Células ciliadas: características y funciones
Las células ciliadas son aquellas células que presentan estructuras llamadas cilios. Los cilios, al igual que los flagelos, son proyecciones citoplasmáticas de las células, con un conjunto de microtúbulos en su interior. Son estructuras con funciones motoras muy precisas.
Los cilios son pequeños y cortos como filamentos. Estas estructuras se encuentran en una gran variedad de células eucariotas, desde organismos unicelulares hasta células que conforman tejidos. Cumplen funciones variadas, desde el movimiento celular, hasta el movimiento del medio acuoso a través de membranas o barreras en animales.
Índice del artículo
- 1 ¿Dónde se encuentran las células ciliadas?
- 2 Características de los cilios
- 3 Células ciliadas del sistema auditivo
- 4 Funciones
- 5 ¿Las células procariotas tienen cilios?
- 6 Interés médico de las células ciliadas
- 7 Referencias
Las células ciliadas se encuentran en casi todos los organismos vivos, excepto en los organismos nematodos, hongos, rodófitas y plantas angiospermas, en los cuales están ausentes por completo. Además, en los artrópodos son muy poco frecuentes.
Son particularmente comunes en los protistas, donde un grupo en especial es reconocido e identificado por presentar dichas estructuras (ciliados). En algunas plantas, por ejemplo en los helechos, podemos encontrar células ciliadas, como sus células sexuales (gametos).
En el cuerpo humano existen células ciliadas conformando superficies epiteliales, como en la superficie del tracto respiratorio y superficie interna de oviductos. Se pueden encontrar también en el ventrículo cerebral y en el sistema auditivo y vestibular.
Los cilios son proyecciones citoplasmáticas cortas y numerosas que cubren la superficie celular. En general, todos los cilios poseen una estructura fundamentalmente igual.
Cada cilio se compone de una serie de microtúbulos internos, cada uno constituido por subunidades de tubulina. Los microtúbulos se ordenan en pares, con un par central y nueve pares periféricos que forman una especie de anillo. Este conjunto de microtúbulos recibe el nombre de axonema.
Las estructuras ciliares poseen un cuerpo basal o cinetosoma que los ancla a la superficie celular. Estos cinetosomas se derivan de los centriolos, y están compuestos por nueve tripletes de microtúbulos, careciendo del par central. De esta estructura basal se derivan los dobletes de microtúbulos periféricos.
En el axonema cada par de microtúbulos periféricos está fusionado. Existen tres unidades de proteínas que mantiene ensamblado el axonema de los cilios. La nexina, por ejemplo, mantiene unidos los nueve dobletes de microtúbulos a través de enlaces entre ellos.
La dineína sale del par central de microtúbulos a cada par periférico, uniéndose a un microtúbulo específico de cada par. Esto permite la unión entre los dobletes y genera un desplazamiento de cada par con respecto a sus vecinos.
El movimiento de los cilios recuerda a un golpe de látigo. Durante el movimiento ciliar, los brazos de dineína de cada doblete permite que los microtúbulos se deslicen moviendo dicho doblete.
La dineína de un microtúbulo se une al microtúbulo continuo, girándolo y soltando en repetidas ocasiones, causando que el doblete se deslice hacia adelante con respecto a los microtúbulos del lado convexo del axonema.
Posteriormente los microtúbulos regresan a su posición original, ocasionando que el cilio recupere su estado de reposo. Este proceso permite que el cilio se arquee y produzca el efecto que, en conjunto con los demás cilios de la superficie, le dan movilidad a la célula o al medio circundante, según sea el caso.
El mecanismo del movimiento ciliar depende del ATP, que aporta la energía necesaria al brazo de dineína para su actividad, y de un medio iónico específico, con determinadas concentraciones de calcio y magnesio.
En el sistema auditivo y vestibular de los vertebrados existen células mecanoreceptoras muy sensibles denominadas células ciliadas, ya que poseen cilios en su región apical, donde se encuentran dos tipos: cinetocilios, parecidos a los cilios móviles, y estereocilios con diversos filamentos de actina proyectándose longitudinalmente.
Estas células se encargan de la transducción de los estímulos mecánicos a señales eléctricas dirigidas al cerebro. Se encuentran en distintos sitios en los vertebrados.
En los mamíferos se encuentran en el órgano de Corti dentro del oído e intervienen en el proceso de conducción del sonido. También están relacionadas con los órganos del equilibrio.
En anfibios y peces, se encuentran en estructuras receptoras externas encargadas de detectar el movimiento del agua circundante.
La función principal de los cilios está relacionada con la movilidad de la célula. En organismos unicelulares (protistas pertenecientes al filo Ciliophora) y pluricelulares de pequeño tamaño (invertebrados acuáticos), estas células están encargadas del desplazamiento del individuo.
También se encargan del desplazamiento de células libres dentro de organismos pluricelulares, y cuando estas forman un epitelio, su función es desplazar el medio acuoso en el que se encuentran a través de ellas o de alguna membrana o conducto.
En los moluscos bivalvos, las células ciliadas desplazan fluidos y partículas a través de sus branquias para extraer y absorber oxígeno y alimento. Los oviductos de las hembras de mamíferos están revestidos con estas células, permitiendo el transporte de los óvulos hacia el útero, mediante el movimiento del medio en el que estos se encuentran.
En el tracto respiratorio de vertebrados terrestres, el movimiento ciliar de estas células permite el deslizamiento de los mocos, evitando que los conductos pulmonares y traqueales se vean obstruidos por residuos y microorganismos.
En los ventrículos cerebrales el epitelio ciliado, conformado por estas células, permite el paso del fluido cerebro-espinal.
En eucariotas los cilios y flagelos son estructuras parecidas que cumplen funciones motrices. La diferencia entre ellos es su tamaño y el número de ellos que puede presentar cada célula.
Los flagelos son mucho más largos y suele presentarse solo uno por célula, como en los espermatozoides, involucrándose en el movimiento de células libres.
Algunas bacterias presentan estructuras llamadas flagelos, pero estos difieren de los flagelos eucarióticos. Estás estructuras no están conformadas por microtúbulos ni presentan dineína. Son filamentos largos y rígidos conformados por subunidades repetidas de una proteína llamada flagelina.
Los flagelos procarióticos tienen un movimiento rotativo a modo de propulsores. Dicho movimiento está promovido por una estructura impulsora ubicada en la pared celular del organismo.
En los humanos existen algunas enfermedades que afectan el desarrollo de las células ciliares o bien el mecanismo del movimiento ciliar, como la disquinesia ciliar.
Estas condiciones pueden afectar de forma muy variada la vida de un individuo, causando desde infecciones pulmonares, otitis y la condición de hidrocefalia en los fetos, hasta infertilidad.
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008).Molecular Biology of the Cell. Garland Science, Taylor and Francis Group.
- Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2003). Biología: La vida en la Tierra. Pearson educación.
- Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitación a la Biología. Ed. Médica Panamericana.
- Eckert, R. (1990). Fisiología animal: mecanismos y adaptaciones (No. QP 31.2. E3418).
- Tortora, G. J., Funke, B. R., Case, C. L., & Johnson, T. R. (2004). Microbiology: an introduction. San Francisco, CA: Benjamin Cummings.
- Guyton, A. C. (1961). Textbook of medical physiology. Academic Medicine, 36(5), 556.
- Hickman, C. P., Roberts, L. S., & Larson, A. l’Anson, H. and Eisenhour, DJ (2008) Integrated Principles of Zoology. McGrawwHill, Boston.
- Mitchell, B., Jacobs, R., Li, J., Chien, S., & Kintner, C. (2007). A positive feedback mechanism governs the polarity and motion of motile cilia. Nature, 447(7140), 97.
- Lodish, H., Darnell, J. E., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M. P., & Matsudaira, P. (2008). Mollecular cell biology. Macmillan.
- Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histología. Ed. Médica Panamericana.