Caratteristiche ciglia, struttura, funzioni ed esempi

IL ciglia Sono brevi proiezioni filamentose presenti sulle superfici della membrana plasmatica di molti tipi di cellule. Queste strutture sono in grado di eseguire movimenti vibratori che servono per la locomozione cellulare e per la creazione di correnti nell'ambiente extracellulare.

Molte cellule sono coperte da ciglia con una lunghezza approssimativa di 10 µm. In generale, le ciglia si muovono con un movimento abbastanza coordinato da all'indietro. In questo modo, la cellula si muove attraverso il fluido o il fluido si sposta sulla superficie della cellula stessa.

Fonte: rispettivamente: PicturePest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flukke59 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

Queste strutture prolungate nella membrana sono principalmente costituite da microtubuli e sono responsabili del movimento in vari tipi di cellule negli organismi eucariotici.

Le ciglia sono caratteristiche del gruppo protozoi ciliato. Di solito sono presenti negli eumetazoi (tranne nei nematodi e negli artropodi), dove si trovano generalmente nei tessuti epiteliali che formano epiteli ciliate.

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Caratteristiche

Le ciglia e il flagello eucariotico sono strutture molto simili, ognuna con un diametro approssimativo di 0,25 µm. Strutturalmente sono simili ai flagelli, tuttavia in quelle cellule che le presentano sono molto più numerose del flagello, avendo una comparsa di villi sulla superficie cellulare.

Cilio si muove prima e poi si raddrizzava gradualmente, dando l'impressione di un movimento di tipo remoto.

Le ciglia si muovono in modo tale che ognuna è leggermente fuori passo con il loro vicino più vicino (ritmo metacronistico), producendo un flusso costante di liquido sulla superficie cellulare. Questo coordinamento è puramente fisico.

A volte un elaborato microtubuli e fibre collega i corpi basali, ma non si è dimostrato che svolgono un ruolo di coordinamento nel movimento ciliare.

Molte ciglia sembrano non funzionare come strutture mobili e sono state chiamate ciglia primarie. La maggior parte dei tessuti animali ha cilie primarie tra cui cellule in ovidotti, neuroni, cartilagine, ectoderma delle estremità in via di sviluppo, cellule epatiche, condotti urinari, tra gli altri.

Sebbene questi ultimi non siano mobili, è stato osservato che la membrana ciliare possedeva numerosi recettori e canali ionici con funzione sensoriale.

Organismi ciliati

Le ciglia costituiscono un importante carattere tassonomico per la classificazione dei protozoi. Quegli organismi il cui principale meccanismo di locomozione è attraverso le ciglia appartengono ai "ciliati o cilifori" (Phylum ciliophora = che trasportano o presenti ciglia).

Questi organismi acquisiscono quel nome perché la superficie cellulare è coperta da ciglia che hanno battuto in modo ritmico controllato. All'interno di questo gruppo la disposizione delle ciglia varia ampiamente e persino alcuni organismi mancano di ciglia nell'adulto, essendo presenti nelle prime fasi del ciclo di vita.

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I ciliati sono generalmente i protozoi più grandi con una lunghezza che varia da 10 µm a 3 mm, inoltre sono strutturalmente più complessi con una vasta gamma di specializzazioni. Le ciglia sono generalmente disposte in file longitudinali e trasversali.

Tutti i ciliati sembrano avere sistemi di parentela, anche quelli che non hanno le ciglia ad un certo punto. Molti di questi organismi sono la vita libera e altri sono Symziares specializzati.

Struttura

Le ciglia crescono dai corpi basali strettamente correlati ai centrioli. I corpi basali hanno la stessa struttura dei centrioli che sono incorporati nei centri.

I corpi basali hanno un ruolo chiaro nell'organizzazione dei microtubuli di Axonema, che rappresenta la struttura fondamentale delle ciglia, nonché l'ancoraggio delle ciglia sulla superficie cellulare.

Axonema è costituito da un insieme di microtubuli e proteine ​​associate. Questi microtubuli sono organizzati e modificati in un modello così curioso che è stata una delle rivelazioni più sorprendenti della microscopia elettronica.

In generale, i microtubuli sono disposti in uno schema caratteristico di "9+2" in cui una coppia centrale dei microtubuli è circondata da 9 doppi microtubuli esterni. Questa conformazione 9+2 è caratteristica di tutte le forme di ciglia dai protozoi a quelli trovati negli umani.

I microtubuli sono continuamente estesi dalla lunghezza dell'assonema, che di solito è lungo circa 10 µm, ma possono raggiungere 200 µm in alcune cellule. Ognuno di questi microtubuli presenta polarità, essendo gli estremi meno (-) insieme al "corpo basale o al cinetosoma".

Caratteristiche dei microtubuli

I microtubuli Axonema sono associati a numerose proteine, che sono proiettate in posizioni regolari. Alcuni di essi funzionano come legami incrociati contenenti pacchetti di microtubuli e altri generano forza per generare il loro movimento.

La coppia di microtubuli centrali (individuale) è completa. Tuttavia, i due microtubuli che compongono ciascuna delle coppie esterne sono strutturalmente diverse. Uno di questi chiamato Tubulo "A" è un microtubulo completo composto da 13 protofilamenti, l'altro incompleto (tubulo B) è costituito da 11 protofilamenti uniti al tubulo a.

Queste nove coppie di microtubuli esterni sono collegate tra loro e con la coppia centrale da ponti radiali della proteina "Nexina". Ad ogni tubulo "a", due bracci dinein sono uniti essendo l'attività motoria di queste dieine assonemiche ciliari che sono responsabili delle bancarelle delle ciglia e di altre strutture con uguale conformazione come il flagello.

Movimento delle ciglia

Le ciglia si muovono attraverso la flessione di Axonema, che è un pacchetto di microtubuli complessi. I gruppi di ciglia si muovono in onde unidirezionali. Ogni cilio si muove sotto forma di una frusta, il cilio è completamente diffuso seguito da una fase di recupero della sua posizione originale.

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I movimenti delle ciglia sono sostanzialmente prodotti dallo scorrimento dei doppi esterni dei microtubuli uno rispetto all'altro, guidati dall'attività motoria della dineina assomica. La base di dineina si lega ai microtubuli A e i gruppi di testa si legano ai bulari adiacenti.

A causa della nexina nei ponti che uniscono i microtubuli esterni di Axonema, lo scorrimento di un doppio su un altro li costringe a piegarsi. Quest'ultimo corrisponde alla base del movimento delle ciglia, un processo di cui poco è ancora noto.

Successivamente i microtubuli tornano alla loro posizione originale, causando il recupero di Cilio. Questo processo consente a Cilio di archeggiare e produrre l'effetto che, insieme alle altre ciglia di superficie, danno mobilità alla cellula o all'ambiente circostante.

Energia per il movimento ciliare

Come la dineina citoplasmatica, la dineina ciliare ha un dominio motorio, che idrolizza l'ATP (attività ATPASA) per muoversi lungo un microtubulo fino alla sua fine e una regione della coda che trasporta un carico, che in questo caso è un microtubulo contiguo contiguo.

Le ciglia si muovono quasi continuamente, e quindi richiedono un grande approvvigionamento energetico sotto forma di ATP. Questa energia è generata da un gran numero di mitocondri che normalmente abbondano vicino ai corpi basali che sono dove hanno origine le ciglia.

Funzioni

Movimento

La funzione principale delle ciglia è spostare il fluido sulla superficie della cellula o spingere le singole cellule attraverso un fluido.

Il movimento ciliare è vitale per molte funzioni come la gestione degli alimenti, la riproduzione, l'escrezione e l'osmoregolazione (ad esempio, nelle cellule flamieger) e il movimento di fluidi e muco sulla superficie degli strati cellulari epiteliali.

Ciglia in alcuni protozoi come Paramecio Sono responsabili sia della mobilità dell'organismo che della vasta gamma di organismi o particelle verso la cavità orale per il suo cibo.

Respirazione e cibo

Negli animali multicellulari lavorano nella respirazione e nella nutrizione che trasportano gas respiratori e particelle alimentari sulla superficie cellulare, come molluschi la cui alimentazione è per filtrazione.

Nei mammiferi il tratto respiratorio è coperto da cellule di flusso che spingono verso la gola che contengono polvere e batteri.

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Le ciglia aiutano anche a spazzare le uova in tutto l'ovidotto e una struttura correlata, il flagello, guida lo sperma. Queste strutture sono particolarmente evidenti nei tubi di Falloppio in cui si muove l'ovulo alla cavità uterina.

Cellule ciliate che coprono il tratto respiratorio, che lo puliscono dal muco e dalla polvere. Nelle cellule epiteliali che coprono il tratto respiratorio umano, un gran numero di ciglia (109 / cm2 o più) spazzano gli strati di muco, insieme a particelle intrappolate di polvere e cellule morte, verso la bocca, dove vengono inghiottite ed eliminate.

Anomalie strutturali nelle ciglia

Negli esseri umani alcuni difetti ereditari della dineina ciliare causano la sindrome di Kartenger così chiamata o le ciglia immobili. Questa sindrome è caratterizzata dalla sterilità nei maschi a causa dell'immobilità dello sperma.

Inoltre, le persone con questa sindrome hanno un'alta suscettibilità a soffrire di infezioni polmonari a causa della paralisi delle ciglia nel tratto respiratorio, che non riescono a pulire polvere e batteri che sono alloggiati in questi.

D'altra parte, questa sindrome provoca difetti nella determinazione della sinistra-destra del corpo durante lo sviluppo embrionale precoce. Quest'ultimo è stato recentemente scoperto ed è correlato alla lateralità e alla posizione di alcuni organi del corpo.

Altre condizioni di questo tipo possono verificarsi a causa del consumo di eroina durante la gravidanza. I neonati possono avere un disagio respiratorio neonatale prolungato a causa dell'alterazione ultrastrutturale di ciglia assonema nelle epiteli respiratorie.

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