聴覚の生物物理学IV：有毛細胞の信号変換

🧠 有毛細胞は不動毛 stereovilli/stereocilia 不動毛（stereovilli/stereocilia） stereovilli/stereocilia（不動毛） の傾きを電気信号 PSP, postsynaptic potential 電気信号（PSP, postsynaptic potential） PSP, postsynaptic potential（電気信号） へ変える機械受容器 mechanoreceptor 機械受容器（mechanoreceptor） mechanoreceptor（機械受容器） である。 先端リンクtip link 先端リンク（tip link）tip link（先端リンク） から機械電気変換 mechanotransduction 機械電気変換（mechanotransduction） mechanotransduction（機械電気変換） （MET）複合体へ力が伝わると陽イオンチャネル cation channel 陽イオンチャネル（cation channel） cation channel（陽イオンチャネル） が開き、主にK⁺が流入して脱分極する。^{1 2}

基底膜の進行波 traveling wave進行波（traveling wave） traveling wave（進行波）で生じた局所変位は、段階的な受容器電位 receptor potential受容器電位（receptor potential） receptor potential（受容器電位）へ変換され、さらに外有毛細胞outer hair cell 外有毛細胞（outer hair cell）outer hair cell（外有毛細胞） による能動増幅へつながる。

機械―電気変換

flowchart TD
  A["基底膜の振動"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='stereovilli/stereocilia'>不動毛</span>が最長列方向へ傾く"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tip link'>先端リンク</span>張力↑"]
  C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mechanically gated channel'>機械刺激依存性チャネル</span>が開口"]
  D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='endolymph'>内リンパ</span>からK⁺を主体とする<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cation'>陽イオン</span>流入"]
  E --> F["有毛細胞の脱分極"]
  F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='voltage-gated calcium channel'>電位依存性Ca²⁺チャネル</span>が開口"]
  G --> H["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='glutamate release'>グルタミン酸放出</span> → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='auditory nerve'>聴神経</span>"]

内リンパendolymph 内リンパ（endolymph）endolymph（内リンパ） はK⁺濃度が高く、蝸牛内電位endocochlear potential 蝸牛内電位（endocochlear potential）endocochlear potential（蝸牛内電位） も正なので、チャネルが開くとK⁺が受動的に有毛細胞へ流入する。METチャネルはCa²⁺も通す非選択性陽イオンチャネル cation channel 陽イオンチャネル（cation channel） cation channel（陽イオンチャネル） である。反対方向へ不動毛 stereovilli/stereocilia 不動毛（stereovilli/stereocilia） stereovilli/stereocilia（不動毛） が傾くと静止時に開いているチャネルの一部が閉じ、過分極する。この双方向応答が振動波形を追跡する。²

⭐ 有毛細胞自身は活動電位ではなく段階的な受容器電位 receptor potential 受容器電位（receptor potential） receptor potential（受容器電位） を生じ、神経伝達物質の放出量を変える。

まとめ

• 不動毛stereovilli/stereocilia 不動毛（stereovilli/stereocilia）stereovilli/stereocilia（不動毛） 変位の力が先端リンク tip link 先端リンク（tip link） tip link（先端リンク） を介してMET複合体へ伝わり、チャネルを開く。
• K⁺を主体とする陽イオン cation 陽イオン（cation） cation（陽イオン） 流入で脱分極し、Ca²⁺依存性にグルタミン酸を放出する。
• 内有毛細胞inner hair cell 内有毛細胞（inner hair cell）inner hair cell（内有毛細胞） は感覚出力、外有毛細胞outer hair cell 外有毛細胞（outer hair cell）outer hair cell（外有毛細胞） は能動増幅を主に担う。