Mechano-elektrische Transduktion

Die mechano-elektrische Transduktion ist von der elektro-mechanischen Transduktion abzugrenzen, wird jedoch in manchen Quellen synonym verwendet.

Dieser Transduktionsvorgang findet sich bei verschiedenen Rezeptoren, u.a. bei mechanosensitiven Nozizeptoren, bei Mechanorezeptoren des Tastsinns und bei den Haarzellen des Innenohrs.

Die inneren Haarzellen wandeln Schwingungen über eine mechano-elektrische Transduktion in elektrische Ströme um. Damit verhalten sie sich komplementär zu den äußeren Haarzellen, die mittels elektro-mechanischer Transduktion die Wanderwelle verstärken und so die Schwingungen im Corti-Organ modifizieren (kochleärer Verstärker). Beide Vorgänge, die mechano-elektrische und die elektro-mechanische Transduktion, dienen dem Hörvorgang als Grundlage des Gehörsinns.^[1]

Der zelluläre Mechanismus der mechano-elektrischen Transduktion beruht auf der Abscherung der am apikalen Zellpol befindlichen Stereozilien. Hierbei werden die zwischen den Zilien befindlichen Glykoprotein-Fäden (Tip-Links) gespannt, was eine Öffnung mechanosensitiver Kanäle in der Zilienmembran zur Folge hat. Über den konsekutiven Kaliumeinstrom kommt es zur Depolarisation der Zellmembran, die zu einer Öffnung spannungsabhängiger Calciumkanäle führt. Die einströmenden Calciumionen ermöglichen die Ausschüttung des im basalen Zellpol vesikulär gespeicherten Neurotransmitters Glutamat. Glutamat induziert in der nachgeschalteten Afferenz des Nervus cochlearis ein Aktionspotential (die elektrische Antwort auf den ursprünglich mechanischen Reiz).^[2]

Schematische Darstellung der mechano-elektrischen Transduktion der cochleären Haarzellen

siehe auch: Corti-Organ

Mutationen in Genen, die für Komponenten des Transduktionsapparats kodieren (u.a. Cadherin-23, Protocadherin-15 sowie der mutmaßliche Kanalbestandteil TMC1), führen zu hereditären Formen der Schwerhörigkeit. Defekte der Tip-Link-Proteine sind insbesondere mit dem Usher-Syndrom assoziiert.^[2]