Ucho wewnętrzne. Struktura ślimaka. Mikrostruktura narządu Cortiego. Przewodzenie drgań dźwiękowych w ślimaku Czy możliwa jest regeneracja komórek rzęsatych ucha wewnętrznego?

I wszystko będzie dobrze.

Jak działa nasz słuch.

Nasze uszy otwierają przed nami świat głosów, dźwięków i melodii. Złożony mechanizm przekazuje do mózgu dźwięki, przyjemne i mniej przyjemne. W uchu znajduje się także narząd, który pomaga nam swobodnie poruszać się w przestrzeni i utrzymywać równowagę.
Narząd słuchu to skomplikowany układ składający się z bardzo cienkich błon, jam, małych kości i komórek włoskowatych. Ucho odbiera niewidzialne drgania dźwięku rozchodzące się falami w powietrzu. Wychwytywane są przez małżowinę uszną, a w uchu wibracje zamieniane są na impulsy nerwowe, które mózg rejestruje jako dźwięki. Pinna i przewód słuchowy zewnętrzny tworzą ucho zewnętrzne. Gruczoły w skórze przewodu słuchowego wydzielają specjalny środek nawilżający - woskowina aby zapobiec przedostawaniu się bakterii, brudu i wody do bardzo wrażliwych obszarów ucha wewnętrznego, znajdujących się głęboko w czaszce.
Kanał słuchowy kończy się gumką bębenek, który pod wpływem wibracji dźwięku zaczyna wibrować, przenosząc impulsy oscylacyjne kosteczki słuchowe ucho środkowe. Te trzy małe kości – młotek, kowadełko i strzemię – otrzymały swoje nazwy ze względu na swój specyficzny kształt. Ułożone są w rodzaj łańcuszka, za pomocą którego drgania przepony zamieniane są na energię ciśnienia i przekazywaną do ucha wewnętrznego.

Ślimak jest narządem, w którym odbywa się słuch.

Ucho wewnętrzne zawiera tzw. ślimak, w którym znajduje się końcowy aparat nerwu słuchowego – narząd Cortiego. Spiralny kanał ślimaka, wypełniony lepkim płynem, zawiera około 20 tysięcy mikroskopijnych komórek rzęsatych. Są trudne procesy chemiczne przekształcają wibracje w impulsy nerwowe, które przesyłane są nerwem słuchowym do ośrodka słuchu w mózgu. Tutaj są już postrzegani jako wrażenie słuchowe czy to mowa, muzyka, czy inne dźwięki. Ucho wewnętrzne zawiera również aparat przedsionkowy. Składa się z trzech kanałów półkolistych, ustawionych względem siebie pod kątem prostym. Są wypełnione limfą. Przy każdym ruchu głowy powstają prądy świetlne, które są wychwytywane przez komórki rzęsate i przekazywane w postaci impulsów nerwowych do półkul mózgowych mózgu. Jeśli dana osoba zaczyna tracić równowagę, impulsy te powodują odruchowe reakcje mięśni i oczu, a pozycja ciała zostaje skorygowana.

Przyczyny utraty słuchu.

Hałas jest jedną z najczęstszych przyczyn utraty słuchu. Natężenie dźwięku mierzone jest w decybelach (dB). Poziom dźwięku wynoszący 85–90 dB lub więcej (taki jak hałas wytwarzany przez standardowy robot kuchenny lub przejeżdżającą w pobliżu ciężarówkę) narażony na działanie uszu człowieka codziennie przez długi czas może spowodować uszkodzenie słuchu. Ciągły hałas powoduje nadmierne podrażnienie, co ma szkodliwy wpływ na wrażliwe komórki. Głośne dzwięki hałas, taki jak dźwięk eksplozji, może spowodować tymczasową utratę słuchu.
Z wiekiem ostrość słuchu maleje. Proces ten rozpoczyna się zwykle po 40. roku życia. Przyczyną utraty słuchu związanego z wiekiem jest zmniejszenie wydajności komórek rzęsatych.
Hałas, stres, przyjmowanie niektórych leków, infekcje wirusowe I niewystarczający dopływ krwi może spowodować uszkodzenie słuchu.
Na słuch może mieć również wpływ niewłaściwa pozycja kręgów szyjnych i szczęki, od zbyt wysokiego ciśnienie krwi. Wszystkie te czynniki mogą również powodować gwałtowny spadek słuchu - nieoczekiwanie występującą głuchotę jednostronną lub obustronną. Często są też przyczyną szumów usznych, gdy słychać jakiś szelest, syczenie, gwizdanie lub dzwonienie. Zjawisko to jest zwykle przejściowe, ale zdarza się również, że szumy uszne dokuczają osobie stale. Dla każdego bolesne doznania w uszach należy natychmiast zasięgnąć porady lekarza, gdyż mogą one doprowadzić do utraty słuchu, a nawet głuchoty.

Poprawa słuchu – pomoc przy ubytku słuchu.

Około 20% ludzi w krajach uprzemysłowionych ma ubytek słuchu i potrzebuje poprawy słuchu.
Przy pierwszej dolegliwości związanej z ubytkiem słuchu skonsultuj się z lekarzem: im szybciej przeprowadzisz badanie, tym skuteczniejsze będzie leczenie.
Istnieją różne modele aparatów słuchowych. Oprócz modeli, w których mikrofon mocuje się za uchem, istnieją urządzenia, które wkłada się do małżowiny usznej i są prawie niewidoczne. W ostatnich latach opracowano urządzenia implantologiczne, które wszczepia się osobom cierpiącym na całkowitą głuchotę.
Aparat słuchowy powinien zostać dobrany przez lekarza lub akustyka. Urządzenia muszą nie tylko wzmacniać dźwięki, ale także je filtrować.

Dwutygodniowy program poprawy słuchu.

Ruch poprawiający słuch
„Program sanatoryjny” dla Twoich uszu poprawi Twój słuch i funkcjonowanie narządu przedsionkowego. Obejmuje:

• w celu poprawy krążenia krwi.
• Ćwiczenia jogi rozwijające poczucie równowagi.

Relaks poprawiający słuch
Presja fizyczna i duchowa uniemożliwia nam dobry słuch.

• Uwolnij napięcie, w tym napięcie punktowe.
• Naucz się słuchać ciszy, aby poprawić percepcję dźwięków.

Odżywianie na lepszy słuch

• Wspieraj swój słuch, dokonując właściwych wyborów żywieniowych zawierających dużo witaminy B6. Poprawi to krążenie krwi.
• Przeciwdziałaj zatkaniu naczyń krwionośnych w uszach, unikając pokarmów zawierających nasycone kwasy tłuszczowe.

Bariera dla hałasu. Fedor, lat 48, od wielu lat cierpiał na bóle i bóle głowy. Lekarz nie mógł zrozumieć przyczyny. Któregoś dnia do domu Fiodora przyszedł lekarz i usłyszał ciągły hałas ruchu ulicznego. Lekarz zalecił zamontowanie rolet w oknach. Po kilku tygodniach objawy prawie zniknęły.

Przejdź dalej, jeśli zaczniesz zauważać, że zapominasz o pewnych rzeczach.

Grupa wynalazków dotyczy medycyny i może być stosowana w otolaryngologii do leczenia odbiorczego ubytku słuchu (ubytku słuchu i głuchoty) w różnych stadiach. W tym celu zaproponowano opcje leczenia obejmujące składnik aktywujący komórkowy szlak sygnałowy Sonic hedgehog. W pierwszej wersji produktu jako taki składnik zastosowano witronektynę. Ponadto dodatkowo zawiera co najmniej jeden środek przeciwnowotworowy. W drugiej wersji środka jako taki składnik stosuje się mieszaninę witronektyny i co najmniej jednego glukokortykoidu. W odróżnieniu od pierwszego środka zawiera także dodatkowo co najmniej jedną substancję wybraną z grupy: winpocetynę, pentoksyfilinę i piracetam. Efektem technicznym jest zapewnienie regeneracji uszkodzonych komórek słuchowych ucha wewnętrznego, w tym ich proliferacja, bez ryzyka wystąpienia nowotworów w organizmie, w szczególności siatkówczaka, a także poszerzenie metod stosowania leku w leczeniu zmysłowo-nerwowego słuchu strata. 2 rz. i 5 pensji f-ly, 6 ill., 2 ave.

Grupa wynalazków dotyczy biochemii, czyli dziedziny kontroli ekspresji genów i może znaleźć zastosowanie w otolaryngologii jako leki do leczenia odbiorczego ubytku słuchu (głuchota i ubytek słuchu w różnych stadiach).

W leczeniu odbiorczo-nerwowego ubytku słuchu znane jest stosowanie kompleksów neurotropowych milgamma i milgamma compositum, zawierających kombinację synergistycznie działających witamin neurotropowych B1, B6 i B12 („Efektywna farmakoterapia. Pulmonologia i otorynolaryngologia”, 2011, nr 4, s. 2-6).

Poprawę słuchu podczas leczenia tymi lekami można wytłumaczyć stymulacją naturalny mechanizm odbudowa tkanki nerwowej, w szczególności zwoju spiralnego, ale leki te nie zapewniają odbudowy komórek rzęsatych ślimaka.

Znane jest zastosowanie czynnika neurotroficznego pochodzącego z linii komórek glejowych (GDNF) jako części kompozycji farmaceutycznej do zapobiegania chorobom ucha wewnętrznego i/lub leczenia komórek rzęsatych i komórek zwojowych spiralnych. Ten produkt białkowy GDNF można wprowadzić do ucha wewnętrznego metodą chirurgiczną lub poprzez implant ślimakowy. Ponadto ten produkt może być również Krople do uszu, olejek do nacierania lub leki doustne, takie jak tabletki lub zawiesina (IL 121790 A, A61K 38/18, 14.08.2002).

Istota opisywanego wynalazku na tym polega komórki włosowe Neurony ucha wewnętrznego i słuchowe w obecności GDNF są w stanie oprzeć się działaniu substancji ototoksycznych, takich jak cisplatyna i neomycyna, nie wiadomo jednak, czy w jego obecności możliwa jest również odbudowa i proliferacja uszkodzonych komórek rzęsatych. Ponadto eksperymenty opisane w patencie przeprowadzono bezpośrednio na komórkach wyekstrahowanych od zabitych zwierząt doświadczalnych, w związku z czym nie ma materialnych dowodów na to, że ten lek w postaci leku do stosowania wewnętrznego lub zewnętrznego mogą być skuteczne.

Znana jest metoda leczenia odbiorczo-nerwowego niedosłuchu glikokortykosteroidami na tle terapii naczyniowej, w której w przypadku nagłego wystąpienia zaburzeń neurosensorycznych przepisuje się glikokortykosteroidy, na przykład prednizolon, w skróconym przebiegu przez 6-8 dni , zaczynając od dawki nasycającej i stopniowo ją zmniejszając (RU 2188642 C1, A61K 31/573, 09.10.2002).

Opisany schemat leczenia można uznać za terapię patogenetyczną, która ma silne działanie przeciwzapalne, choć nie jest w stanie ani wyeliminować przyczyn choroby, ani przywrócić uszkodzonych komórek rzęsatych. Niewielki efekt faktycznej odbudowy komórek rzęsatych, zamiast łagodzenia objawów utraty słuchu, można zaobserwować jedynie za pomocą interwencja chirurgiczna oraz wprowadzenie glikokortykosteroidów bezpośrednio do ucha wewnętrznego lub przynajmniej środkowego.

Wiadomo, że w leczeniu stosuje się winpocetynę (Cavinton), pentoksyfilinę, Cerebrolizynę, piracetam (Nootropil). kompleksowe leczenie odbiorczy ubytek słuchu (http://otolaryngologist.ru/530, 29.05.2014).

Jednakże pozytywny efekt Leczenie tymi lekami ma na celu poprawę ukrwienia ucha wewnętrznego, przy jednoczesnym wyeliminowaniu objawów choroby.

Znana jest metoda wytwarzania zróżnicowanych komórek słuchowych ucha wewnętrznego, która obejmuje inaktywację lub zmniejszenie ekspresji genu Rb wystarczającego do wzrostu tych komórek. W tym celu zaproponowano zastosowanie cząsteczek wiążących Rb, takich jak oligonukleotydy antysensowne, mi-RNA RNAi (wirusy dwuniciowego RNA), przeciwciała wewnątrzkomórkowe, adenowirusy E1A lub antygen T SV40. W tym celu zaproponowano także zastosowanie aktywatorów kinaz zależnych od cyklin, które fosforylują białko pRb, lub inhibitorów inhibitorów kinaz zależnych od cyklin, np. acetylotransferazy histonowej (HAT). Cząsteczka miRNA może być oparta na matrycy plazmidowej (US 2006024278 A1, A61K 48/00, 02.02.2006).

Metoda ta polega na bezpośredniej inaktywacji białka siatkówczaka za pomocą trudno dostępnych związków. Niektóre z nich mogą powodować nieodwracalne szkody dla organizmu. Wiadomo na przykład, że białko adenowirusa E1A stymuluje apoptozę. Wraz z inaktywacją białka siatkówczaka, które zapobiega rozwojowi nowotworu, istnieje duże prawdopodobieństwo, że przyspieszona apoptoza w tych stanach może doprowadzić do szybkiego wzrostu nowotworu złośliwego siatkówki – siatkówczaka, do tego stopnia, że ​​przyjmowanie jakiejkolwiek leki przeciwnowotworowe mogą być bezużyteczne. Zastosowanie acetylotransferazy histonowej (HAT), która bierze udział w aktywacji transkrypcji DNA, może prowadzić do nadekspresji niektórych genów.

Najbliższym analogiem jest lek do leczenia odbiorczego ubytku słuchu, którym jest białko Shh zmieszane z cyklopaminą, inhibitorem Shh. To narzędzie stosowany w metodzie inaktywacji Rb1 opisanej w / Na Lu, Yan Chen „Sonic hedgehog inicjuje regenerację komórek włoskowatych ślimaka poprzez regulację w dół białka siatkówczaka”, Biochemical and Biophysical Research Communications, tom 430, wydanie 2, 11 stycznia 2013: kolumna 1, akapit 3 na stronie 701/, poprzez wprowadzenie go do kolonii komórek rzęsatych. Eksperyment składał się z następujących etapów. Najpierw, w znieczuleniu, w drugiej dobie po urodzeniu otwarto neuroepitelium ślimaka szczura, prążek naczyniowy, nabłonek nerwowy i część włókna nerwowego przeniesiono do naczynia z pożywką i dodano neomycynę na 24 godziny w celu zabicia ślimaka. komórki włosowe. Następnie przez kolejne 5 dni dodawano na zmianę substancję aktywującą szlak sygnałowy komórki Sonic hedgehog – białko Shh (5 nmol, produkcja R&D Systems) i cyklopaminę (2,5 μmol, produkcja Sigma-Aldrich). Aby określić stopień proliferacji, do pożywki dodano bromodeoksyurydynę (BrdU) do końcowego stężenia 10 µg/ml. Doświadczenie pokazało, że ta metoda powoduje proliferację komórek rzęsatych.

Z doświadczenia można przyjąć, że leczenie białkiem Shh (5 nmol, produkcja R&D Systems) i cyklopaminą (2,5 µmol, produkcja Sigma-Aldrich) jest możliwe jedynie chirurgicznie, gdyż nie wykazano efektu tego leku na komórki rzęsate, na przykład po podaniu doustnym. Dodatkowo inaktywację Rb1 w prototypie przeprowadza się poprzez dodanie trudnego do uzyskania białka Shh firmy R&D Systems. Stosowanie cyklopaminy może powodować poważne problemy. Związek ten zakłóca rozwój embrionalny płodu i prowadzi do cyklopii. Ponadto może hamować rozwój zarówno raka podstawnokomórkowego skóry, jak i rdzeniaka mózgu. Nieobecność od ten moment umiejętność wyeliminowania tych niedociągnięć nie pozwala na zastosowanie prototypowego leku w leczeniu odbiorczo-nerwowego ubytku słuchu.

Zatem po przeanalizowaniu znanego poziomu technologii można stwierdzić, że pomimo istotnej wagi problemu odbiorczego ubytku słuchu związanego z uszkodzeniem lub obumieraniem komórek rzęsatych, ten moment Nie ma skutecznego leczenia tej choroby.

Celem proponowanej grupy wynalazków jest opracowanie leków do leczenia odbiorczego ubytku słuchu, niezawierających niebezpiecznego związku cyklopaminy i składających się z bardziej dostępnych składników niż te zawarte w lekach, które bezpośrednio inaktywują Rb (nie poprzez aktywację receptora Sonic szlak sygnalizacji komórkowej hedgehog).

Rezultatem technicznym proponowanej grupy wynalazków jest zapewnienie regeneracji uszkodzonych komórek słuchowych ucha wewnętrznego, w tym ich proliferacja, bez ryzyka wystąpienia nowotworów w organizmie, w szczególności siatkówczaka, a także poszerzenie metod stosowania leku w leczeniu odbiorczo-nerwowego ubytku słuchu.

Aby osiągnąć skutek techniczny, zaproponowano lek do leczenia odbiorczo-nerwowego ubytku słuchu, zawierający substancję aktywującą szlak sygnalizacji komórkowej Sonic hedgehog, dodatkowo zawierającą co najmniej jeden środek przeciwnowotworowy, oraz substancję aktywującą sygnalizację komórkową Sonic hedgehog szlakiem jest witronektyna.

Powyższy środek może dodatkowo zawierać co najmniej jedną substancję wybraną z grupy: winpocetynę, pentoksyfilinę i piracetam.

Dla osiągnięcia efektu technicznego proponuje się także środek do leczenia odbiorczo-nerwowego ubytku słuchu, zawierający substancję aktywującą szlak sygnalizacyjny komórki Sonic hedgehog, a dodatkowo zawiera co najmniej jeden środek przeciwnowotworowy, co najmniej jedną substancję wybraną z grupy: winpocetyna, pentoksyfilina i piracetam, a substancją aktywującą szlak sygnałowy komórek Sonic hedgehog jest mieszaniną witronektyny i co najmniej jednego glukokortykoidu.

Powyższy środek może ponadto zawierać kwas palmitynowy.

Powyższy środek może ponadto zawierać lamininę.

Większość problemów ze słuchem wynika z uszkodzenia struktur ucha wewnętrznego. Zatem zmysłowo-nerwowy ubytek słuchu stanowi 90% wszystkich przypadków ubytku słuchu i głuchoty.

Typowe przyczyny to: nadmierne narażenie na hałas, efekt toksyczny leki, reakcje alergiczne, proces naturalnego starzenia się organizmu i urazy głowy. Uszkodzeniu ulegają cienkie komórki rzęsate, które pełnią funkcję przekształcania energii mechanicznej w energię elektryczną i przekazywania sygnałów do nerwu słuchowego. Do tej pory uważano, że w większości przypadków zaburzenia te są nieodwracalne ze względu na brak funkcji naprawczej w komórkach słuchowych ssaków, a jedyną metodą kompensacji głuchoty odbiorczej jest stosowanie aparatów słuchowych.

Zmysłowo-nerwowy ubytek słuchu występuje na skutek utraty czucia organ spiralnyślimak ucha wewnętrznego lub zaburzenia w funkcjonowaniu nerwów słuchowych. Zaburzenia takie mogą prowadzić do utraty słuchu każdego stopnia – od łagodnej do ciężkiej, a nawet całkowitej głuchoty.

Większość przypadków odbiorczego ubytku słuchu u ludzi jest spowodowana nieprawidłowościami w komórkach słuchowych w narządzie Cortiego w ślimaku. Czasami dochodzi do odbiorczego ubytku słuchu, spowodowanego zaburzeniami VIII nerwu czaszkowego (przedsionkowo-ślimakowego) lub części mózgu odpowiedzialnych za słuch. Tylko w niezwykle rzadkich przypadkach tego typu ubytku słuchu ośrodki słuchowe mózgu (centralne uszkodzenie słuchu), w którym to przypadku pacjent słyszy dźwięki o normalnej głośności, ale ich jakość jest tak słaba, że ​​nie jest w stanie rozumieć mowy.

Nieprawidłowości w komórkach włosowych mogą być wrodzone lub nabyte w ciągu życia danej osoby. Mogą reprezentować zarówno nieprawidłowości genetyczne, jak i urazy spowodowane intensywnym hałasem oraz uszkodzenia spowodowane chorobami zakaźnymi.

Wiadomo, że u ssaków występuje odbiorczy ubytek słuchu nieuleczalna choroba, komórki ucha wewnętrznego u ryb, ptaków i gadów mają zdolność do samonaprawy. Sugerowało to obecność u ssaków pewnego genu, który jest molekularnym przełącznikiem blokującym odnowę tych komórek i dzięki temu pełni równolegle inną funkcję niezbędną do normalne funkcjonowanie ciało.

Naukowcy z Uniwersytetu Massachusetts odkryli gen odpowiedzialny za tę funkcję. Nadano mu nazwę Rbl (Charles Q. Choi „Hope for Fixing Gene Defects”, SCIENTIFIC AMERICAN, tom 293, numer 6, grudzień 2005, strona 65). Gen Rb1 wyraża białko siatkówczaka (pRb), które zapobiega nadmierny wzrost komórek poprzez hamowanie cyklu komórkowego do czasu, aż komórki będą gotowe do podziału. Kiedy komórka jest gotowa do podziału, pRb ulega fosforylacji, staje się nieaktywny i umożliwia postęp cyklu komórkowego.

Na podstawie powyższego możemy stwierdzić, że terminowa inaktywacja genu Rb1 może zapewnić odbudowę komórek rzęsatych ślimaka.

Białko siatkówczaka w organizmie jest fosforylowane przez pewne kinazy zależne od cyklin i w ten sposób staje się nieaktywne. Supresja Rb jest możliwa dzięki aktywacji szlaku sygnałowego Sonic hedgehog (Shh), podczas którego samo białko siatkówczaka ulega fosforylacji, a transkrypcja odpowiedniego genu jest zmniejszona (Na Lu, Yan Chen „Sonic hedgehog inicjuje komórkę włosowatą ślimaka regeneracja poprzez regulację w dół białka siatkówczaka”, Biochemical and Biophysical Research Communications, tom 430, wydanie 2, 11 stycznia 2013: 6-7 linijek streszczenia na stronie 700; kolumna 1, akapit 2 na stronie 701).

U ssaków gen Shh jest częścią rodziny genów Hedgehogs (Hh) – jeża Sonic (Shh), jeża indyjskiego (Ihh) i jeża pustynnego (Dhh). Wydzielane glikoproteiny Hedgehogs działają poprzez białka transbłonowe Patched 1 (Ptc1) i Smoothened (Smo), aktywując wewnątrzkomórkowy szlak sygnalizacyjny.

Naukowcy z ośrodka badawczego neurobiologii w Hiszpanii – Instytutu Neurobiologii. Santiago Ramon y Cajal (Instytut Neurobiologii Ramon y Cajal) jako pierwszy odkrył związek pomiędzy aktywnością szlaku sygnałowego Shh a witronektyną.

W artykule / Martinez-Morales JR, Barbas JA, Marti E, Bovolenta P, Edgar D, Rodriguez-Tebar A. „Witronektyna ulega ekspresji w brzusznym obszarze cewy nerwowej i sprzyja różnicowaniu neuronów ruchowych”. Rozwój. 1997 grudzień; 124(24): strony 5139-5147/ opisali zdolność witronektyny do stymulowania różnicowania neuronów ruchowych in vitro i in naturalne warunki stwierdzono, że witronektyna może działać albo jako dalszy efektor w kaskadzie sygnalizacyjnej indukowanej Shh, albo jako czynnik synenergetyczny wzmacniający różnicowanie neuronów ruchowych indukowanych przez Shh.

W artykule / Pons S, Marti E. „Sonic hedgehog działa synergicznie z białkiem macierzy zewnątrzkomórkowej witronektyną, aby wywołać różnicowanie neuronów ruchowych rdzenia kręgowego”. Rozwój. 2000 styczeń; 127(2): strony 333-342/ wykazano, że różnicowanie neuronów ruchowych jest wzmacniane przez synergistyczne działanie N-Shh i witronektyny oraz że witronektyna może być wymagana do dostarczania morfogenu N-Shh do docelowych komórek różnicujących neurony ruchowe.

W artykule / Pons S, Trejo JL, Martinez-Morales JR, Marti E. „Witronektyna reguluje aktywność jeża Sonic podczas rozwoju móżdżku poprzez fosforylację CREB”. Rozwój. maj 2001; 128(9): strony 1481-1492/ przedstawił wyniki badań procesu rozwoju móżdżku poprzez fosforylację czynnika transkrypcyjnego CREB. Jednocześnie, podobnie jak w badaniach różnicowania neuronów ruchowych, zidentyfikowano interakcję pomiędzy Shh a składnikami macierzy pozakomórkowej – glikoproteinami (głównie witronektyną), które regulują kolejne etapy rozwoju komórek ziarnistych – małych neuronów znajdujących się w ziarnistości warstwa móżdżku. Tym samym stwierdzono, że różnicowanie komórek ziarnistych jest regulowane przez fosforylację CREB indukowaną witronektyną, której krytyczne wydarzenie kończy się proliferacją tych komórek za pośrednictwem Shh i umożliwia realizację programu różnicowania komórek w tego typu .

Naukowcy z katedry komórka biologiczna z Vanderbilt University (USA) podczas badań indukcji neuronów ruchowych poprzez zmianę aktywności szlaku sygnalizacyjnego Shh również ujawniło wzrost aktywności Shh pod wpływem witronektyny, ułatwiając transport Shh do komórek docelowych (artykuł Litingtung Y, Chiang S. „Kontrola aktywności Shh i sygnalizacji w cewie nerwowej.” Developmental dynamics. 2000 październik; 219(2): strony 143-154).

Jeśli chodzi o mechanizm aktywacji szlaku sygnałowego Shh, wiadomo, że może on zostać wywołany wzrostem stężenia Gli w jądrze (Gli2 i Gli3). Wydzielane glikoproteiny Hh (Shh, Ihh i Dhh) działają poprzez białka transbłonowe Patched 1 (Ptc1) i Smoothened (Smo), aktywując skomplikowany wewnątrzkomórkowy szlak sygnalizacyjny. Hh wiąże się z białkiem Ptcl z 12 domeną transbłonową, co określa podstawową represję, jaką Ptcl wywiera na białko Smo z 7 domeną transbłonową, które jest homologiem receptorów sprzężonych z białkiem G. Wewnątrz komórki wielocząsteczkowy kompleks obejmujący Costal2 (Cos2), Fused (Fu) i supresor Fused (Su(Fu)), reaguje na aktywację Smo w taki sposób, że modyfikuje aktywność białek Gli (Stecca B, Ruiz i Altaba A. „Potencjał terapeutyczny modulatorów szlaku sygnałowego Hedgehog-Gli.” J Biol. 2002 6 listopada; 1(2): strony 9).

Można zatem przypuszczać, że witronektyna aktywuje szlak sygnałowy Shh ze względu na fakt, że w jej obecności zwiększa się liczba czynników transkrypcyjnych Gli.

Podczas procesu fibronolizy witronektyna jest w stanie regulować aktywację plazminogenu. Posiada dwa miejsca wiązania dla inhibitora aktywatora plazminogenu-1 (PAI-1). Główna z nich znajduje się na końcu N - domena podobna do somatomedyny B. Z jego pomocą witronektyna wiąże i stabilizuje cząsteczkę PAI-1 (Zhou A, Huntington JA, Pannu NS, Carrell RW, Przeczytaj RJ „How witronektyna wiąże PAI-1 w celu modulowania fibrynolizy i migracji komórek.” Nat Struct Biol. 2003 lipiec; 10(7): s. 541-544).

Jest prawdopodobne, że witronektyna w podobny sposób wiąże niektóre homeoproteiny tłumiące Gli.

Na podstawie opisanych powyżej znanych badań dotyczących wpływu witronektyny na aktywację szlaku sygnałowego Shh w neuronach ruchowych i komórkach ziarnistych postawiono hipotezę, że podobny efekt może wystąpić w komórkach rzęsatych.

Powszechnie wiadomo, że pomimo iż każda komórka organizmu ma ten sam genom, to jednak wszystkie są komórkami innego typu i posiadają indywidualne cechy, w szczególności wyrażające się taką czy inną reakcją na te same warunki i substancje.

W celu zbadania reakcji komórek rzęsatych ucha wewnętrznego na witronektynę, w celu zbadania czynników, które mogą spowodować, że ich zachowanie pod wpływem witronektyny będzie odmienne od zachowania neuronów ruchowych i komórek ziarnistych, zmiany morfologiczne szczególnie w komórkach rzęsatych pod jej wpływem byli studiowani. Zatem skaningowa mikroskopia elektronowa i konfokalna wykazały odbudowę, w szczególności proliferację, tego typu komórki.

Ilościowa analiza ekspresji genów metodą wysokoprzepustowego równoległego sekwencjonowania RNA (RNA-Seq) z wykorzystaniem Pisma Świętego wykazała, że ​​witronektyna wzmaga aktywność genu Shh w hodowanych komórkach słuchowych ślimaka szczura. Szybka inaktywacja Rb1 wynika z właściwości witronektyny polegającej na dyfuzji białka Shh i dostarczaniu go do komórek docelowych, co stanowi znaczącą zaletę w porównaniu ze stosowaniem mieszaniny białka Shh i inhibitora Shh, cyklopaminy (prototyp) jako Substancja inaktywująca Rb1, dla której ta nieruchomość nie znaleziono.

Opisane powyżej badania sugerują, że aktywność genu Shh wzrasta w obecności witronektyny nie tylko w neuronach ruchowych i komórkach ziarnistych, ale także w komórkach włoskowatych ślimaka.

Zatem biorąc pod uwagę wcześniej opisane publikacje naukowe Massachusetts Institute of Technology i Shanghai Hearing Research Institute na temat możliwości odbudowy komórek rzęsatych ślimaka poprzez aktywację szlaku sygnalizacyjnego Sonic hedgehog (Shh), możemy stwierdzić, że zaproponowane środki zapewniają regenerację komórek rzęsatych ślimaków usznych poprzez aktywację określonej ścieżki sygnalizacyjnej.

Farmakologicznie skuteczne dawki witronektyny zależą od stopnia odbiorczego ubytku słuchu, Cechy indywidulane pacjenta (typ, wiek, masa ciała itp.), postać dawkowania leku (krople, krem, olejek, balsam, tabletki, roztwór, zawiesina, proszek) i sposób jego stosowania. Na przykład podczas leczenia chirurgicznego małego zwierzęcia wymagane dawki mogą być mniejsze niż 0,001 g/ml pożywki komórkowej, a gdy doustnie fundusze dla osoby starszej, powinny być o kilka rzędów wielkości większe.

Witronektyna jest glikoproteiną duże ilości obecny w surowicy zwierzęcej i skrzepach krwi. Jest także częścią macierzy zewnątrzkomórkowej wielu tkanek.

Roztwór witronektyny można wyizolować z surowicy ludzkiej przy użyciu przeciwciał monoklonalnych.

Znana jest prosta metoda otrzymywania witronektyny z osocza ludzkiego metodą chromatografii powinowactwa z heparyną. Surowicę otrzymuje się z osocza poprzez dodanie wapnia, a następnie odwirowanie. Heparynę, która wiąże aktywną witronektynę, w ludzkiej surowicy można aktywować za pomocą mocznika. Aktywowana witronektyna wiąże się specyficznie z heparyną-Sepharose w moczniku i eluuje roztworem 0,5 mol/L NaCl zawierającym 8 mol/L mocznika. W wyniku tej procedury możliwe jest uzyskanie w ciągu 2 dni 3-6 mg czystej witronektyny ze 100 ml ludzkiego osocza (Takemi Yatohgo, Masako Izumi i in. „Novel Purification of Vitronectin from Human Plasma by Heparin Affinity Chromatography” , Struktura i funkcja komórki, tom 13, strony 281-292, 1988).

W podobny sposób można otrzymać witronektynę z surowicy bydlęcej (I.G. Shvykova, T.A. Muranova „Proteolityczna specyficzność plazminy w odniesieniu do białek adhezyjnych”, Bioorganicchemy, tom 26, nr 5, strona 353, kolumna 1, akapit 3 , 2000).

Aby wzmocnić aktywność białka Shh, konieczna jest aktywacja jego N-końca. Można to osiągnąć za pomocą kwas palmitynowy, który modyfikując koniec N, wzmacnia funkcję białka Shh, ograniczając jednocześnie jego dyfuzję.

Jednakże ograniczenie dyfuzji białka Shh przez kwas palmitynowy jest kompensowane przez obecność witronektyny, która w przeciwieństwie do tego może dyfundować to białko.

Ponieważ kwas palmitynowy może przedostać się do organizmu człowieka wraz z niektórymi produktami spożywczymi (śmietana, kwaśna śmietana, masło, sery itp.), jego obecność w wariantach proponowanego produktu przeznaczonego do stosowania doustnego nie jest konieczna.

Warto jednak zaznaczyć, że w przypadku braku witronektyny kwas palmitynowy nie jest w stanie oddziaływać na komórki rzęsate ucha wewnętrznego z tego względu, że modyfikując N-koniec białka Shh, ogranicza jego dyfuzję, a tym samym białko nie dociera do komórek docelowych (komórek włoskowatych). Ponadto obecność witronektyny jest obowiązkowa, jak wspomniano powyżej, ze względu na zdolność do wzmacniania aktywności genu Shh i prowokowania inicjacji szlaku sygnałowego Shh.

Warto również zauważyć, że w związku z tym witronektyna obecna we krwi jest bardzo niewystarczająca do uruchomienia szlaku sygnałowego Shh i najprawdopodobniej z tego powodu komórki rzęsate nie mogą zostać odbudowane jedynie pod wpływem witronektyny obecnej we krwi. krwi i przedostawaniu się do organizmu wraz z pożywieniem kwasu palmitynowego.

Badania myszy z niedoborem jądrowego receptora hormonu witaminy D3 (VDR), a także eksplantatów skóry myszy wykazały, że słaba ekspresja genu VDR powoduje zwiększoną ekspresję kilku składników szlaku Hh, takich jak Shh, Smo, Gli1, Gli2, i pkt 1.

Z /Medical Immunology, tom 16, nr 6, strona 504, 1. kolumna, 2. akapit, 2014/ wiadomo, że związany VDR hamuje transkrypcję genu VDR poprzez mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Ekspresję VDR we wszystkich tkankach można zmniejszyć za pomocą glukokortykoidów, których głównymi przedstawicielami są substancje takie jak furoinian flutykazonu, mometazon, furoinian Mometazonu, aceponian metyloprednizolonu, triamcynolon, hydrokortyzon, betametazon, budezonid, aklometazon, beklometazon, deksametazon, metyloprednizolon, metyloprednizolon aceponian, fluniolid, klobetazol, hydrokortyzon, kortyzon, flumetazon, prednizolon, acetonid fluocynolonu.

Zatem glukokortykoidy zmieszane z witronektyną mogą tworzyć substancję aktywującą komórkowy szlak sygnałowy Sonic hedgehog w większym stopniu niż sama witronektyna, co zwiększy skuteczność leku. Jednak samo stosowanie glikokortykosteroidów nie daje widocznego efektu terapeutycznego na komórki rzęsate, a jest raczej terapią patogenetyczną o silnym działaniu przeciwzapalnym. Może to wynikać z niedostatecznej wiedzy na temat warunków zwiększania stopnia inaktywacji Rb1 przez glukokortykoidy poprzez mechanizm VDR, braku ich dyfuzji do uszkodzonych komórek rzęsatych, a także niedostatecznej dyfuzji białka Shh do komórek docelowych. Jednocześnie niewielki efekt faktycznej odbudowy komórek rzęsatych, a nie tylko złagodzenie objawów utraty słuchu, obserwuje się dopiero po interwencji chirurgicznej i wprowadzeniu glikokortykosteroidów bezpośrednio do ucha wewnętrznego lub przynajmniej środkowego. Okoliczności te obecnie nie pozwalają na stosowanie glukokortykoidów jako niezależnej i skutecznej metody leczenia odbiorczo-nerwowego ubytku słuchu.

Skuteczność proponowanego produktu zwiększa także obecność kwasu palmitynowego.

Aby jeszcze bardziej zwiększyć jego skuteczność poprzez stymulację aktywacji szlaku sygnałowego Shh w komórkach rzęsatych, konieczna jest poprawa mikrokrążenia w okolicy ślimaka, co można zapewnić dzięki obecności w leku tak przystępnych i skutecznych składników jak winpocetyna, pentoksyfilina i piracetam.

Inaktywacja Rb, prowadzona przez proponowany środek poprzez aktywację szlaku sygnałowego Shh, co zapobiega wystąpieniu nowotworu, stwarza prawdopodobieństwo wystąpienia nowotworu złośliwego, w szczególności siatkówczaka. Aby tego uniknąć, w składzie produktu musi znaleźć się przynajmniej jeden środek przeciwnowotworowy (alkilujące leki przeciwnowotworowe, antymetabolity, alkaloidy pochodzenia roślinnego, antybiotyki przeciwnowotworowe, związki platyny – cisplatyna, oksoplatyna, karboplatyna, oksaliplatyna, cykloplatam, hormonalne leki przeciwnowotworowe) . Związki, które można podawać obejmują melfalan, chlorambucyl, bendamustyna, prospidyna, spirobromina, mannomustyna, prednimustyna, estramustyna, nowembichina, pafencyl, lofenal, cyklofosfamid, ifosfamid, mafosfamid, trofosfamid, azacytydyna, kapecytabina, karmofour, cytarabina, decytabina, floksurydyna, 5- fluorouracyl.

Warto zauważyć, że inaktywacja Rb nie we wszystkich przypadkach prowadzi do siatkówczaka. Oczywiście większość postaci dawkowania proponowanych leków, w tym wszystkie przeznaczone do podawania doustnego, powinna zawierać środek przeciwnowotworowy, który specyficznie zapobiega rozwojowi siatkówczaka, ale formy dawkowania, na przykład, dla leczenie chirurgiczne w przypadku braku działania leku na siatkówkę oka, jako środek przeciwnowotworowy można zastosować substancje, np. alkaloidy (eliptycyna, winblastyna, winkrystyna) posiadające naturalne pochodzenie lub antybiotyki przeciwnowotworowe i to w znacznie niższych stężeniach. Jednocześnie obecność środka przeciwnowotworowego, który zapobiega rozwojowi siatkówczaka, jest nadal korzystna, ponieważ w każdym przypadku pojawienie się jakiegokolwiek nowotworu po aktywacji szlaku sygnałowego Shh będzie związane z inaktywacją genu Rb1. Jednak w zależności od sposobu leczenia i indywidualnych cech pacjenta (predyspozycji do nowotworów) jako lek przeciwnowotworowy można zastosować zupełnie inne substancje.

Przy umiarkowanych dawkach witronektyny i krótkich cyklach leczenia zaleca się stosowanie jako leków przeciwnowotworowych nieszkodliwych alkaloidów pochodzenia roślinnego, takich jak eliptycyna.

Do produktu można dodać także lamininę, która sprzyja proliferacji komórek.

Proponowany środek można wprowadzić do ucha wewnętrznego metodą chirurgiczną lub poprzez implant ślimakowy. Może mieć także postać kropli do uszu, kremu, olejku lub balsamu do nacierania lub leku do podawania doustnego (tabletki, roztwór, zawiesina, proszek).

W ciężkich stadiach odbiorczo-nerwowego ubytku słuchu, niezależnie od rodzaju zastosowania (doustnie, zewnętrznie, poprzez zabieg chirurgiczny), produkt musi zawierać mieszaninę witronektyny i co najmniej jednego glukokortykoidu, środka(ów) przeciwnowotworowego(ych) i co najmniej jednej substancji wybranej spośród grupa: winpocetyna, pentoksyfilina i piracetam.

Konieczność dodania kwasu palmitynowego do produktu uzależniona jest od diety pacjenta, ponieważ z jednej strony niepożądany jest dopuszczenie do nadmiaru tego kwasu w organizmie, a z drugiej jego obecność jest pożądana w celu aktywacji układu odpornościowego. Szlak sygnalizacyjny Shh.

Osiągnięcie pożądanego rezultatu za pomocą proponowanych środków pokazano na ryc. 1-6.

Na ryc. Rycina 1 przedstawia porównanie audiogramów komputerowych wykonanych za pomocą automatycznego audiometru AA-02 narządu słuchowego psa przed rozpoczęciem leczenia i 3 dni po jego zakończeniu.

Krzywa 1-AD to audiogram prawego ucha psa z odbiorczym ubytkiem słuchu, wykonany przed leczeniem.

Krzywa 1-AS to audiogram lewego ucha psa z odbiorczym ubytkiem słuchu, wykonany przed leczeniem.

Krzywa 2-AD to audiogram prawego ucha psa wykonany po leczeniu w Przykładzie 1.

Krzywa 2-AS to audiogram lewego ucha psa wykonany po leczeniu w Przykładzie 1.

Na ryc. Rycina 2 przedstawia porównanie audiogramów komputerowych wykonanych za pomocą automatycznego audiometru AA-02 ludzkiego narządu słuchowego przed rozpoczęciem leczenia i 3 dni po zakończeniu leczenia.

Krzywa 3-AD to audiogram prawego ucha osoby cierpiącej na głuchotę odbiorczą, wykonany przed leczeniem.

Krzywa 3-AS to audiogram lewego ucha osoby cierpiącej na głuchotę odbiorczo-nerwową, wykonany przed leczeniem.

Krzywa 4-AD to audiogram prawego ucha ludzkiego wykonany po leczeniu w Przykładzie 2.

Krzywa 4-AS to audiogram lewego ucha ludzkiego wykonany po leczeniu w Przykładzie 2.

Na ryc. Rycina 3 przedstawia fotografię neuronabłonka ślimaka szarego szczura cierpiącego na wyraźny odbiorczy ubytek słuchu, wykonaną za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego.

Na ryc. Rycina 4 przedstawia fotografię neuronabłonka ślimaka szarego szczura po 5 dniach ekspozycji na środek zawierający witronektynę, wykonaną za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego.

Na ryc. Rycina 5 przedstawia fotografię neuronabłonka ślimaka szarego szczura cierpiącego na wyraźny odbiorczy ubytek słuchu, wykonaną za pomocą mikroskopii konfokalnej po dodaniu markera immunohistochemicznego bromodeoksyurydyny.

Rycina 6 przedstawia fotografię neuronabłonka ślimaka szarego szczura po 5 dniach ekspozycji na środek zawierający witronektynę, wykonaną za pomocą mikroskopii konfokalnej po dodaniu markera immunohistochemicznego bromodeoksyurydyny.

Przykłady realizacji

Inwitronektynę wyizolowano z surowicy otrzymanej z rozmrożonego osocza krwi bydlęcej metodą chromatografii powinowactwa z użyciem heparyny-sefarazy.

Przygotowano 420 ml roztwór wodny proponowany produkt poprzez zmieszanie składników w następującej proporcji mg/100 ml roztworu:

Przygotowany roztwór testowano na psie (waga 43 kg, wiek 9 lat) cierpiącym na umiarkowany niedosłuch odbiorczo-nerwowy.

Trzy razy dziennie otrzymywała mały kawałek mięsa namoczony w 10 ml roztworu proponowanego środka.

Czas trwania leczenia wynosił 14 dni.

Na ryc. Rycina 1 przedstawia porównanie audiogramów komputerowych wykonanych za pomocą automatycznego audiometru AA-02 narządu słuchowego psa przed leczeniem (krzywa 1-AD dla ucha prawego, krzywa 1-AS dla ucha lewego) i 3 dni po zakończeniu leczenia (krzywa 2-AD - dla ucha prawego, krzywa 2-AS - dla ucha lewego).

Nieprostość krzywych 1-AD i 1-AS, a także niski próg słyszenia, jaki wykazują, wskazują na poważny niedosłuch odbiorczy.

Oprócz tego krzywe 2-AD i 2-AS są prawie liniowe i odzwierciedlają normalny próg słyszenia.

Dane te pozwalają stwierdzić, że słuch zostaje przywrócony dzięki wyleczeniu zmysłowo-nerwowego ubytku słuchu.

W badaniach rezonansu magnetycznego i USG wykonanych po 1 i 3 miesiącach od zakończenia leczenia nie stwierdzono cech siatkówczaka ani innych nowotworów.

Ponieważ eksperyment w przykładzie 1 polega jedynie na regeneracji komórek rzęsatych pod wpływem proponowanego leku, w celu określenia możliwości ich proliferacji przeprowadzono badanie kliniczne na starszej osobie (waga 71 kg, wiek 64 lata) cierpiącej na zaburzenia czuciowo-nerwowe głuchota.

Pacjentka przez pewien czas nosiła implant ślimakowy, który przesyłał informacje dźwiękowe w postaci sygnałów elektrycznych kierowanych bezpośrednio do nerwu słuchowego, z pominięciem uszkodzonych/martwych komórek słuchowych ślimaka, co później doprowadziło do procesy zapalne w miejscach, gdzie przechodzi implant. Ponieważ noszenie go pozwoliło pacjentowi słyszeć, można stwierdzić, że zmysłowo-nerwowy niedosłuch był powiązany właśnie z obumieraniem komórek słuchowych ślimaka, a ich śmierć z kolei wskazuje na niemożność przywrócenia słuchu jedynie poprzez regenerację uszkodzonych, ale nie martwe komórki.

W celu leczenia choroby, po wyizolowaniu witronektyny z surowicy uzyskanej z rozmrożonego osocza krwi bydlęcej, przygotowano sproszkowaną mieszaninę składników proponowanego leku z farmaceutycznie dopuszczalnym nośnikiem metodą chromatografii powinowactwa z heparyną-sefarazą. Z mieszaniny proszków sporządzono 84 tabletki o masie 1,5 g każda.

Jedna tabletka zawierała, mg:

Pacjentka przyjmowała jedną tabletkę trzy razy dziennie. Czas trwania leczenia wynosił 28 dni.

Na ryc. Rycina 2 przedstawia porównanie audiogramów komputerowych wykonanych za pomocą automatycznego audiometru AA-02 narządu słuchowego pacjenta przed leczeniem (krzywa 3-AD dla ucha prawego, krzywa 3-AS dla ucha lewego) i 3 dni po zakończeniu leczenia (krzywa 4-AD - dla ucha prawego, krzywa 4-AS - dla ucha lewego).

Nieprostość krzywych 3-AD i 3-AS, a także niski próg słyszenia w zakresie częstotliwości dźwięku 125-4000 Hz i prawie całkowita głuchota w zakresie 4000-8000 Hz wskazują, że pacjent wyraźnie cierpi na głuchotę odbiorczą spowodowaną uszkodzeniem komórek rzęsatych.

Oprócz tego krzywe 4-AD i 4-AS są prawie liniowe i odzwierciedlają normalny próg słyszenia.

Dane te pozwalają stwierdzić, że słuch zostaje przywrócony dzięki wyleczeniu głuchoty odbiorczej.

Jeżeli głuchota odbiorcza polegała na uszkodzeniu komórek słuchowych ślimaka pacjenta, o czym świadczy pozytywny wpływ noszenia przez pacjenta implantu ślimakowego, to również potwierdza to ich proliferację, gdyż w przeciwnym razie nie da się przywrócić słuchu po całkowitej głuchocie odbiorczej.

W badaniach rezonansu magnetycznego i USG wykonanych po 1 i 3 miesiącach od zakończenia leczenia nie stwierdzono cech siatkówczaka ani innych nowotworów. Stan zdrowia pacjenta był prawidłowy.

Ponieważ wcześniej udowodniono regenerujące działanie witronektyny na komórki rzęsate, a charakter audiogramów pacjentów przed i po leczeniu opisanym w przykładach 1 i 2 wskazuje na wyleczenie zmysłowo-nerwowego ubytku słuchu, wynika z tego, że najprawdopodobniej proponowane środki leczą układ słuchowy, w szczególności komórki rzęsate. Świadczy o tym także pozytywny efekt noszenia implantu ślimakowego przez pacjenta poddanego leczeniu według przykładu 2. Dodatkowo w większości przypadków niedosłuch odbiorczy wiąże się z uszkodzeniem tego właśnie typu komórek. Aby jednak rzetelnie to zweryfikować i jednocześnie zrozumieć prawdziwą przyczynę poprawy słuchu, konieczne było zbadanie ich zmian morfologicznych.

W tym celu zbadaliśmy komórki słuchowe ślimaka martwego szarego szczura, który wcześniej mieszkał na placu budowy w miejscach, gdzie dobiegał hałas prace naprawcze był długotrwały i często przekraczał 120 dB.

Najpierw otwarto ucho wewnętrzne. Prążek naczyniowy (sieć naczyń włosowatych) wraz ze znajdującym się na nim neuronabłonkiem usunięto z narządu Cortiego i umieszczono w pożywce.

Po usunięciu błony tektoralnej badano strukturę kolonii komórek rzęsatych za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Na ryc. 3 jasne jest, że większość z nich zmarła lub była w środku krytyczna kondycja, ich stereocilia zostały poważnie uszkodzone. Etiologia tej choroby było jasne: długotrwałe przebywanie w miejscach, w których hałas przekracza dopuszczalne normy, bardzo często prowadzi do odbiorczego niedosłuchu.

W celu zbadania kolonii komórkowych pod kątem proliferacji, do ich pożywki dodano bromodeoksyurydynę do stężenia na jednostkę objętości pożywki komórkowej wynoszącej 0,00002 g/ml, po czym zbadano je za pomocą mikroskopu konfokalnego Nikon A1+/A1R+. Nie zaobserwowano oznak proliferacji komórek włoskowatych (ryc. 5).

Przygotowano wodną zawiesinę do leczenia odbiorczego ubytku słuchu, zawierającą g/ml:

Zawiesinę tę dodawano do kolonii komórkowej na 5 dni co 12 godzin w ilości 0,001-0,0015 g/ml pożywki komórkowej.

Na ryc. Rycina 4 pokazuje, że po tym okresie wiele komórek uległo odbudowie, pojawiły się nowe, ich stereocilia były pełne.

Po dodaniu bromodeoksyurydyny w ilości 0,00002 g/ml pożywki komórkowej kolonię badano przy użyciu mikroskopu konfokalnego Nikon A1+/A1R+. Barwienie immunohistochemiczne poszczególnych obszarów neuroepitelium pokazane na ryc. 6 wyraźnie wskazuje na obecność proliferujących komórek.

Należy zaznaczyć, że dwudziestodniowa obserwacja nie wykazała cech kancerogenezy w nabłonku nerwowym, o czym świadczy brak atypii komórkowej i w konsekwencji dysplazji komórkowej. W podanym okresie nie zaobserwowano odchyleń od prawidłowej struktury całego kompleksu tkankowego.

Tym samym po raz pierwszy ustalono, że witronektyna lub jej mieszanina z jednym lub większą liczbą glukokortykoidów umożliwia aktywację szlaku sygnałowego Shh specyficznie w komórkach słuchowych ucha wewnętrznego i w ten sposób ich regenerację, w szczególności poprzez aktywację procesu ich proliferacji , ze względu na ułatwioną dyfuzję nie tylko podczas interwencji chirurgicznej i bezpośredniego oddziaływania na nie, jak w prototypie, ale także na inne (nieoperacyjne) sposoby, co znacznie rozszerza metody stosowania proponowanych środków. Zdolność witronektyny do dyfuzji białka Shh i dostarczania go do komórek docelowych zapewnia zauważalny efekt odbudowy komórek rzęsatych, w przeciwieństwie do stosowania glukokortykoidów, u których tej zdolności nie wykryto. Fakty te pozwalają stwierdzić, że proponowane wynalazki spełniają warunek zdolności patentowej „stopień wynalazczy”.

Zaproponowane środki są pierwszymi i obecnie jedynymi skutecznymi metodami leczenia odbiorczego ubytku słuchu związanego z uszkodzeniem komórek rzęsatych. Przed ich wynalezieniem w medycynie powszechnie znany był fakt, że „ludzkich komórek rzęsatych nie da się w żaden sposób odtworzyć” (artykuł / Ch. Lieberman „Ukryta utrata słuchu”. W świecie nauki. październik 2015; nr 10: s. 59, kolumna 2, akapit 3 /; artykuł /Edge AS, Chen ZY (2008) „Regeneracja komórek włosowych.” Current Opinion in Neurobiology 18 (4): strony 377-382/; publikacja internetowa http://sbio.info /news/newsmed/stvolovye_kletki_izbavja, 04.05.2009).

Składniki do gotowania różne opcje Proponowane środki są łatwo dostępne, a dla trudno dostępnej witronektyny, jak wspomniano powyżej, istnieje kilka dobrze znanych i prostych metod produkcji.

Dalszy rozwój dziedziny kontroli ekspresji genów otworzy nowe możliwości odbudowy organizmu. Oprócz genu Rbl istnieje również wiele innych genów, które odgrywają podwójną rolę: zarówno ich ekspresja, jak i tłumienie niektórych części i funkcji organizmu pozytywną rolę i jednocześnie dla innych części i funkcji - negatywnie. Przez analogię do tego, jak właściwa supresja genu Rb1 może sprzyjać odbudowie komórek rzęsatych i jednocześnie nie powodować powstawania nowotworów złośliwych, w ten sam sposób w żywym organizmie można przywrócić wszystko inne, w tym wzrok, wrażliwość, ruchy , układ trawienny, mózg, zęby. Ponadto kontrolując aktywność genów, można nawet przywrócić utracone kończyny i narządy, jednak obszar ten jest praktycznie niezbadany. Badanie puli genów gadów, ptaków i ryb, u których oprócz komórek słuchowych ucha wewnętrznego potrafią także przywracać kończyny, zęby i wzrok, pomoże wyjaśnić tę kwestię i dlatego przypuszcza się, że to właśnie one czynniki, które zapewniły niektórym gatunkom dinozaurów bardzo długą oczekiwaną długość życia.

Jeden z najbardziej ważne aspekty Obszar ten obejmuje również dokładne badanie wszystkich funkcji konkretnego genu i białek, które on wyraża, ponieważ, jak zauważono powyżej, aktywacja lub supresja określonego genu w celu przywrócenia jednej funkcji organizmu może prowadzić do nieodwracalnych i destrukcyjnych konsekwencji związanych z zmiany lub wyłączenie innych funkcji organizmu.

1. Środek do leczenia odbiorczego ubytku słuchu, zawierający substancję aktywującą szlak sygnalizacyjny komórek Sonic hedgehog, znamienny tym, że zawiera ponadto co najmniej jeden środek przeciwnowotworowy, a substancją aktywującą szlak sygnalizacyjny komórek Sonic hedgehog jest witronektyna.

2. Produkt według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że dodatkowo zawiera co najmniej jedną substancję wybraną z grupy: winpocetyna, pentoksyfilina i piracetam.

3. Produkt według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienny tym, że dodatkowo zawiera lamininę.

4. Produkt według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że dodatkowo zawiera kwas palmitynowy.

5. Środek do leczenia odbiorczo-nerwowego ubytku słuchu, zawierający substancję aktywującą szlak sygnałowy komórek Sonic hedgehog, znamienny tym, że dodatkowo zawiera co najmniej jeden środek przeciwnowotworowy, co najmniej jedną substancję wybraną z grupy: winpocetyna, pentoksyfilina i piracetam , a substancją aktywującą szlak sygnałowy komórek Sonic hedgehog jest mieszanina witronektyny i co najmniej jednego glukokortykoidu.

6. Produkt według zastrzeżenia 5, znamienny tym, że dodatkowo zawiera kwas palmitynowy.

7. Produkt według zastrzeżenia 5 albo 6, znamienny tym, że dodatkowo zawiera lamininę.

Grupa wynalazków dotyczy leczenia i/lub zapobiegania zaburzeniom przedsionkowym. Zastosowanie selektywnego antagonisty receptora H4-histaminowego wybranego z grupy obejmującej 1-[(5-chloro-1H-benzimidazol-2-ilo)karbonylo]-4-metylopiperazynę, 1-[(5-chloro-1H-indol - 2-ylo)karbonylo]-4-metylopiperazyna, 4-((3R-)-3-aminopirolidyn-1-ylo)-6,7-dihydro-5H-benzocykloheptapirymidyn-2-yloamina lub cis-4-(piperazyno- 1-ylo)-5,6,7a,8,9,10,11,11a-oktahydrobenzofurochinazolino-2-amina do leczenia i/lub zapobiegania zaburzeniom przedsionkowym oraz kompozycja do tego samego celu zawierająca te związki.

Wynalazek dotyczy medycyny, mianowicie otorynolaryngologii i może być stosowany w leczeniu wysiękowego zapalenia ucha środkowego. W tym celu stosuje się farmakopunkturę na punktach cielesnych: IG4 (wan-gu), IG17 (tian-rong), VB2 (ting-hui), VB8 (shuai-gu), VB10 (fu-bai), VB11 (tou -qiao- yin), VB12(wan-gu), T14(da-zhui), T20(bai-hui), T22(xin-hui), GI4(he-gu), E36(zu-san-li), TR20(jiao -słońce), TR21(er-mężczyźni).

Wynalazek dotyczy medycyny, mianowicie położnictwa i ginekologii, i może być stosowany jako część przedimplantacyjnego przygotowania endometrium do programu IVF.

Wynalazek dotyczy dziedziny biotechnologii, w szczególności sposobu wydłużania okresu czasu przed nawrotem nowotworu i może być stosowany w medycynie. Antagoniści neureguliny, którymi są przeciwciało anty-NRG1, siRNA lub shRNA ukierunkowane na NRG1 lub immunoadhezyna anty-NRG1, są przygotowywani do podawania pacjentowi wcześniej leczonemu terapią przeciwnowotworową, w połączeniu ze środkiem terapeutycznym wybranym spośród paklitakselu, cisplatyny lub ich połączenie w celu opóźnienia czasu do nawrotu nowotworu lub zapobiegania rozwojowi oporności komórek nowotworowych na leczenie środkiem terapeutycznym.

Wynalazek dotyczy medycyny, mianowicie pulmonologii, i może być stosowany w leczeniu pacjentów z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc powikłaną niedokrwistością.

Wynalazek dotyczy dziedziny biochemii, biotechnologii i inżynierii genetycznej, w szczególności leku do leczenia zwłóknienia wątroby opartego na mieszaninie dwóch niewirusowych konstruktów plazmidowych. Pierwszym niewirusowym konstruktem plazmidowym jest pC4W-HGFopt i zawiera gen kodujący ludzki czynnik wzrostu hepatocytów. Drugi to pVax1-UPAopt i zawiera gen kodujący ludzką urokinazę. W wymienionym leku konstrukty plazmidowe występują w następujących stężeniach: pC4W-HGFopt – od 0,5 do 0,7 mg/ml; pVax1-UPAopt - od 0,3 do 0,5 mg/ml, przy całkowitym stężeniu DNA 1±0,01 mg/ml. Niniejszy wynalazek ujawnia sposób wytwarzania tego leku i sposób leczenia zwłóknienia wątroby przy użyciu tego leku w farmaceutycznie dopuszczalnej ilości. Niniejszy wynalazek umożliwia otrzymanie leku do leczenia zwłóknienia wątroby, który ma zwiększoną skuteczność, jest bezpieczny i jest uproszczony w wytwarzaniu. 3 rz. i 9 pensji akta, 28 il., 4 tablice, 9 pr.

Grupa wynalazków dotyczy medycyny i może być stosowana w otolaryngologii do leczenia odbiorczo-nerwowego ubytku słuchu w różnych stadiach. W tym celu zaproponowano opcje leczenia obejmujące składnik aktywujący komórkowy szlak sygnałowy Sonic hedgehog. W pierwszej wersji produktu jako taki składnik zastosowano witronektynę. Ponadto dodatkowo zawiera co najmniej jeden środek przeciwnowotworowy. W drugiej wersji środka jako taki składnik stosuje się mieszaninę witronektyny i co najmniej jednego glukokortykoidu. W odróżnieniu od pierwszego środka zawiera także dodatkowo co najmniej jedną substancję wybraną z grupy: winpocetynę, pentoksyfilinę i piracetam. Efektem technicznym jest zapewnienie regeneracji uszkodzonych komórek słuchowych ucha wewnętrznego, w tym ich proliferacja, bez ryzyka wystąpienia nowotworów w organizmie, w szczególności siatkówczaka, a także poszerzenie metod stosowania leku w leczeniu zmysłowo-nerwowego słuchu strata. 2 rz. i 5 pensji f-ly, 6 ill., 2 ave.

Ucho wewnętrzne składa się z labirynt kostny i w nim znajdujący się błoniasty labirynt, który zawiera komórki receptorowe - komórki nabłonka czuciowego włosa narządu słuchu i równowagi. Znajdują się one w określonych obszarach błędnika błoniastego: komórki receptorów słuchowych znajdują się w narządzie spiralnym ślimaka, a komórki receptorowe narządu równowagi znajdują się w workach eliptycznych i kulistych oraz grzebieniach ampułkowych kanałów półkolistych.

Rozwój. W zarodku ludzkim narządy słuchu i równowagi powstają razem z ektodermy. Z ektodermy powstaje zgrubienie - placod słuchowy, co wkrótce zamienia się w dół słuchowy, a następnie w pęcherzyk uszny i oddziela się od ektodermy i zatapia się w leżącym pod nią mezenchymie. Pęcherzyk słuchowy jest wyłożony od wewnątrz wielorzędowym nabłonkiem i wkrótce dzieli się zwężeniem na 2 części - z jednej części powstaje woreczek kulisty, powstaje woreczek i błędnik błoniasty ślimakowy (czyli aparat słuchowy), oraz z drugiej strony - worek eliptyczny - utriculus z kanałami półkolistymi i ich ampułkami (tj. narządem równowagi). W nabłonku wielowarstwowym błędnika błoniastego komórki różnicują się na komórki czuciowe i komórki podporowe. Z nabłonka pierwszego worka skrzelowego rozwija się nabłonek trąbki Eustachiusza łączący ucho środkowe z gardłem oraz nabłonek ucha środkowego. Nieco później zachodzą procesy kostnienia i tworzenia błędnika kostnego ślimaka i kanałów półkolistych.

Budowa narządu słuchu (ucho wewnętrzne)

Budowa kanału błoniastego ślimaka i narządu spiralnego (schemat).

1 - błoniasty kanał ślimaka; 2 - klatka schodowa przedsionkowa; 3 - tympani scala; 4 - spiralna płytka kostna; 5 - węzeł spiralny; 6 - spiralny grzbiet; 7 - dendryty komórek nerwowych; 8 - błona przedsionkowa; 9 - błona podstawna; 10 - więzadło spiralne; 11 - wyściółka nabłonkowa 6 i kolejne schody; 12 - pasek naczyniowy; 13 - naczynia krwionośne; 14 - pokrywa; 15 - zewnętrzne komórki czuciowo-nabłonkowe; 16 - wewnętrzne komórki czuciowo-nabłonkowe; 17 - wewnętrzne zapalenie nabłonka podtrzymującego; 18 - zewnętrzne zapalenie nabłonka wspierającego; 19 - komórki filarowe; 20 - tunel.

Budowa narządu słuchu (ucho wewnętrzne). Wewnątrz znajduje się część receptorowa narządu słuchu błoniasty labirynt, umiejscowiony z kolei w labiryncie kostnym, mający kształt ślimaka - rurka kostna spiralnie skręcona na 2,5 zwoju. Przez całą długość ślimaka kostnego biegnie błoniasty labirynt. Na przekroju labirynt ślimaka kostnego ma kształt zaokrąglony, a labirynt poprzeczny ma trójkątny kształt. Ściany błoniastego labiryntu w przekroju poprzecznym tworzą:

ściana superprzyśrodkowa- wykształcony błona przedsionkowa (8). Jest to cienka, włóknista płytka tkanki łącznej pokryta pojedynczą warstwą płaski nabłonek, zwrócony w stronę endolimfy i śródbłonek, zwrócony w stronę perilimfy.

zewnętrzna ściana- wykształcony pasek naczyniowy (12), leżąc na więzadło spiralne (10). Prążek naczyniowy to nabłonek wielorzędowy, który w przeciwieństwie do wszystkich nabłonków w organizmie ma własne naczynia krwionośne; nabłonek ten wydziela endolimfę, która wypełnia błoniasty labirynt.

Ściana dolna, podstawa trójkąta - błona podstawna (blaszka) (9), składa się z pojedynczych rozciągniętych sznurków (włókien fibrylarnych). Długość strun zwiększa się w kierunku od podstawy ślimaka do góry. Każda struna ma zdolność rezonowania ze ściśle określoną częstotliwością drgań – struny położone bliżej podstawy ślimaka (krótsze struny) rezonują przy wyższych częstotliwościach drgań (wyższe dźwięki), struny bliżej szczytu ślimaka – przy niższych częstotliwościach drgań (niższe Dźwięki) .

Nazywa się przestrzeń ślimaka kostnego nad błoną przedsionkową schody przedsionkowe (2), poniżej błony podstawnej - drabinka bębnowa (3). Łupka przedsionkowa i bębenkowa są wypełnione perylimfą i łączą się ze sobą na szczycie ślimaka kostnego. U podstawy ślimaka kostnego, przedsionkowa łuska kończy się owalnym otworem zamkniętym strzemieniem, a skala bębenkowa kończy się okrągłym otworem zamkniętym elastyczną membraną.

Organ spiralny lub organ Cortiego - część recepcyjna narządu słuchu , zlokalizowane na błonie podstawnej. Składa się z komórek czuciowych, komórek podporowych i błony pokrywającej.

1. Czuciowe komórki nabłonka włosów - lekko wydłużone komórki o zaokrąglonej podstawie, na wierzchołkowym końcu mają mikrokosmki - stereocilia. Dendryty pierwszych neuronów drogi słuchowej zbliżają się do podstawy czuciowych komórek rzęsatych i tworzą synapsy, których ciała leżą na grubości pręcika kostnego - wrzeciona ślimaka kostnego w zwojach spiralnych. Komórki nabłonka włosa czuciowego dzielą się na wewnętrzny w kształcie gruszki i zewnętrzny pryzmatyczny. Zewnętrzne komórki rzęsate tworzą 3-5 rzędów, podczas gdy wewnętrzne komórki rzęsate tworzą tylko 1 rząd. Wewnętrzne komórki rzęsate otrzymują około 90% całego unerwienia. Tunel Cortiego powstaje pomiędzy wewnętrznymi i zewnętrznymi komórkami włoskowatymi. Zawiesza się nad mikrokosmkami czuciowych komórek włoskowatych. membrana tektoralna.

2. KOMÓRKI WSPOMAGAJĄCE (KOMÓRKI WSPOMAGAJĄCE)

zewnętrzne komórki filarowe

wewnętrzne komórki filarowe

zewnętrzne komórki paliczków

wewnętrzne komórki paliczków

Wspomagające komórki nabłonka paliczków- znajdują się na błonie podstawnej i stanowią podporę dla czuciowych komórek rzęsatych, wspierając je. Tonofibryle znajdują się w ich cytoplazmie.

3. MEMBRANA OKRYJĄCA (MEMBRANA TETORIALNA) - galaretowata formacja, składająca się z włókien kolagenowych i amorficznej substancji tkanki łącznej, rozciąga się od górnej części zgrubienia okostnej wyrostka spiralnego, wisi nad narządem Cortiego, zanurzone są w nim końcówki stereocilii komórek rzęsatych

1, 2 - zewnętrzne i wewnętrzne komórki rzęsate, 3, 4 - zewnętrzne i wewnętrzne komórki podporowe (podtrzymujące), 5 - włókna nerwowe, 6 - błona podstawna, 7 - otwory błony siatkowej (siatkowej), 8 - więzadło spiralne, 9 - spiralna płytka kostna, 10 - membrana tectorial (osłona).

Histofizjologia narządu spiralnego. Dźwięk, podobnie jak wibracje powietrza, wibruje błonę bębenkową, następnie wibracje przenoszone są poprzez młotek i kowadełko na strzemiączek; strzemiączki przez okienko owalne przekazują drgania na perylifę skala przedsionkowa; wzdłuż łopatki przedsionkowej drgania na wierzchołku ślimaka kostnego przechodzą do perilimfy scala tympani i spiralnie w dół i opierają się o elastyczną błonę okrągłego otworu . Wibracje perilimfy scala tympani powodują drgania strun błony podstawnej; Kiedy błona podstawna oscyluje, czuciowe komórki słuchowe oscylują w kierunku pionowym, a ich włosy dotykają błony nakrywkowej. Zagięcie mikrokosmków komórek rzęsatych prowadzi do pobudzenia tych komórek, czyli tzw. zmienia się różnica potencjałów pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną powierzchnią cytolemu, co jest wyczuwalne przez zakończenia nerwowe na powierzchni podstawnej komórek rzęsatych. Impulsy nerwowe generowane są na zakończeniach nerwowych i przekazywane drogą słuchową do ośrodków korowych.

Jak ustalono, dźwięki rozróżnia się ze względu na częstotliwość (dźwięki wysokie i niskie). Długość strun w błonie podstawnej zmienia się wzdłuż labiryntu błoniastego; im bliżej wierzchołka ślimaka, tym dłuższe struny. Każda struna jest dostrojona tak, aby rezonowała z określoną częstotliwością wibracji. Jeśli dźwięki są ciche, długie struny rezonują i wibrują bliżej szczytu ślimaka, co powoduje odpowiednie pobudzenie znajdujących się na nich komórek. Jeśli rezonują wysokie dźwięki, rezonują krótkie struny znajdujące się bliżej podstawy ślimaka, a komórki rzęsate znajdujące się na tych strunach ulegają pobudzeniu.

PRZEDNIA CZĘŚĆ Labiryntu Błonowego - ma 2 rozszerzenia:

1. Ładownica - przedłużka sferyczna.

2. Macica - przedłużenie kształtu eliptycznego.

Te dwa przedłużenia są połączone ze sobą cienką rurką. Z macicą związane są trzy wzajemnie prostopadłe kanały półkoliste z przedłużeniami - ampułki. Większość wewnętrznej powierzchni worka, łagiewki i kanałów półkolistych z ampułkami pokryta jest jednowarstwowym nabłonkiem płaskonabłonkowym. Jednocześnie w worku, macicy i ampułkach kanałów półkolistych znajdują się obszary z pogrubionym nabłonkiem. Te obszary pogrubionego nabłonka w worku i łagiewce nazywane są plamkami lub plamkami, i w ampułki - przegrzebki lub cristae.

Plamy workowe (plamka).

Nabłonek plamki składa się z czuciowych komórek włoskowatych i podporowych komórek nabłonkowych.

Włosy zmysłowe istnieją 2 rodzaje komórek - gruszkowaty i kolumnowy. Na wierzchołkowej powierzchni czuciowych komórek włoskowatych znajduje się do 80 nieruchomych włosków ( stereocilia) i 1 rzęsa ruchoma ( kinocelia). Stereocilia i cinocoelia są zanurzone membrana otolitowa- Jest to specjalna galaretowata masa z kryształkami węglanu wapnia, która pokrywa pogrubiony nabłonek plamek. Podstawowy koniec czuciowych komórek rzęsatych jest spleciony z zakończeniami dendrytów pierwszego neuronu analizatora przedsionkowego, które leżą w zwoju spiralnym. Plamy plamkowe odbierają grawitację (grawitację) oraz przyspieszenia liniowe i wibracje. Pod działaniem tych sił błona otolityczna przesuwa się i zagina włosy komórek czuciowych, powodując pobudzenie komórek rzęsatych, co jest wychwytywane przez zakończenia dendrytów pierwszego neuronu analizatora przedsionkowego.

Wspomagające komórki nabłonkowe , znajdujące się pomiędzy czuciowymi, wyróżniają się ciemnymi owalnymi jądrami. Mają dużą liczbę mitochondriów. Na ich wierzchołkach znajduje się wiele cienkich mikrokosmków cytoplazmatycznych.

Grzbiety ampułkowe (cristae)

Znajduje się w każdym przedłużeniu ampułki. Składa się również z czuciowych i wspierających komórek rzęsatych. Struktura tych komórek jest podobna do tej w plamkach. Przegrzebki są na wierzchu galaretowata kopuła(bez kryształów). Przegrzebki rejestrują przyspieszenia kątowe, tj. obraca się ciało lub odwraca głowę. Mechanizm spustowy jest podobny do działania plamki żółtej.

Skupmy się teraz na głównym temacie tego tematu. Widzieliśmy, że błona podstawna wibruje w odpowiedzi na dźwięk dochodzący do ucha, podczas gdy błona nakrywkowa pozostaje stosunkowo nieruchoma. Stereocilia komórek rzęsatych ulegają mechanicznemu odkształceniu, a ich rzęski zanurzone są w endolimfie bogatej w K+. Powstałą depolaryzację można wykryć za pomocą przewodów mikroelektrodowych. Dokładnie odtwarzają częstotliwość przychodzącego dźwięku. Jest to tzw potencjały mikrofonu. Depolaryzacja mikrofonu (potencjał receptora) prowadzi do uwolnienia substancji transmitujących na zakończenia dendrytyczne włókien doprowadzających nerwu ślimakowego.

Widzimy więc, że w samym sercu zadziwiająco złożonego ucha wewnętrznego ssaków znajdują się komórki rzęsate; oczywiście zmodyfikowane, ale ogólnie takie same, jak te, które po raz pierwszy napotkaliśmy w kanałach narządu linii bocznej naszych wodnych poprzedników. Zobaczymy, że mniej więcej to samo można powiedzieć o innych zmysłach. Mechanizmy molekularne, opracowane bardzo wcześnie w historii ewolucji, zostały zachowane, ale z biegiem czasu okazuje się, że są zbudowane w niezwykle złożone i pomysłowe narządy. Jednym z imperatywów ewolucyjnych, który napędzał rozwój ślimaka ssaków, była potrzeba rozróżnienia pomiędzy różnymi częstotliwościami dźwięku. Widzieliśmy, że zdolność ta występuje w niewielkim stopniu u ryb, płazów i gadów; u ptaków i ssaków ulega ogromnemu rozwojowi. Wspomnieliśmy powyżej, że zakres częstotliwości ucha ludzkiego mieści się w przedziale od 20 Hz do 20 kHz (z pewnym spadkiem górnej granicy wraz z wiekiem). Zauważyliśmy również, że w zakresie słyszalnym ludzie i inne ssaki mają niezwykle wysoką zdolność rozróżniania częstotliwości. I dlatego następne pytanie- jak to osiągnąć? Może się wydawać, że ten problem ma proste rozwiązanie. Dlaczego nerw ślimakowy nie miałby być zsynchronizowany fazowo z sygnałem przychodzącym? fala dźwiękowa ciśnienie? Innymi słowy, dlaczego nie zasygnalizować tonu o częstotliwości 20 Hz impulsami nerwowymi o częstotliwości 20 Hz oraz tonu 15 lub 20 kHz impulsami o częstotliwości odpowiednio 15 i 20 kHz? W takich proste rozwiązanie Istnieją dwie oczywiste trudności. Po pierwsze, jak zauważyliśmy w rozdziale POTENCJAŁY BŁON, częstotliwość impulsów w nerwach czuciowych zwykle sygnalizuje intensywność bodźca. Układ nerwowy mógłby oczywiście ominąć tę trudność, ale druga trudność jest bardziej nie do pokonania. Biofizyka włókien nerwowych jest taka, że ​​po każdym impulsie następuje okres refrakcji trwający około 2 ms. Wynika z tego (jak widzieliśmy w rozdziale POTENCJAŁY MEMBRANY), że pojedyncze włókno nie jest w stanie przewodzić więcej niż 500 impulsów na sekundę. Oznacza to, że w przypadku częstotliwości powyżej 500 Hz potrzebne są inne sposoby rozróżniania częstotliwości. Działają tu dwa główne mechanizmy. Po pierwsze, istnieją dowody (patrz rozdział ANALIZA INFORMACJI PRZEDSZKOWEJ I DŹWIĘKOWEJ W MÓZGU), że włókna ślimakowe mogą być synchroniczne fazowo z częstotliwościami dźwiękowymi powyżej 500 Hz, ale nie reagują na każdy impuls częstotliwości. Oznacza to, że zakłada się, że w dolnej części widma częstotliwości (poniżej 5 kHz) grupa włókien nerwu ślimakowego łączy się, aby uzyskać częstotliwość impulsów odpowiadającą częstotliwości tonalnej w jakimś ośrodku słuchowym w mózgu. Z oczywistych powodów koncepcję tę nazywa się teorią salwy. Drugi, znacznie ważniejszy mechanizm opiera się na obserwacji, że szerokość błony głównej zwiększa się od okienka okrągłego do helicotremy (lub w przypadku ptaków do plamki żółtej ślimaka). Na przykład szerokość ludzkiej błony głównej wzrasta od 100 do 500 µm w odległości 33 mm (ryc. 8.17). Już w XIX wieku Hermann von Helmholtz zasugerował, że główną membranę można porównać do szeregu strojonych kamertonów (rezonatorów). Tony o wysokiej częstotliwości powodują maksymalne zakłócenia w obszarze okrągłego okna, a dźwięki o niskiej częstotliwości - w helikotremie. Dokładne badania przeprowadzone przez von Bekesy'ego i innych w dużej mierze potwierdziły hipotezę Helmholtza. Odkryto, że fale o skomplikowanych kształtach poruszają się wzdłuż całej głównej membrany, ale miejsce, w którym osiągają maksymalną amplitudę, jak sugerował Helmholtz, jest powiązane z ich częstotliwością. Hipoteza Helmholtza jest z oczywistych powodów znana jako teoria miejsca dyskryminacji częstotliwości. Aby rozróżnić częstotliwości, mózg musi jedynie „zobaczyć”, z którego miejsca w błonie głównej pochodzą włókna, w których aktywność jest maksymalna.

Każda komórka włosowa ma 50-70 małych rzęsek, zwanych stereociliami i jedną dużą rzęskę, kinocilium. Kinocilium zawsze znajduje się po jednej stronie komórki, a stereocilia stopniowo stają się krótsze w kierunku drugiej strony komórki. Drobne wiązania nitkowate, prawie niewidoczne nawet w mikroskopie elektronowym, łączą końcówkę każdego stereocilium z sąsiednim, dłuższym stereocilium i ostatecznie z kinocilium. Dzięki tym sprzężeniom, gdy stereocilium i kinocilium są odchylane w kierunku kinocilium, sprzężenia nitkowate ciągną stereocilia jedna po drugiej, wyciągając je na zewnątrz z ciała komórki.

To otwiera kilkaset kanały wypełnione płynem w błonie komórki nerwowej wokół podstawy stereocili. Dzięki temu możliwe staje się przewodzenie przez membranę duża ilość jony dodatnie, które napływają do komórki z otaczającego płynu endolimfatycznego, powodując depolaryzację błony receptorowej. Przeciwnie, odchylenie wiązki stereocilium w kierunku przeciwnym (od kinocilium) zmniejsza napięcie sprzęgieł; zamyka się kanały jonowe, co prowadzi do hiperpolaryzacji receptora.

W warunkach odpoczynku na poziomie nerwowym włókna Impulsy pochodzące z komórek rzęsatych są stale przesyłane z częstotliwością około 100 impulsów/sek. Kiedy stereocilia odchylają się w kierunku kinocilium, przepływ impulsów wzrasta do kilkuset na sekundę; wręcz przeciwnie, odchylenie rzęsek w kierunku od kinocilium zmniejsza przepływ impulsów, często całkowicie go wyłączając. Dlatego też, gdy zmienia się orientacja głowy w przestrzeni i ciężar statokonii odchyla rzęski, do mózgu przekazywane są odpowiednie sygnały w celu regulacji równowagi.

W każdej plamce żółtej każdą komórkę włosową zorientowane w określonym kierunku, więc niektóre z tych komórek są pobudzane, gdy głowa jest pochylona do przodu, inne, gdy głowa jest odchylona do tyłu, jeszcze inne, gdy głowa jest przechylona na bok itp. W konsekwencji dla każdego ustawienia głowy w polu grawitacyjnym we włóknach nerwowych wychodzących z plamki żółtej powstaje inny „wzorzec” pobudzenia. To właśnie ten „wzorzec” informuje mózg o orientacji głowy w przestrzeni.

Kanały półkoliste. Trzy kanały półkoliste w każdym układzie przedsionkowym, zwane kanałami półkolistymi przednim, tylnym i bocznym (poziomym), są rozmieszczone względem siebie pod kątem prostym, tak że reprezentują wszystkie trzy płaszczyzny przestrzeni. Kiedy głowa jest przechylona do przodu o około 30°, boczne kanały półkoliste leżą w przybliżeniu poziomo w stosunku do powierzchni Ziemi, kanały przednie znajdują się w płaszczyznach pionowych wystających do przodu i pod kątem 45° na zewnątrz, natomiast kanały tylne znajdują się w płaszczyznach pionowych, które wystawaj do tyłu i w stronę ziemi pod kątem 45° na zewnątrz.

Każdy kanał półkolisty ma przedłużenie na jednym z końców, zwane ampułką; zarówno kanały, jak i bańka są wypełnione płynem zwanym endolimfą. Przepływ tej cieczy przez jeden z kanałów i ampułkę pobudza narząd zmysłów ampułki w następujący sposób. Rysunek przedstawia mały grzebień znajdujący się w każdej ampułce, zwany grzebieniem ampułkowym. Na szczycie tego grzbietu pokryta jest luźna galaretowata masa tkanki zwana kopułą (czapką).

Gdy ludzka głowa zaczyna się obracać w dowolnym kierunku, płyn w jednym lub większej liczbie kanałów półkolistych pozostaje nieruchomy na skutek bezwładności, podczas gdy same kanały półkoliste obracają się wraz z głową. W tym przypadku ciecz przepływa z przewodu i przez ampułkę, zaginając kopułkę w jednym kierunku. Obracanie głowicy w przeciwnym kierunku powoduje wychylenie czaszy w drugą stronę.

Wewnątrz kopuły zanurzone są setki rzęsek komórek rzęsatych znajdujących się na grzbiecie brodawki. Kinoclia wszystkich komórek rzęsatych w kopule są zorientowane w tym samym kierunku, a odchylenie kopuły w tym kierunku powoduje depolaryzację komórek rzęsatych, a odchylenie w przeciwnym kierunku powoduje hiperpolaryzację komórek. Z komórek rzęsatych wzdłuż nerwu przedsionkowego wysyłane są odpowiednie sygnały, informujące centralny układ nerwowy o zmianach w rotacji głowy i szybkości zmian w każdej z trzech płaszczyzn przestrzeni.

Wróć do zawartości sekcji „ ”