H. en Eisenhour, DJ (2008) Integrated Principles of Zoology. McGrawwHill, Boston.
8. Mitchell, B., Jacobs, R., Li, J., Chien, S., & Kintner, C. (2007). Een positief feedbackmechanisme regelt de polariteit en beweging van beweeglijke trilharen. Nature, 447 (7140), 97.
9. Lodish, H., Darnell, JE, Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP en Matsudaira, P. (2008). Molleculaire celbiologie. Macmillan.
10. Welsch, U., en Sobotta, J. (2008). Histologie. Panamerican Medical Ed.