Cilia

Ondergeschikt Cilia zijn vrij beweegbare celprocessen, zoals gevonden in het trilhaarepitheel van de longen. Hun bewegingen maken het transport van slijm en vloeistoffen mogelijk. Bij ziekten als astma of cystische fibrose wordt dit transport verstoord door trilharen.

Wat zijn cilia

De technische terminologie beschrijft vrij beweegbare celprocessen als trilharen. Deze vijf tot tien µm lange uitsteeksels van het plasmamembraan zijn ongeveer 0,25 µm dun en bevatten cytoplasma. Hun skelet is uitgerust met een axoneme dat microtubuli bevat. Alle trilharen zijn stevig verankerd door fijne vezels in het basale lichaam van het puntige cytoplasma.

De wimpers of trilhaartjes zijn bijvoorbeeld trilharen. Cilia zijn echter ook te vinden in de eileiders, in de teelballen of in de luchtwegen. Naast primaire trilhaartjes zijn er secundaire trilhaartjes. Ze verschillen in het aantal microtubuli dat ze bevatten en in hun bewegingsvermogen. Samen met de flagella worden cilia ook gegroepeerd onder de verzamelnaam undulipodium vanwege hun vergelijkbare constructieprincipe.

In ciliaten worden hele groepen trilharen soms cirrus genoemd. Er moet onderscheid worden gemaakt tussen trilharen en microvilli. Ze komen bijvoorbeeld voor in de darm en hebben geen microtubuli-structuur. De flagella van bacteriën is ook niet te vergelijken met cilia. Ze werken als een scheepsschroef, zijn beduidend kleiner dan trilharen en zitten niet opgesloten in een membraan.

Anatomie en structuur

Trilharen worden aan de buitenkant omsloten door een plasmamembraan. Het axoneme scheidt ze van het cellichaam. Het axoneme is een draad gemaakt van de contractiele eiwitten dyneïne en kinesine. De eiwitten zorgen ervoor dat de trilharen kunnen bewegen. De microtubuli zijn fijne holle vezels op het axoneme. Ze bestaan ​​uit moleculaire verbindingen met een elektrische lading en hebben dus elk een positieve en een negatieve tubulus.

Elk microtubuli-doublet is dus verdeeld in een A- en een B-tubulus. Elke A-tubulus is uitgerust met armachtige structuren. Deze structuren zijn altijd uitgelijnd met de B-tubulus van de aangrenzende iliacale. De microtubuli van een trilhaartje zijn twee keer gerangschikt. Deze microtubuli-doubletten van het tubulaire ciliaire skelet zijn in een cirkelvormige opstelling gerangschikt. In het midden van deze cirkel bevinden zich twee centrale microtubuli in sommige trilharen. Deze trilhaartjes worden ook wel secundaire trilhaartjes genoemd.

In tegenstelling hiermee noemt de geneeskunde cilia zonder centrale microtubuli primaire cilia. Binnenin bevindt zich cytoplasma, dat het cytoskelet van de trilharen vormt en zo het axoneme genereert. De individuele microtubulus-doubletten zijn met elkaar verbonden door nexin-schakels. In het geval van secundaire trilharen zijn de gedecentraliseerde doubletten ook via radiale spaken verbonden met het centrale doublet.

Functie en taken

Secundaire trilharen zijn meestal in staat tot actieve slag- of roeibewegingen. Ze kunnen rekken en buigen door hun microtubuli te spannen. Er treedt dus een schuifmechanisme op. De buiging van de trilharen treedt op wanneer de arm van de A-tubulus contact maakt met de B-tubulus van de naburige trilharen en de tubuli van het tubulusdoublet tegen elkaar beweegt. Het zeer flexibele proteïne nexin houdt de naburige doubletten van de trilharen bij elkaar tijdens deze verschuiving. Zoals de trilharen suggereren, is het uitgerekt.

Terwijl het terugslaat, is het gebogen. Secundaire trilharen zijn meestal in grote massa's gerangschikt en bewegen op een gecoördineerde manier volgens het zojuist beschreven principe. Dit betekent dat de tegenoverliggende rijen van een rij trilharen elk een fractie later afbuigen. Dit bewegingsprincipe wordt ook wel metachronische beweging genoemd. Hierdoor ontstaat een gelijkmatig kloppende flikkerstroom op het oppervlak van de cilia-groep, die in golven loopt. Bij een warmbloedig dier is de slagfrequentie van de trilharen ongeveer 20 per seconde. Bij mensen worden de gecoördineerde bewegingen van de secundaire trilharen meestal gebruikt om vloeistof- en slijmvliezen in het organisme te transporteren.

De eicel wordt bijvoorbeeld in de eileider getransporteerd of het slijm wordt in de bronchiën getransporteerd. Bij ciliaten dient de beweging om de individuele cellen te verplaatsen. In verband met het sperma van hogere diersoorten is de ciliaire beweging verantwoordelijk voor de celbeweging. Soms wordt de beweging van de secundaire trilharen ook gebruikt voor het ronddraaien van voedsel. Primaire trilharen zijn meestal niet in staat om actief te bewegen. Primaire trilharen bewegen, in tegenstelling tot de secundaire, meestal niet, maar nemen de functie aan van een sensorische antenne. Ze worden voornamelijk aangetroffen in het visuele apparaat en het reuksysteem.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten

Verschillende omstandigheden kunnen de ciliaire beweging van de secundaire trilharen lamleggen. Een dergelijke verlamming kan vooral optreden met betrekking tot het trilhaarepitheel van de longen. Als de pH bijvoorbeeld onder de 6,4 of boven de negen komt, treedt verlamming op. Allergische mechanismen kunnen ook de beweging van de trilhaartjes stoppen. Zo komt het bij astma voor dat de trilhaartjes in de longen op dit moment niet kunnen kloppen.

Bij de stofwisselingsstoornis cystische fibrose treedt ook een dergelijke verlamming van de pulmonale cilia op. Fysieke of mechanische schade aan de trilharen kan ook verantwoordelijk zijn voor verlamming of bewegingsstoornissen. Hoge temperaturen of kou kunnen een lichamelijke aandoening veroorzaken. Luchtturbulentie daarentegen is een van de meest voorkomende oorzaken van mechanische schade. De geneeskunde begrijpt ciliaire disfunctie als een algemene storing van de trilharen.

Primaire ciliaire disfunctie kan bijvoorbeeld optreden in de context van ziekten zoals het Kartagener-syndroom. Een secundaire ciliaire disfunctie van de longen kan daarentegen optreden als de betrokkene schadelijke stoffen heeft ingeademd. In het geval van chronische verlamming van de ciliaire beweging kan het trilharenepitheel veranderen in een plaveiselepitheel. Dit betekent dat het slijm niet meer uit de longen kan worden afgevoerd. Dit fenomeen komt veel voor bij zware rokers, maar de zojuist genoemde ziekten kunnen er ook mee in verband worden gebracht.