Sekundárne mihalnice sú voľne sa pohybujúce bunkové procesy nachádzajúce sa v mihalniciach epitel z pľúca. Ich pohyby umožňujú transport hlienu a tekutín. Pri chorobách ako napr astma or cystická fibróza, tento transport je narušený ciliárnou paralýzou.
Čo sú to mihalnice?
Cilia sú odborný termín pre voľne pohyblivé bunkové rozšírenia. Tieto projekcie plazmovej membrány dlhej päť až desať um sú štíhle asi 0.25 um a obsahujú cytoplazmu. Ich kostra je vybavená axonémou obsahujúcou mikrotubuly. Všetky mihalnice sú pevne ukotvené jemnými vláknami v bazálnom tele čipkovanej cytoplazmy. Napríklad riasinky alebo kinocílie sú riasinky. Riasinky sa však nachádzajú aj vo vajíčkovode, semenníkoch alebo dýchacie cesty. Okrem primárnych mihalníc existujú aj sekundárne mihalnice. Líšia sa počtom mikrotubulov, ktoré obsahujú, a schopnosťou pohybu. Spolu s bičíkmi sú riasy kvôli ich podobnému stavebnému princípu zahrnuté pod kolektívnym termínom undulipodium. U nálevníkov sa celé skupiny mihalníc niekedy nazývajú cirry. Cilia je potrebné odlíšiť od mikroklkov. Vyskytujú sa napríklad v čreve a nenesú mikrotubulové lešenie. Tiež bičíky z baktérie nemožno porovnávať s mihalnicami. Pracujú ako vrtuľa, sú podstatne menšie ako mihalnice a nie sú uzavreté v membráne.
Anatómia a štruktúra
Riasinky sú zvonka uzavreté plazmatickou membránou. Axonéma ich odlišuje od tela bunky. Axonémou sú axiálne vlákna vyrobené zo sťahu proteíny dyneín a kinezín. The proteíny umožniť riasinkám pohyb. Mikrotubuly sú jemné duté vlákna na axoneme. Skladajú sa z molekulárnych väzieb s elektrickým nábojom, a preto majú jeden pozitívny a jeden negatívny tubul. Každý mikrotubulárny dublet je teda rozdelený na A a B tubul. Každý tubul A je vybavený ramennými štruktúrami. Tieto štruktúry sa vždy vyrovnávajú s B tubulom susedného cilium. Mikrotubuly cilium sú duplikované. Tieto mikrotubulové dublety tubulárneho ciliárneho skeletu sú navzájom v kruhovom usporiadaní. V strede tohto kruhu majú niektoré mihalnice dva ďalšie centrálne mikrotubuly. Tieto mihalnice sa tiež nazývajú sekundárne mihalnice. Riasinky bez centrálnych mikrotubulov sa nazývajú primárne riasinky. V ich vnútri leží cytoplazma, ktorá tvorí cytoskelet riasiniek a vytvára tak axonému. Jednotlivé dublety mikrotubulov sú navzájom spojené členmi viažucimi nexíny. V sekundárnych mihalniciach sú decentralizované dublety tiež zosieťované s centrálnym dubletom pomocou radiálnych lúčov.
Funkcia a úlohy
Sekundárne mihalnice sú zvyčajne schopné aktívneho bitia resp veslovanie pohyb. Napínaním svojich mikrotubulov sa môžu roztiahnuť a ohýbať. Dochádza tak k posuvnému mechanizmu. K prehýbaniu ciliumu dochádza tak, že rameno tubulu A nadväzuje na kontakty s tubulom B susedného cilium a posúva tubuly tubulínového dubletu proti sebe. Vysoko flexibilný proteín nexín drží počas tohto vytesňovania pohromade susedné tubuly mihalníc. Zatiaľ čo cilium navrhuje, je pretiahnuté. Kým je spätný ráz, je ohnutý. Sekundárne mihalnice sú zvyčajne usporiadané do veľkých hmôt a pohybujú sa koordinovane jeden za druhým podľa práve opísaného princípu. To znamená, že každý z protiľahlých radov mihalníc zasiahne o zlomok neskôr. Tento princíp pohybu sa nazýva aj metachrónny pohyb. To má za následok rovnomerne bijúci blikajúci prúd na povrchu riasinkovej skupiny, ktorý prebieha vlnovým spôsobom. U teplokrvného zvieraťa zodpovedá frekvencia porážania mihalníc asi 20 za sekundu. U ľudí koordinované pohyby sekundárnych mihalníc všeobecne slúžia na transport tekutín a hlienov v tele. Napríklad prepravujú vajíčko vo vajcovode resp hlien v prieduškách. U nálevníkov slúži pohyb lokomócii jednej bunky. Aj v súvislosti s spermie vyšších živočíšnych druhov je za pohyb buniek zodpovedný pohyb mihalníc. Pohyb sekundárnych mihalníc niekedy slúži aj na vírenie jedla. Primárne mihalnice zvyčajne nie sú schopné aktívneho pohybu. Primárne mihalnice sa na rozdiel od sekundárnych mihalníc zvyčajne nepohybujú, ale vykonávajú funkciu senzorickej antény. Nachádzajú sa teda predovšetkým vo vizuálnom systéme a v čuchovom systéme.
Choroby
Ciliárny pohyb sekundárnej mihalnice môžu paralyzovať rôzne okolnosti. Najmä vo vzťahu k riasinkám epitel z pľúca, môže dôjsť k takejto paralýze. Napríklad keď pH klesne pod 6.4 alebo presiahne deväť, dôjde k paralýze. Alergické mechanizmy môžu tiež spôsobiť pozastavenie pohybu mihalníc. To sa deje napríklad v astma, čo spôsobí, že mihalnice v pľúcach na chvíľu prestanú biť. Pri metabolickej poruche cystická fibróza, také ochrnutie pľúca vyskytuje sa aj mihalnica. Za ochrnutie alebo zhoršený pohyb môžu byť tiež zodpovedné fyzické alebo mechanické poškodenia mihalníc. Vysoké teploty resp studený môže vyvolať fyzickú poruchu. Turbulencia vzduchu je na druhej strane jednou z najbežnejších príčin mechanického poškodenia. Ciliárna dysfunkcia je medicínou definovaná ako všeobecná dysfunkcia mihalníc. Primárna ciliárna dysfunkcia sa môže vyskytnúť napríklad v súvislosti s chorobami, ako je Kartagenerov syndróm. Na druhej strane by sa mohla vyskytnúť sekundárna ciliárna dysfunkcia pľúc, ak by postihnutý vdychoval znečisťujúce látky. Riasinky môže spôsobiť chronické ochrnutie ciliárneho pohybu epitel previesť na plochý dlaždicový epitel. To znamená, že hlien už nie je možné transportovať z pľúc. Tento jav je častý u silných fajčiarov, ale môžu súvisieť aj práve spomenuté choroby.
