A külső szőrsejtek motoros működésének (lassú- és gyors-, vagy elektromotilitás) az emlősök éles hallása szempontjából meghatározó a jelentősége. Míg az elektromotilitásról tudjuk, hogy szinusz ciklusról szinusz ciklusra erősíti a küszöb körüli erősségű hangokat, addig a lassú motilis sejtválasz jellegzetességei és a cochlearis erősítésben játszott szerepe kevéssé ismert. A tézisekben leírt kísérletek arra keresnek választ, hogy az elektromotilitás és a lassú motilis válasz sejtszinten hogyan integrálódik és milyen hatással van egymásra.

Izolált külső szőrsejtek lassú motilis válaszát (n = 36) 0,6 µl/min sebességgel, 90 másodpercig áramló, extracelluláris folyadékkal (mechanikai hatás) és 12,5 mM KCl oldattal (mechanikai és kémiai hatás) váltottuk ki, a szerin/threonin protein foszfatáz-gátló okadainsav jelenlétében (n = 9-9) és jelenléte nélkül (n = 9-9). Az áramlás okozta lassú motilis sejtválasz során az elektromotilis válaszokat, ±35 mV-tól ±240 mV-ig, 7 lépésben egyenletesen emelkedő elektromos feszültség négyszög impulzusokkal keltettük (n = 36). Az oldalfal merevségét aspirációs mikro-deformációs technikával vizsgáltuk (n = 5-5).

Reverzibilis sejtrövidülést okozott az extracelluláris folyadék és az emelt kálium tartalmú oldat áramlása (KCl szignifikánsan nagyobbat), miközben az oldalfal merevsége szignifikánsan fokozódott, ugyanakkor az elektromotilis válasz nagysága csökkent. Az okadainsav blokkolta a lassú motilis sejtválaszt, fokozta az oldalfal merevségét, csökkentette az elektromotilis válasz nagyságát és ezen értékek mindkét ingerlés során változatlanok maradtak.

A külső szőrsejt mechanikai hatásra lassú motilis sejtrövidüléssel és egyidejű oldalfal merevség fokozódással válaszolt. A jelenséget valószínűleg a citoszkeletális fehérjék metabolikus módosítását irányító kalcium- és foszforiláció-függő folyamatok működtetik. A következményes elektromotilis válasz nagyság csökkenés egy lassú motilis sejtösszehúzódás által vezérelt (cochlearis erősítőt szabályozó) mechanizmust valószínűsít, ami védi a belsőfület túl erős ingerek esetén a károsodástól. Megfigyeléseink fiziológiai jelentősége, hogy mechanikai (túlzott hangerő) és kémiai (K+-intoxikáció: Meniêre-betegség) ingerlésre a Corti-szerv képes lehet olyan mikromechanikai változásokkal reagálni (sejtrövidülés), amelyek a perifériás hangérzékelés folyamatát és érzékenységét szabályozzák.

Motor activity of the outer hair cells (slow-, and fast motility or electromotility) is a significant mechanism which determines the sharp frequency selectivity and low threshold in mammals. Electromotility provides with amplification on a cyle-by-cyle basis. The exact role of slow motility in the peripheral processing, however, is much less known. The Theoris aims to examine the integration of slow and fast motility in cellular level and their influence on each other.

Slow motile length changes of isolated outer hair cells (OHCs) (n = 36) were induced by perfusion of saline (flow rate: 0,6 µl/min) as a mechanical challenge or by perfusion of 12,5 mM KCl solution for 90 s as a chemical and mechanical challenge with and without ocadaic acid (OA), a serine/threonine protein phosphatase inhibitor (n = 9, in each experiment). Electromotility was evoked by square pulses from ±35mV to ±240mV at different stages of cell shortening (n = 36). Stiffness of the lateral wall was measured by the micropipette aspiration technique (n = 5, in each experiment). Both forms of stimulation (saline and 12,5 mM KCl solution) caused a reversible shortening (KCl evoked greater). Slow shortening increased lateral wall stiffness, simultaneously, electromotility magnitude decreased. Ocadaic acid blocked slow shortening, increased lateral wall stiffness, and decreased the magnitude of electromotility. Applied stimulations of ocadaic acid treated OHCs do not further change stiffness or electromotility. Isolated OHCs respond with slow shortening and consecutive cell stiffness increase to mechanical insult. This phenomenon seems operating with calcium-, and phosphorylation-dependent modifications of the cytoskeletal proteins. The subsequent electromotility gain decrease suggests a slow OHC shortening driven regulation of the cochlear amplifier with simultaneous safety control of the auditory periphery against overstimulation. Physiological relevance of these observations are, that a mechanically (loud sound) or chemically (K+ intoxication, e.g. Méniêre’s disease) stimulated organ of Corti is capable of changing its micromechanical response properties.