内毛細胞と外毛細胞の主な違いは、内毛細胞は蝸牛の液体に入った音の振動を電気信号に変換し、聴神経を介して脳に伝えるのに対し、外毛細胞は蝸牛の液体に入った小さな音を機械的に増幅することである。

内毛細胞と外毛細胞は、内耳にある受容細胞です。

蝸牛管に沿って2列に並んでいます。

これらの細胞の毛は、蝸牛管の内側に向かって突き出ています。

一般に、ヒトの場合、外有毛細胞は内有毛細胞よりも数が多くなっています。

内耳細胞とは

内毛細胞は、蝸牛に存在する主な受容細胞の一種で、音波を神経インパルスに変換する役割を担っている。

一般に、人間の蝸牛には出生時に約3,500個の内毛細胞が存在するといわれています。

音の振動は蝸牛の液体を伝ってやってくる。

神経インパルスは、聴覚神経を通じて、聴覚脳幹、聴覚野に伝達される。

内毛細胞の先端面には、ステレオ繊毛と、キノ繊毛と呼ばれる1本の長いステレオ繊毛が存在する。

小さな立体繊毛は約100本ある。

キノシリウムは内毛細胞の片側に存在する。

ステレオ繊毛とキノシリウムはともに蝸牛の胸膜に面している。

隣接するステリオシリアは、ステリオシリアの頂点にあるタンパク質フィラメントによって互いに連結されている。

このフィラメントに付随するイオンチャネルは、張力に反応して開口する。

蝸牛の体液とともにステリオシリアを拍動させると、ステリオシリアがキノシリウムに向かって変形し、フィラメントに張力が発生する。

すると、イオンチャンネルが開き、カルシウムイオンが細胞内に入り込み、細胞は脱分極される。

一旦脱分極すると、有毛細胞は神経伝達物質、おそらくグルタミン酸をその基部から聴覚前庭神経の求心性線維に放出する。

キノシリウムは、音波を神経インパルスに変換する以外に、頭の動きを識別する役割も担っている。

したがって、内毛細胞は前庭器官としての役割も担っているのです。

外毛細胞とは

外有毛細胞は、蝸牛に存在するもうひとつの有毛細胞の一種です。

コルチ器官内に3列で並んでいる。

哺乳類の聴覚の感度は、外有毛細胞が機能していなくても、他の脊椎動物と同様です。

その感度は50dB程度です。

したがって、外有毛細胞の主な働きは、振幅の小さい音波をあらかじめ増幅することである。

海棲哺乳類の場合、外毛細胞は200kHz程度から感度を上げる。

図2：コルチ器官

低振幅の音波の増幅は、電位差によるものです。

プレスチンは外有毛細胞の側膜に特異的に発現する膜貫通型のタンパク質です。

外毛細胞の脱分極、過分極によって収縮、伸長する。

この機械的応答は、電圧依存的なプレスチンの構造変化によるものです。

このシステムを蝸牛アンプと呼ぶ。

内耳細胞と外耳細胞の類似性

• 内毛細胞と外毛細胞は、内毛に存在する2種類の受容細胞です。
• 蝸牛の3つの区画のうち、基底膜にあるコルチ器官で発生します。
• 蝸牛管に沿って組織されています。
• ステリオシリアは細胞の頂点を覆っている。キノシリウムは頂点の片側に発生する。
• ステリオシリアとキノシリウムを総称して毛と呼ぶ。
• 毛は蝸牛の胸膜に向かって突出している。
• 有毛細胞の静止膜電位は-65mVです。
• 脱分極するとカルシウムイオンが入り、前庭蝸牛神経線維の末梢終末でグルタミン酸が放出される。

内耳細胞と外耳細胞の違い

定義

内毛細胞は蝸牛の受容細胞で、音波を神経信号に変換する。

外毛細胞は蝸牛の受容細胞で、毛束の動きによって低レベルの音を機械的に前増幅している。

番号

内毛細胞は数が少なく、ヒトの蝸牛には約3500個の内毛細胞が存在する。

外有毛細胞はもっと多く、約12,000個存在する。

行数

内毛細胞は1列、外毛細胞は3列に並んでいる。

所在地

内毛細胞は内毛細胞の末端に、外毛細胞神経は外毛細胞神経の末端に位置しています。

機能

内毛細胞は蝸牛の体液からの音の振動を電気信号に変換し、外毛細胞は蝸牛の体液に入った低レベルの音を機械的に増幅している。

神経

内毛細胞は求心性神経より求心性神経に支配され、外毛細胞は求心性神経より求心性神経に支配される。

プレスティン

内毛細胞はプレスチンを発現しないが、外毛細胞はプレスチンを高発現し、電気運動過程を助けるモータータンパク質です。

結論

内毛細胞は大脳皮質に存在する主要な受容細胞であり、聴覚と前庭感覚の両方を担っている。

外有毛細胞は振幅の小さな音波を受容し、その信号を機械的に増幅することで、他の脊椎動物に比べて高い感度で音を聞き取ることができる。

内毛細胞と外毛細胞の主な違いは、主にその機能です。