耳鼻咽喉-头颈外科「图解」206-146-耳蜗转导与听觉病理学的分子基础

图-1. A，通过人类耳蜗的Midmodiolar部分，显示基底（下），中间和顶端（上）圈。蜗轴是耳蜗的中心核心，并且安置螺旋神经节神经元。耳蜗管（也称为scala介质（SM））包含内淋巴，并分别通过耳蜗分隔物和Reissner膜与外淋巴液室，鼓阶（ST）和前庭前庭（SV）分开。在耳蜗顶端，鼓阶和前庭前庭的液体通过称为螺旋体的开口混合。 B，通过猕猴的耳蜗的基底转动的更大放大倍数的图像。 Corti器依赖于人工耳蜗分区，该分区包括基底膜（BM）和一层间皮细胞，该细胞排列BM并面向鼓阶。血管纹（StV）和螺旋韧带（SLig）形成scala介质的外侧边界。 C，来自猫耳蜗中间圈的Corti器横截面。由内柱细胞和外柱细胞组成的Corti（TC）三角形隧道将内毛细胞（IHCs）与外毛细胞（OHCs）分开。可以看到盖膜（TM）被拉离感觉细胞。 D，科蒂器。显示的是一排IHCs和三排OHCs。注意OHCs周围的流体空间;另外，请注意，OHCs最高的毛细血管嵌入在覆膜中，而IHC的毛细血管没有到达覆膜。 (A, Courtesy Dr. William B. Warr; B, From Engstrom H, Angelborg C. Morphology of the walls of the cochlear duct. In Zwicker E, Terhardt E, eds: Facts and models in hearing. New York: Springer-Verlag; 1974:3; C, From Engstrom H, Ades HW, Andersson A. Structural pattern of the organ of Corti. Baltimore: Williams & Wilkins; 1966; D, From Dallos P, Fakler B. Prestin, a new type of motor protein. Nat Rev Mol Cell Biol 2002;3:104.)


图-2. A，展开耳蜗内耳的示意图解释了基底膜和一个瞬间响应纯音的行波。还显示了与半规管相关的鼓膜（鼓膜）和中耳小骨。椭圆形的窗打开前庭阶，圆窗打开鼓阶。 B，用一段耳蜗圈抽出内耳以暴露标量。 C，通过耳蜗的截面图显示内毛细胞（IHCs）和外毛细胞（OHCs）相对于基底膜（BM）和盖膜（TM）的位置以及波传播的方向。 SM，耳道; ST，鼓阶; SV，前庭阶。 D，前庭阶和鼓阶中测量的压力与响应于爆发声音产生的耳膜压力的比率作为刺激频率的函数绘制;反应记录从一只猫。 SV和ST压力之间的差异是造成基底膜移位的原因。 E，基底膜（BM）在尸体人类耳蜗中响应200Hz在四个不同时间点产生的位移。行波的包络也被标出。 F，响应于四个刺激频率沿着尸体人类耳蜗中的基底膜测量的行波的包络显示峰位移的位置和频率（较高频率在逐渐接近基部的位置处产生峰值）之间的关系。 (A, From Dallos P, Fakler B. Nat Rev Md Cell Biol 2002;3:104; B, From Holme RH, Steel KP. Genes involved in deafness. Curr Opin Genet Dev 1999;9:309; C, Modified from Ashmore JF, Kolston PJ. Hair cell–based amplification in the cochlea. Curr Opin Neurobiol 1994;4:503; D, From Nedzelnitsky V. Sound pressures in the basal turn of the cat cochlea. J Acoust Soc Am 1980;68:1676; E and F, From von Békésy G. Experiments in hearing. New York: McGraw-Hill; 1960.)


图-3. A，外骨壳变薄后豚鼠耳蜗的照片。 B，去除一侧的骨头后的栗鼠耳蜗的扫描电子显微镜照片。在中心显示骨多形体（M），并且在基底弯中显示充满流体的鼓阶（ST）和前庭前动脉（SV）。螺旋顶点（H）显示在顶点，箭头表示耳蜗间隔在其中间附着的骨质螺旋薄层。指示圆窗（RW）和镫骨（S），并且镫骨的足板已被轻微拉开以暴露卵形窗（OW）。 C，在猫的耳蜗螺旋的六个位置处的基底膜厚度变化（深蓝色）和相关的间皮层（浅蓝色）和基底膜的宽度（水平轴）的示意图;指定的地点是相对于基底。弧形区域和梳齿形区域之间的界限由每个位置处的左箭头表示;弓形区（柱状部分）从骨螺旋板的唇缘延伸至外柱细胞（OPC）的足部，梳齿区从OPC延伸至螺旋韧带的基底冠（右箭头）。 D，人类基底膜带状性质的缩放表示，指示其宽度相对于其长度。 E，基底膜的宽度（BM）与人，604猫，64豚鼠，154和沙鼠的距离之间的数量关系.445 F，豚鼠基底膜硬度的估计值205和沙鼠139作为位置的函数。 G，耳蜗位置（即行波包络的峰值）的特征频率（CF）的地图，作为沿着基底膜对几种物种的位置的函数。请注意，每种物种的基底膜长度可以通过每条曲线沿x轴占据的距离来估算。频率位置图基于Greenwood开发的公式，使用经验拟合的数据为这里显示的物种，除了大鼠，其数据由Müller开发。 (A, From Wasterstrom SA. Accumulation of drugs on inner ear melanin. Therapeutic and ototoxic mechanisms. Scand Audiol Suppl 1984;23:1; B, From Harrison RV, Hunter-Duvar IM. An anatomical tour of the cochlea. In Jahn AF, Santos-Sacchi J, eds. Physiology of the ear. New York: Raven Press; 1988:160; C, From Cabezudo LM. The ultrastructure of the basilar membrane in the cat. Acta Otolaryngol 1978;86:160; D, From Wever EG. Theory of hearing. New York: Dover Publications; 1949.)


图-4. A，响应于纯色调沿着基底膜传播的行波的示意图。当耳蜗放大器发挥作用时，行波峰限制区域内的外毛细胞（OHC）施加相对于单独用于低水平刺激的被动力学过程中观察到的基底膜运动的力。 B，类似于A，除了注意到耳蜗放大产生的行波的峰值比单独被动力学产生的峰值窄得多，这对于频率鉴别是重要的。还要注意的是，在主动放大期间，行波的峰值发生在比被动力学产生的更多的基本方向上。 C，刺激水平与基底膜位移之间的示意关系。当OHCs正常时，低于40 dB声压级（SPL）的刺激水平增量会使基底膜位移线性增加。大约40到80 dB SPL之间，OHC响应饱和并产生压缩响应和非线性增长。超过80 dB SPL，增长再次成为线性。 OHCs受损时，位移仅发生在较高水平的刺激下，呈现线性增长。 D，相对于该位置处的特征频率（oct_CF）测量的刺激频率与在沿基底膜的给定点处引发标准或“阈值”响应所需的水平之间的关系（例如，调谐曲线）。当耳蜗放大器运行时，与无源耳蜗相比，阈值可能降低40至60 dB，频率选择性大大提高。 (A, From Ashmore JF, Kolston PJ. Hair cell–based amplification in the cochlea. Curr Opin Neurobiol 1994;4:503. B, From Gummer AW, Preyer S. Cochlear amplification and its pathology: emphasis on the role of the tectorial membrane. Ear Nose Throat J 1997;76:151.)


图-5. 基底膜运动的测量在健康的chinchilla耳蜗中靠近基座的一个位置处，以响应音爆。 A，响应不同频率（横坐标）在不同级别（参数）的音调突发的基底膜速度的测量。该位置的特征频率为9 kHz。声压级。 B，对于0.1mm / s的基准膜速度和1.77nm的标准位移幅度，示出了调谐曲线（即，产生作为刺激频率的函数的标准响应所需的刺激水平）。数据来自A.来自支配这个基底膜位置的听觉神经纤维的调谐曲线也被示出。 C，作为各种频率的刺激水平的函数的基底膜速度。一条线显示速度和水平之间的线性关系。 D，作为刺激频率函数的基底膜速度与镫骨速度（即增益）之间的比率。注意在特征频率位置附近的低刺激水平处的高增益（即，放大）随着刺激水平增加而减小。 (From Geisler CD: From sound to synapse: physiology of the mammalian ear. New York: Oxford University Press; 1998.)


图-6. A，外毛细胞的绘制显示圆柱体;细胞核位于细胞基底附近;位于细胞顶点的角质板，其中立毛状体插入物的根部;地下池是与细胞外侧相连的光滑内质网堆栈;和Hensen体，是位于角质板下面的内质网的延续部分，可能是高尔基体的功能。 B，豚鼠外毛细胞侧膜的透射电子显微镜显示，细胞膜（pm），正好在膜下面的皮质晶格（cl），外侧池（lc）和线粒体（m）蓄水池。比例尺是200纳米。图C，外毛细胞侧膜的图，其中质膜的内外小叶已被分离以揭示内毛细胞中不存在的高密度膜粒子，其可能是马达蛋白快蛋白的寡聚体。皮质晶格由平行肌动蛋白细丝的许多子区域组成，周向定向在细胞周围并通过血影蛋白交联。肌动蛋白丝通过支柱分子结合到质膜上（成分未知），并且亚表面池正好位于皮质晶格内。 D，内柱（IP）和外柱（OP）细胞相对于外毛细胞（OHC）的顶端表面和Deiters细胞（D1，D2，D3）的指骨过程的扩大顶端表面的图示形成网状薄层。 IHC，内部毛细胞。 E，膜粒子几个亚结构域的定向图（左）和一系列经历构象变化的粒子，这些结构变化改变了与跨膜电压变化相关的粒子堆积密度。在去极化期间，更紧密的包装会缩短子区域以及毛细胞本身;在超极化期间，发生延伸。 (A, From Lim DJ. Functional structure of the organ of Corti: a review. Hear Res 1986;22:117; B, From Holley MC. Outer hair cell motility. In Dallos P, Popper AN, Fay RR, eds: The cochlea. New York: Springer-Verlag; 1996:386; C, Modified from Oghalai JS, Patel AA, Nakagawa T, Brownell WE. Fluorescence-imaged microdeformation of the outer hair cell lateral wall. J Neurosci 1998;18:48; D, From Slepecky NB. Structure of the mammalian cochlea. In Dallos P, Popper AN, Fay RR, eds. The cochlea. New York: Springer-Verlag; 1996:44; E, From Frolenkov GI, Atzori M, Kalinec F, Mammano F, Kachar B. The membrane-based mechanism of cell motility in cochlear outer hair cells. Mol Biol Cell 1998;9:1961.)


图-7. A，龙猫科尔蒂器官表面的扫描电子显微照片显示了三排外毛细胞（OH1，OH2，OH3），一排内毛细胞（IH），内和外柱细胞（IP和 OP），内侧趾细胞（IPH），Deiters细胞（D1，D2，D3）和Hensen细胞（H）。 B，Corti器结构示意图：1，基底膜; 2，Hensen细胞; 3，外层指骨细胞; 4，神经末梢; 5，外毛细胞; 6，外螺旋纤维; 7，外柱细胞; 8，科蒂隧道; 9，内柱细胞; 10，内层指骨细胞; 11，边界细胞; 12，盖膜; 13，I型螺旋神经节细胞（SGC）; 14，II型SGC; 15，骨性螺旋板; 16，螺旋血管; 17，梭形细胞; 18，听觉神经纤维; 19，放射状纤维。 (A, From Lim DJ. Functional structure of the organ of Corti: a review. Hear Res 1986;22:117; B, Modified from Geisler CD: From Sound to Synapse: Physiology of the Mammalian Ear. New York: Oxford University Press; 1998.)


图-8. A，动力蛋白（SLC26A5）的膜拓扑结构的示意图，其由744个氨基酸组成并且预测具有12个跨膜结构域和细胞内氨基末端（NH2）和羧基末端（COOH）末端。圆圈和菱形分别代表带正电和带负电的氨基酸。 B，作为电压的函数，离开的外毛细胞（OHC）的长度的变化从-68.4mV的保持电位步进。插图是位于质膜中的单个prestin分子的图解，其可以在两个构象状态之间切换，这取决于跨膜电压;去极化越大，采用较短状态的可能性越大，反之亦然。与长度变化相关的非线性电容可能是由于阴离子易位，如Cl-（黄色圆圈），在超极化过程中更接近细胞外侧，在去极化过程中更接近细胞内侧。 C，Prestin的靶向破坏导致纯合小鼠的听性脑干反应（ABR）阈值严重升高，并且孤立的OHCs中没有体细胞运动（D）。 (A, From Dallos P, Fakler B. Prestin, a new type of motor protein. Nat Rev Mol Cell Biol 2002;3:104; B, Modified from Santos-Sacchi J. On the frequency limit and phase of outer hair cell motility: effects of the membrane filter. J Neurosci 1992;12:1906. C, and D, Modified from Liberman MC, Gao J, He DZ, et al. Prestin is required for electromotility of the outer hair cell and for the cochlear amplifier. Nature 2002;419:300.)


图-9. A和B，来自耳蜗顶端（A）和基底圈（B）的Corti器的示意图显示了覆膜（TM）相对于Corti器表面的位置。 TM的主要蛋白质包括II型，V型，IX型和XI型胶原蛋白; α-和β-酪蛋白; otogelin和otogelin样蛋白; 和CEACAM16。 Otoancorin位于螺旋缘的顶端表面。 注意两个位置的基底膜（BM）宽度和厚度以及外毛细胞长度的差异。 C，TM445的横截面积及其在横向和径向测量的刚度446，作为与沙鼠耳蜗基部距离的函数示出。 将沙鼠基底膜的刚性139绘制用于比较。 (A and B, Modified from Spoendlin H. Innervation densities of the cochlea. Acta Otolaryngol 1972;73:235.)


图-10. 在膜的径向范围内的基底膜（BM）振动模型。 A，当BM向前庭运动方向移动时，在BM最大速度点，BM与覆膜（TM）之间的剪切运动导致毛细胞向兴奋方向弯曲，产生去极化和收缩或缩短外侧毛细胞（OHCs）将网状层（RL）拉向BM。 IHC，内毛细胞; IPC，内柱单元; OPC，外支柱细胞; OSL，osseus螺旋叶片。 B，随着BM向鼓阶移动，并且在最大BM速度点处，发束在抑制方向上偏转，这引起OHC的超极化和伸长。虚线表示BM和RL静止的位置。请注意，沿着位于OPC脚下的BM的大红点表示一个枢轴点，这使得Corti隧道下方的BM位移可能与OHCs下发生的位移不同步。 (Modified from Nilsen KE, Russell IJ. The spatial and temporal representation of a tone on the guinea pig basilar membrane. Proc Natl Acad Sci U S A. 2000;97:11751.)


图-11. A，通过仅在发育早期存在于听觉毛细胞上的毛细胞毛细血管窦毛细胞和激肽释出截面，显示构成每个立体毛细胞的中心核心的肌动蛋白细丝的密集，规则堆积以及由九对构成激动剂的微管。 B，毛细胞根尖区域的表示说明连接短毛细血管尖端与相邻较高的毛细血管团的连接点以及交联所有相邻毛细血管肉瘤和激肽释放酶的水平连接（也显示在A中）的尖端连接。 C，居住在基部和顶端的内毛细胞（IHCs）的长度与来自人类和栗鼠的IHCs相似，而外毛细胞（OHC）长度从基部到顶部增加 - 在人OHCs的情况下相当显着。人类头发细胞（HC）的数据来自Nadol，而栗鼠的数据来自Lim。 D和E，在人类（D）和栗鼠（E）中，发束最高行中的毛细血管丛长度从基部到顶部逐渐增加。人类的数据由Wright获得，而栗鼠的数据由Lim获得。 F，作为距离沿耳蜗分区的函数的每行的毛细血管数量;数据来自Lim。 (A, From Thurm U, et al. Studies of mechanoelectric transduction in concentric hair bundles of invertebrates. In Lewis ER, et al, eds: Diversity in auditory mechanics. Singapore: World Scientific; 1997:119; B, From Pickles JO. An introduction to the physiology of hearing, ed 2. London: Academic Press; 1988.)


图-12. A，已经去除了盖膜和支柱细胞后小鼠耳蜗的外毛细胞（OHC）区域的扫描电子显微照片（SEM）显示OHCs占据原位的大细胞间腔室。 B，SEM的较高放大率显示单个OHC的高度有序发束。 C，来自豚鼠耳蜗的内毛细胞（IHC）的最高排毛细血管的SEM。这个观点正在朝向云看。注意毗邻相邻的毛细血管（箭头）的水平连接和每个接近毛细胞顶端表面的每个立体感的变窄。比例尺是500纳米。 D，来自豚鼠耳蜗的IHC的SEM显示与OHCs的V形或W形排列特征相比，定位心脏的几乎直线排列。 E，来自豚鼠耳蜗的毛细胞中的尖端连接的高分辨率图像显示在较高静纤毛的上插入点处链接的展开。比例尺是100纳米。 F，示意图说明了发束向较高的无毛细胞纤维的偏转，这导致顶端连接（右）的拉伸和转换通道的打开;发束朝向较短毛细血管偏转产生尖端连接压缩（左），其关闭任何开放的转导通道。 G，IHC的受体电位和来自小鼠耳蜗根尖的OHC，其维持体外响应于头发束置换。上插图，链接每端的尖端链接和相关机电转换（MET）通道的插图。较低的插图，发束的方向敏感性表明发束垂直于对称轴的运动不产生响应，并且在成角度方向上的位移产生响应减少。 H，透射电子显微照片显示了张力下的尖端连接。请注意尖端链路两端的电子密度和立体振膜的拉伸到张力很高的点（请参阅B，C和E）。 (A and B, From Friedman TB, Hinnant JT, Fridell RA, et al. DFNB3 families and Shaker-2 mice: mutations in an unconventional myosin, myo 15. Adv Otorhinolaryngol 2000;56:131; C, D, and F, From Pickles JO. An introduction to the physiology of hearing, ed 2. London: Academic Press; 1988; E and H, From Kachar B, Parakkal M, Kurc M, et al. High-resolution structure of hair-cell tip links. Proc Natl Acad Sci U S A 2000;97:13336; G, Data from Russell IJ, Richardson GP, Cody AR. Mechanosensitivity of mammalian auditory hair cells in vitro. Nature 1986;321:517; Upper inset, Modified from Holt JR, Corey DP. Two mechanisms for transducer adaptation in vertebrate hair cells. Proc Natl Acad Sci U S A 2000;97:11730; Lower inset, From Flock A. Transducing mechanisms in the lateral line canal organ receptors. Cold Spring Harb Symp Quant Biol 1965;30:133.)


图-13. A，通过将制备物与肌球蛋白的S1片段孵育，从而在蜥蜴耳蜗中证明立体孢子内的肌动蛋白丝的均匀极性，从而标记丝极性。 肌动蛋白丝的箭头状外观表明它们的尖端位于毛细胞体的近端，并且肌动蛋白丝的倒刺端位于毛细血管尖端。 B，在纵向（底部）和横截面（顶部）中描绘的肌动蛋白丝的多晶组排列，显示由菌毛蛋白和espin组成的交联。 C，豚鼠毛细胞发束的硬度作为沿耳蜗分隔距离的函数（圆圈）。 还示出了在三个基底膜位置（正方形）处的每个毛细胞排的最高排立体毛细血管的长度。 IHC，内毛细胞; OHC，外毛细胞。 (A, From Tilney LG, DeRosier DJ, Mulroy MJ. The organization of actin filaments in the stereocilia of cochlear hair cells. J Cell Biol 1980;86:244; B, From Tilney LG, Egelman EH, DeRosier DJ, Saunder JC. Actin filaments, stereocilia, and hair cells of the bird cochlea. II. Packing of actin filaments in the stereocilia and in the cuticular plate and what happens to the organization when the stereocilia are bent. J Cell Biol 1983;96:822; C, Data from Strelioff D, Flock A. Stiffness of sensory-cell hair bundles in the isolated guinea pig cochlea. Hear Res 1984;15:19.)


图-14. A，通过位于相邻排中的两个毛细血管的纵向截面的示意图，其通过尖端连杆和其他连杆连接。请注意，只有在发育中的耳蜗毛细胞中才能找到侧向链接和脚踝链接。在成熟毛细胞中发现的非常规肌球蛋白包括肌球蛋白XVa和IIIa，其集中在毛细血管尖端;肌球蛋白VIIa和1c，它们是沿着毛细血管轴发现的;肌球蛋白VI是肌球蛋白超家族中唯一已知的向肌动蛋白细丝尖端移动的成员，发现于毛细血管基底和角质板中。 Whirlin也专注于定位耳聋的提示，而radixin，Clic5和Ptprq则集中在耳聋基座附近。具有长细胞外结构域的跨膜蛋白包括钙粘蛋白23，原钙粘蛋白15，Vlgr1b和嵌合蛋白，以及立体蛋白和Ptprq，它们看起来是特异性间接连接的组分。细胞内支架蛋白-couinin，SANS和Pdzd7-可用于将具有长细胞外结构域的跨膜蛋白锚定到F-肌动蛋白核心。 B，肌动蛋白周转中的肌动蛋白周转的模型，描述肌动蛋白聚合和交联，其发生在位于纤毛立体的尖端的肌动蛋白细丝的倒钩末端以及在立体定居的基部发生的肌动蛋白丝的解聚和解聚。 C，转导通道的示意图包括尖端连接复合体，用于适应的肌球蛋白电动机和谐波。 (A and B, Modified from Rzadzinska AK, Schneider ME, Davies C, et al. An actin molecular treadmill and myosins maintain stereocilia functional architecture and self-renewal. J Cell Biol 2004;164:887. C, Modified from Gillespie PG, Cyr JL. Myosin-1c, the hair cell’s adaptation motor. Annu Rev Physiol 2004;66:521.)


图-15. 内毛细胞（IHC;左）和外毛细胞（OHC;右）的绘制说明了一些基底外侧膜离子通道，泵和通过神经末梢的接触。显示了IHC中的三个钾电流：具有快速动力学的K +电流IK，f由大电导Ca 2+依赖性和电压依赖性K +通道BK携带;具有缓慢动力学的IK电流由电压门控钾通道（Kv）携带。这两个都是在外面纠正。还示出了由KCNQ4通道携带的负电位IK，n激活的慢延迟整流器。在OHCs中，主要的基底外侧膜K +电流是IK，n，它在负电位时有活性并由电压依赖性KCNQ4通道携带。 BK通道携带较小的电压依赖性和Ca2 +依赖性电流IK，Ca也存在。此外，传出神经末梢释放的乙酰胆碱（ACh）与OHC上的乙酰胆碱受体（AChRα9/α10）结合，激活Ca2 + - 穿透性兴奋性通道，引起小电导Ca2 +介导的超极化钾电流（IK，ACh）活化的钾通道（SK2）。 IHCs和OHCs都具有电压门控的Ca2 +电流（ICa），由钙离子通道介导（CaV1.3），在去极化期间开放，导致Ca2 +进入细胞并引发神经递质释放。通过质膜Ca2 + -ATPase亚型1（PMCA1）泵将Ca2 +从两种毛细胞类型中挤出; PMCA3定位于IHC的角质板区域（PMCA2a集中在静息肉）。请注意，大多数通道实际上位于膜的基底部分。此外，claudin-14定位于顶端膜附近的紧密连接处，并且zona occludens-1（ZO-1）位于两种毛细胞类型的紧密连接处和角质板以及支持细胞附近。 Prestin存在于OHCs的侧面细胞质膜上。 Aff，传入神经末梢; Eff，传出神经末梢; DC，Deiters细胞; M，线粒体。 (Modified from Geisler CD. From sound to synapse: physiology of the mammalian ear. New York: Oxford University Press; 1998.)


图-16. A，描绘发束正向（去极化）偏转的图，以及随着时间持续束偏转期间转换通道打开的概率（P）减小而观察到的适应性。 B，在适应状态下，束位移 - 打开概率曲线沿x轴水平移动，从而需要更大的束位移以引起与在刺激开始时观察到的响应相当的响应。 已提出两种模型来解释适应：电机介导的较慢过程，需要通过滑动包括沿肌动蛋白丝（C）的上尖端连接密度的蛋白质和直接Ca 2+介导的适应（D ）可能是由于Ca2 +与转导通道直接结合或与转导通道相关的相关蛋白质结合而导致的，这会改变通道以优选闭合状态。 (A and B, From Pickles JO, Corey DP. Mechanoelectrical transduction by hair cells. Trends Neurosci 1992;15:254; C and D, Modified from Holt JR, Corey DP. Two mechanisms for transducer adaptation in vertebrate hair cells. Proc Natl Acad Sci U S A 2000; 97:11730.)


图-17. A，内部毛细胞（IHC）和具有I型动脉传入树突的带状突触的示意图。 显示的支持细胞包括位于IHC的蜗轴侧附近的边界细胞和位于相对侧的内侧细胞; 还示出了内部沟槽单元和内部柱状单元。 描绘了外侧橄榄耳蜗传出纤维（LOC）与桡动脉传入纤维进行轴突枝状接触。 B，绘制单个IHC带状突触和与突触相关的蛋白质。 突触带是一个电子致密的身体，拥有许多突触小泡（蓝色球体）锚定到突触前膜。 BK，大电导Ca2 +激活的K +通道; CSP，半胱氨酸串蛋白; GluR，谷氨酸受体; GLAST，谷氨酸 - 天冬氨酸转运蛋白; SC，支持单元; SNAP25，突触体相关蛋白25kDa; VGLUT，泡状谷氨酸转运蛋白。 (A, Adapted from Ruel J, Wang J, Rebillard G, et al. Physiology, pharmacology and plasticity at the inner hair cell synaptic complex. Hear Res 2007;227:19; B, Modified from Fuchs PA, Glowatzki E, Moser T. The afferent synapse of cochlear hair cells. Curr Opin Neurobiol 2003;13:452 and Nouvian R, Beutner D, Parsons TD, Moser T. Structure and function of the hair cell ribbon synapse. J Membr Biol 2006;209:153.)


图-18. A，由形成耳蜗管的上皮屏障内的claudin-14组成的紧密连接（TJ）的位置的示意图，以及在形成内部流体和外淋巴之间屏障的间质细胞间的claudin-11组成的紧密连接（TJ）的位置。 B，表示连接两个相邻细胞的侧膜的最顶端区域的双细胞紧密连接链。紧密连接起阻隔作用，以通过防止位于细胞顶端表面上的分子与侧膜周围的分子混合而建立将上皮细胞的顶端表面与基底外侧隔室分开的不同液体隔室。紧密连接的股横向与那些在配对的膜中结合，形成成对的股。水性孔隙调节离子，水和各种分子的被动细胞旁通道（箭头），这些细胞在尺寸和电荷选择性方面随着上皮细胞而变化。 C，紧密连接蛋白家族中的蛋白质是形成紧密连接链的整体原因，并具有四个跨膜结构域和两个胞外环，并且氨基和羧基末端都位于膜的细胞内侧。 D，位于相邻细胞上的Claudins可形成同型和异型关联，导致细胞间粘附;它们通过支架蛋白zona occludens 1（ZO-1）以及ZO家族的其他成员连接到肌动蛋白细胞骨架。 Occludin和交界粘附分子（JAM-A）也是紧密连接的跨膜组分，其密封细胞间隙。 Shroom2和Shroom3a（Shrm2，Shrm3a）分别是与紧密连接（TJs）和粘附连接（AJs）相关的蛋白质，它们可以在肌动蛋白细胞骨架和非常规肌动蛋白之间形成网络，例如肌球蛋白VIIa，其也位于紧密连接点。 E，三胞紧密连接的组织结构示意图，由必需蛋白三色素和occludin组成。两个相邻细胞之间的TJ在三细胞接触区变得不连续并延伸到基底外侧，形成中心管;三细胞TJ变成垂直取向并且由三对称为中央密封元件的TJ股组成，在三元细胞接触处形成细胞间屏障。 (A and D, Modified from Etournay R, Zwaenepoel I, Perfettini I, et al. Shroom2, a myosin-VIIa- and actin-binding protein, directly interacts with ZO-1 at tight junctions. J Cell Sci 2007;120:2838; B and C, Modified from Tsukita S, Furuse ML. The structure and function of claudins, cell adhesion molecules at tight junctions. Ann NY Acad Sci 2000;915:129; E, From Ikenouchi J, Furuse M, Furuse K, et al. Tricellulin constitutes a novel barrier at tricellular contacts of epithelial cells. J Cell Biol 2005;171:939.)


图-19. A，间隙连接允许低分子量离子，第二信使和代谢物（大小小于1kDa）在相邻细胞的细胞质之间直接通过，并且由连接蛋白家族的蛋白质形成。每个连接蛋白分子具有四个跨膜α-螺旋结构域，并且氨基和羧基末端位于细胞内。六个连接蛋白聚集形成连接子或半通道（B）。相邻细胞的连接子形成可选伙伴以形成间隙连接（C）。取决于组装形成连接子的连接蛋白的组合以及取决于形成通道的连接子的组合，可形成不同类型的通道。通道孔可受蛋白激酶C，Ca2 +，钙调蛋白，环磷酸腺苷（cAMP）和pH以及其它因子调节。与细胞间典型的细胞外距离（20nm）相比，间隙连接处的聚集体形成大的半结晶阵列，其中相邻的质膜紧密接近（3.5nm）。 (A to C, Modified from Kandel ER, Siegelbaum SA, Schwartz JH. Synaptic transmission. In Kandel ER, Schwartz JH, Jessel TM, eds: Principles in neural science. New York: Elsevier; 1991:123.)


图-20. 提出的耳蜗内离子转运方案主要集中在血管纹（右上方）细胞到内淋巴腔（左），通过感觉细胞，并通过上皮细胞间隙连接网络回到血管纹的K +循环 进入外螺旋沟，然后通过螺旋韧带的结缔组织间隙连接网络（右下）。 虽然所示的方案集中于从科尔蒂器向螺旋韧带的侧向取向通路，但也已提出了内侧通路。 该通路中的几种关键蛋白已被确定为正常听力所必需的。 (Modified from Heller S. Application of physiological genomics to the study of hearing disorders. J Physiol 2002;543:3.)