CILIA: ĐẶC ĐIỂM, CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG VÀ VÍ DỤ - SINH HỌC - 2026

Các lông mao là những hình chiếu dạng sợi ngắn hiện diện trên bề mặt của màng sinh chất của nhiều loại tế bào. Những cấu trúc này có khả năng chuyển động rung động phục vụ cho sự vận động của tế bào và tạo ra dòng điện trong môi trường ngoại bào.

Nhiều tế bào được lót bởi các lông mao với chiều dài xấp xỉ 10 µm. Nhìn chung, các lông mao di chuyển theo một chuyển động khá phối hợp từ sau ra trước. Bằng cách này, tế bào di chuyển qua chất lỏng hoặc chất lỏng di chuyển trên bề mặt của chính tế bào.

Nguồn: Tương ứng: Picturepest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flupke59

Các cấu trúc kéo dài này trong màng được cấu tạo chủ yếu bởi các vi ống và chịu trách nhiệm cho sự di chuyển trong các loại tế bào ở sinh vật nhân thực.

Lông mao là đặc trưng của nhóm động vật nguyên sinh có lông hút. Chúng thường hiện diện ở eumetazoa (ngoại trừ ở giun tròn và động vật chân đốt), nơi chúng thường nằm trong các mô biểu mô, tạo thành biểu mô có lông mao.

nét đặc trưng

Các lông mao và lông roi của sinh vật nhân chuẩn có cấu trúc rất giống nhau, mỗi cái có đường kính xấp xỉ 0,25 µm. Về mặt cấu trúc, chúng tương tự như trùng roi, tuy nhiên ở những tế bào hiện diện chúng thì số lượng nhiều hơn nhiều so với trùng roi, có sự xuất hiện của nhung mao trên bề mặt tế bào.

Cilium đầu tiên di chuyển xuống dưới và sau đó dần dần thẳng, tạo cảm giác như một chuyển động chèo thuyền.

Các lông mao di chuyển theo cách mà mỗi lông mao hơi lệch nhịp với hàng xóm gần nhất của nó (nhịp metachronous), tạo ra một dòng chất lỏng liên tục trên bề mặt tế bào. Sự phối hợp này hoàn toàn là vật lý.

Đôi khi, một hệ thống phức tạp gồm các vi ống và sợi tham gia vào các cơ quan cơ bản, nhưng người ta chưa chứng minh được rằng chúng đóng vai trò điều phối trong chuyển động của thể mi.

Nhiều lông mao dường như không hoạt động như cấu trúc di động và được gọi là lông mao sơ ​​cấp. Hầu hết các mô động vật đều có lông mao chính bao gồm các tế bào trong ống dẫn trứng, tế bào thần kinh, sụn, ngoại bì của các chi đang phát triển, tế bào gan, ống dẫn nước tiểu, v.v.

Mặc dù màng sau không di động, nhưng quan sát thấy rằng màng thể mi có nhiều thụ thể và kênh ion có chức năng cảm giác.

Sinh vật có lông

Lông mao là một đặc điểm phân loại quan trọng để phân loại động vật nguyên sinh. Những sinh vật có cơ chế vận động chính là nhờ các lông mao thuộc về "các lông mao" (Phylum Ciliophora = mang hoặc có lông mao).

Những sinh vật này có tên như vậy vì bề mặt tế bào được lót bởi các lông mao hoạt động nhịp nhàng có kiểm soát. Trong nhóm này, sự sắp xếp của các lông mao rất khác nhau và thậm chí một số sinh vật thiếu lông mao khi trưởng thành, có mặt trong giai đoạn đầu của vòng đời.

Các ciliates thường là động vật nguyên sinh lớn nhất với chiều dài từ 10 µm đến 3 mm, và chúng cũng có cấu trúc phức tạp nhất với một loạt các chuyên môn hóa. Các lông mao thường được sắp xếp thành hàng dọc và hàng ngang.

Tất cả các loài có lông mao dường như đều có hệ thống họ hàng, ngay cả những loài không có lông mao vào một thời điểm nào đó. Nhiều sinh vật trong số này sống tự do và những sinh vật khác là loài cộng sinh chuyên biệt.

Kết cấu

Các lông mao mọc từ các cơ quan cơ bản có quan hệ mật thiết với các trung tâm. Các thể cơ bản có cấu trúc giống như các trung tâm được nhúng vào các trung thể.

Các thể cơ bản có vai trò rõ ràng trong việc tổ chức các vi ống của sợi trục, thể hiện cấu trúc cơ bản của lông mao, cũng như sự cố định của lông mao vào bề mặt tế bào.

Axoneme được tạo thành từ một tập hợp các vi ống và các protein liên kết. Những vi ống này được sắp xếp và sửa đổi theo một mô hình kỳ lạ đến mức nó là một trong những phát hiện đáng ngạc nhiên nhất của kính hiển vi điện tử.

Nhìn chung, các vi ống được sắp xếp theo kiểu "9 + 2" đặc trưng, ​​trong đó một cặp vi ống trung tâm được bao quanh bởi 9 đôi vi ống bên ngoài. Cấu trúc 9 + 2 này là đặc trưng của tất cả các dạng lông mao từ động vật nguyên sinh đến lông mao ở người.

Các vi ống kéo dài liên tục dọc theo chiều dài của sợi trục, thường dài khoảng 10 µm, nhưng có thể dài tới 200 µm ở một số tế bào. Mỗi vi ống này có cực, các đầu cực trừ (-) được gắn vào “thể cơ bản hay còn gọi là kinetosome”.

Đặc điểm vi ống

Các vi ống của axoneme được liên kết với nhiều protein, chúng nằm ở các vị trí đều đặn. Một số trong số chúng hoạt động như các liên kết chéo chứa các bó vi ống với nhau và một số khác tạo ra lực để tạo ra chuyển động của chúng.

Cặp vi ống trung tâm (cá thể) đã hoàn chỉnh. Tuy nhiên, hai vi ống tạo nên mỗi cặp ngoài có cấu trúc khác nhau. Một trong số chúng được gọi là ống "A" là một vi ống hoàn chỉnh được tạo thành từ 13 ống mềm, ống còn lại không hoàn chỉnh (ống B) được tạo thành từ 11 thành phần đính kèm với ống A.

Chín cặp vi ống bên ngoài này được kết nối với nhau và với cặp trung tâm bằng các cầu xuyên tâm của protein “nexin”. Hai nhánh dynein được gắn vào mỗi ống "A", với hoạt động vận động của các dynein ở trục mật này chịu trách nhiệm đánh bại các lông mao và các cấu trúc khác có cùng hình dạng như trùng roi.

Chuyển động của lông mao

Các lông mao được di chuyển do sự uốn cong của sợi trục, là một bó vi ống phức tạp. Các cụm lông mao chuyển động theo sóng một chiều. Mỗi cilium di chuyển như một chiếc roi, cilium được kéo dài hoàn toàn sau đó là một giai đoạn phục hồi từ vị trí ban đầu của nó.

Các chuyển động của lông mao về cơ bản được tạo ra bởi sự trượt của các bộ đôi vi ống bên ngoài so với nhau, được thúc đẩy bởi hoạt động vận động của axonemic dynein. Phần gốc của dynein liên kết với các vi ống A và các nhóm đầu liên kết với các ống B lân cận.

Do nexin trong các cầu nối với các vi ống bên ngoài của sợi trục, sự trượt của một sợi đôi này qua một sợi đôi khác buộc chúng bị uốn cong. Quá trình thứ hai tương ứng với cơ sở của sự chuyển động của lông mao, một quá trình mà vẫn còn ít được biết đến.

Sau đó, các vi ống trở lại vị trí ban đầu, làm cho xilium lấy lại trạng thái nghỉ ngơi. Quá trình này cho phép cilium uốn cong và tạo ra hiệu ứng, cùng với các lông mao khác trên bề mặt, mang lại tính di động cho tế bào hoặc môi trường xung quanh.

Năng lượng cho chuyển động của mi

Giống như dynein tế bào chất, dynein mật có vùng vận động, vùng này thủy phân ATP (hoạt động của ATPase) để di chuyển dọc theo một vi ống về phía đầu trừ của nó, và vùng mang điện tích ở đuôi, vùng này trường hợp là một vi ống tiếp giáp.

Các lông mao di chuyển gần như liên tục, và do đó cần cung cấp một lượng lớn năng lượng dưới dạng ATP. Năng lượng này được tạo ra bởi một số lượng lớn các ti thể thường có rất nhiều gần các thể cơ bản, là nơi bắt nguồn của các lông mao.

Đặc trưng

Chuyển động

Chức năng chính của lông mao là di chuyển chất lỏng trên bề mặt tế bào hoặc đẩy từng tế bào đi qua chất lỏng.

Sự di chuyển của lông mi là rất quan trọng đối với nhiều loài trong các chức năng như xử lý thức ăn, sinh sản, bài tiết và điều hòa thẩm thấu (ví dụ, trong các tế bào rực rỡ) và sự di chuyển của chất lỏng và chất nhầy trên bề mặt của các lớp tế bào. biểu mô.

Các lông mao ở một số động vật nguyên sinh như Paramecium chịu trách nhiệm cho cả khả năng di chuyển của sinh vật và quét các sinh vật hoặc các phần tử về phía khoang miệng để tìm thức ăn.

Thở và bú

Ở động vật đa bào, chúng có chức năng hô hấp và dinh dưỡng, mang theo khí hô hấp và các phần tử thức ăn qua nước trên bề mặt tế bào, ví dụ như ở động vật thân mềm có hoạt động ăn uống bằng cách lọc.

Ở động vật có vú, đường thở được lót bởi các tế bào lông giúp đẩy chất nhầy có chứa bụi và vi khuẩn vào cổ họng.

Các lông mao cũng giúp quét trứng dọc theo ống dẫn trứng, và một cấu trúc liên quan, trùng roi, thúc đẩy tinh trùng. Những cấu trúc này đặc biệt rõ ràng trong các ống dẫn trứng, nơi chúng di chuyển trứng vào khoang tử cung.

Các tế bào lông nằm trong đường hô hấp, giúp làm sạch chất nhờn và bụi. Trong các tế bào biểu mô lót đường hô hấp của con người, số lượng lớn lông mao (109 / cm2 trở lên) quét các lớp chất nhầy, cùng với các hạt bụi bị mắc kẹt và tế bào chết, vào miệng, nơi chúng được nuốt và loại bỏ.

Bất thường cấu trúc trong lông mao

Ở người, một số khiếm khuyết di truyền của dynein thể mật gây ra cái gọi là hội chứng Karteneger hoặc hội chứng lông mao bất động. Hội chứng này đặc trưng bởi tình trạng vô sinh nam do tinh trùng bất động.

Ngoài ra, những người mắc hội chứng này rất dễ bị nhiễm trùng phổi do các lông mao trong đường hô hấp bị tê liệt, không thể làm sạch bụi và vi khuẩn bám trong người.

Mặt khác, hội chứng này gây ra những khiếm khuyết trong việc xác định trục trái - phải của cơ thể trong giai đoạn phát triển phôi thai sớm. Loại thứ hai được phát hiện gần đây và có liên quan đến độ bên và vị trí của một số cơ quan trong cơ thể.

Các tình trạng khác của loại này có thể xảy ra do tiêu thụ heroin trong thai kỳ. Trẻ sơ sinh có thể bị suy hô hấp sơ sinh kéo dài do sự thay đổi siêu cấu trúc của sợi trục của lông mao trong biểu mô đường hô hấp.

Người giới thiệu

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Sinh học tế bào cần thiết. New York: Khoa học Garland. Ấn bản lần 2.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Sinh học phân tử của tế bào. Garland Science, Taylor và Francis Group.
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Sinh học: khoa học và tự nhiên. Giáo dục Pearson.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Tế bào. (trang 397-402). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Nguyên tắc tổng hợp của động vật học. New York: McGraw-Hill. Phiên bản ^thứ 14 .
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Sinh học tế bào và phân tử. Mexico. Biên tập Pearson Education.
7. Sierra, AM, Tolosa, MV, Vao, CSG, López, AG, Monge, RB, Algar, OG & Cardelús, RB (2001). Mối liên quan giữa việc sử dụng heroin trong thời kỳ mang thai và những bất thường về cấu trúc của lông mao hô hấp trong thời kỳ sơ sinh. Biên niên sử của Nhi khoa, 55 (4) : 335-338).
8. Stevens, A., & Lowe, JS (1998). Mô học con người. Harcourt Brace.
9. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Mô học. Panamerican Medical Ed.