耳蜗毛细胞最新研究进展

Ca2＋在耳蜗中的分布和功能有如下特点：①分布广，变化迅速；②与其他第二信使，如cAMP共同起作用；③有细胞毒性，超载可导致细胞损伤。在耳蜗水平，Ca2＋与声机械－电转换、毛细胞的生物活性和能动性、内耳频率选择性、基底膜振动的非对称性响应、毛细胞的适应性、神经递质的释放和传出神经对耳蜗的调控等生理功能均有关。

（一）耳蜗Ca2＋分布及其动态平衡调节

耳蜗内的钙有结合钙和离子钙两种形式，大部分钙以离子形式存在。毛细胞的细胞外液很特殊，其顶膜和纤毛面浸浴在耳蜗中阶的内淋巴液（endolymph，EL）中，而毛细胞的底侧部则浸浴在外淋巴液（perilymph，PL）中。内、外淋巴中的Ca2＋浓度分别约为10－5　mol/L和10－3　mol/L，相差约100倍。EL中低浓度Ca2＋的维持有赖于内淋巴较高的蜗内电位（endocochlea potential，EP），血管纹以及边缘细胞上耗能的离子主动转运机制（Ca2＋泵）也起了重要的调节作用。细胞内Ca2＋的浓度约为10－7　mol/L，细胞外约为10－3　mol/L，二者相差约20　000倍。Ca2＋在IHC和OHC呈梯度分布：由细胞中间向质膜增加，核又高于胞质。也有作者认为毛细胞内在核下区及表面下池（subsurface cistern）的线粒体及内质网中Ca2＋的浓度最高，细胞底部的核和神经轴突的突触部位Ca2＋含量也较高。

毛细胞Ca2＋动态平衡的调节包括胞外的Ca2＋进入细胞和胞内的Ca2＋向胞外转运两方面。Ca2＋进入细胞的途径：a．电压依赖性钙通道；b．受体依赖性钙通道；c．钙渗漏；d．Na＋－Ca2＋交换；e．胞内Ca2＋介导的Ca2＋入胞内（胞内的Ca2＋增高后，进一步激活钙通道使Ca2＋内流）。Ca2＋向胞外转运的途径：a．质膜上的Ca2＋泵；b．Na＋－Ca2＋交换。其他调节机制还包括胞内钙库三磷酸肌醇（IP3）型、Ryanodine型钙库、线粒体等Ca2＋缓冲系统（图12－2）。

图12－2　细胞、内外Ca2＋和K＋动态平衡

VDC：电压依赖性Ca2＋通道；NSC：非选择性阳离子通道；ECB：内源性Ca2＋结合蛋白；IP3－CS：三磷酸肌醇敏感Ca2＋库；RrR－CS：Ryanodine敏感Ca2＋库；Mito：线粒体；Ca2＋ATPase：Ca2＋ATP酶；Na/Ca Exchanger：Na/Ca2＋交换；Na＋－K＋ATPase：Na＋－K＋ATP酶；K＋：非门控K＋通道

胞内Ca2＋浓度能够被ATP通过和胞膜上的嘌呤能受体结合而被提高，而NO/cGMP途径也可以降低细胞内的Ca2＋浓度。ATP可以引起单离的外毛细胞去极化，并增加胞内的Ca2＋浓度，也可以引起哺乳动物内毛细胞、鸟类的毛细胞以及前庭毛细胞内的Ca2＋浓度升高。当ATP引起胞内Ca2＋浓度升高时，NO/cGMP途径可以对其起到反转作用，即使胞内的Ca2＋浓度不再升高；当抑制NO/cGMP途径时，ATP的作用又能得到恢复。ATP可以引起耳蜗多种细胞内Ca2＋浓度的升高，而NOS是Ca2＋依赖性，Ca2＋与钙调蛋白的结合可以激活NOS，导致NO合成。因此耳蜗中NO浓度的升高有可能通过Ca2＋激活NO/cGMP途径。Ca2＋影响血管纹边缘的Na＋－K＋泵，对EP起重要作用，当耳蜗灌流钙通道阻滞药时，EP受抑制而下降，并随钙通道阻滞药的浓度增加抑制程度加大。

（二）蜗内Ca2＋平衡与外毛细胞能动性

作为近电场电位，耳蜗微音电位（CM）80%来源于OHC，20%来源于IHC，因此CM可直接反映耳蜗毛细胞的功能。除了胞内游离钙［Ca2＋］i可直接影响CM外，影响CM的因素还包括：①支持细胞可能通过细胞间缝隙连接或特殊的递质（如NO）对内、外毛细胞产生作用。②耳蜗传出神经（内侧耳蜗橄榄束）释放出乙酰胆碱（ACh），与OHC膜上的NMDA受体（烟碱胆碱能）相结合，激活与之耦联的Ca2＋依赖性K＋通道开放，Ca2＋的内流，可增加OHC电运动幅度。此外，当Ca2＋超载时OHC运动幅度下降。③环磷酸鸟苷酸（cGMP）可以通过NO/cGMP通路降低ATP引起胞内［Ca2＋］i升高。这是通过cGMP依赖性磷酸酶抑制电压依赖性Ca2＋和（或）IP3实现的。这种［Ca2＋］i的波动可迅速广泛地通过缝隙连接在细胞间传递。因此，ATP与NO/cGMP通路的协同作用既保证了信息的有效传递，又维持耳蜗内环境的稳定。因为NO/cGMP通路实质是调节了Ca2＋，所以cGMP通过NO/cGMP通路可以增加OHC的运动幅度。

OHC的纤毛受机械刺激后，机－电换能通道（非选择性阳离子，Ca2＋，K＋通道）开启，Ca2＋，K＋内流导致OHC的去极化，并使细胞底侧壁上的L型Ca2＋通道开启，胞外Ca2＋进入胞内，胞内Ca2＋的增加又激活了胞侧壁的Ca2＋依赖性K＋通道开启，形成Ca2＋依赖性K＋电流，使毛细胞超极化。上述这种膜电位的变化激发了OHC的能动性，去极化引起OHC收缩，超极化引起OHC伸长。可见OHC的电运动的调节由胞内Ca2＋来完成。