Cilios: definición, tipos y función

Los cilios son organelos largos y tubulares que se encuentran en la superficie de muchas células eucariotas. tienen una estructura compleja y un mecanismo que les permite ondear en un patrón circular o encajar en forma de látigo. La acción cilial es utilizada por los organismos unicelulares para la locomoción y generalmente para los fluidos en movimiento, mientras que los cilios que no se mueven se usan para la entrada sensorial.

Los cilios tienen muchas similitudes con los flagelos, ya que son extensiones de una célula que parecen pelos, que sobresalen a través de la membrana plasmática de la célula. Las diferencias entre cilios y flagelos incluyen localización, movimiento y longitud. un gran número de cilios tienden a ubicarse en un área amplia de la superficie celular, mientras que los flagelos son solitarios o pocos en número.

Los cilios se mueven juntos, de manera coordinada, mientras que los flagelos se mueven de forma independiente. Los cilios tienden a ser más cortos que los flagelos.

los flagelos generalmente se encuentran en un extremo de la célula, y aunque pueden ser sensibles a la temperatura o a ciertas sustancias, se usan principalmente para el movimiento celular. Los cilios tienen varias funciones sensoriales posibles, especialmente cuando forman parte de las células nerviosas , y pueden no moverse en absoluto.

los cilios se encuentran solo en los eucariotas, mientras que los flagelos se encuentran tanto en las células eucariotas como en las procariotas.

Los cilios en las células eucariotas tienen una estructura tubular complicada encerrada en una membrana plasmática. los túbulos están compuestos de proteínas poliméricas lineales que forman nueve dobletes de microtúbulos externos colocados simétricamente alrededor de un par central de túbulos internos.

el par interno son dos túbulos separados, mientras que los nueve dobletes externos comparten una pared tubular común.

los conjuntos de 9 + 2 microtúbulos están dispuestos en una estructura cilíndrica llamada axonema y se unen a la célula en una parte del cilio que se llama cuerpo basal o cinetosoma . el cuerpo basal, a su vez, está anclado al lado citoplásmico de la membrana celular. Los microtúbulos se mantienen en su lugar mediante brazos de proteínas, radios y enlaces dentro de los cilios.

estas estructuras de proteínas le dan a los cilios su rigidez y son una parte importante de su sistema de movilidad.

La proteína del motor, la dineína, se encuentra en los brazos y los radios que unen los microtúbulos, e impulsa el movimiento de los cilios. Las moléculas de dineína se unen a uno de los microtúbulos a través de los brazos y enlaces. utilizan la energía del trifosfato de adenosina (atp) para mover uno de los otros microtúbulos hacia arriba y hacia abajo. El movimiento deslizante variable de los microtúbulos produce un movimiento de flexión.

Los cilios vienen en dos tipos básicos, pero cada tipo puede cumplir varias funciones ciliales. Dependiendo de su función, tienen diferentes características y capacidades.

todos los cilios son móviles o no móviles, lo que significa que pueden moverse o no. los cilios no móviles también se conocen como cilios primarios , y casi todas las células eucariotas tienen al menos una. Los cilios móviles se mueven, pero sus funciones son variadas, y solo un tipo es la locomotora en que su movimiento mueve la célula asociada.

Los diferentes tipos y funciones son los siguientes:

• cilios primarios, sensores químicos:  los cilios son estacionarios, pero detectan la presencia de sustancias como las proteínas y envían las señales correspondientes a las células, como las células renales.
• cilios primarios, sensores físicos:  los cilios de estas células son sensibles al tacto y al movimiento. Tales cilios son responsables de detectar el sonido en el oído interno.
• cilios primarios,  señalización:  los cilios detectan señales celulares, como la señalización hedgehog (hh), un factor clave en el desarrollo de células y tejidos de mamíferos.
• cilios móviles,  locomoción:  los cilios permiten a las células moverse en busca de alimentos y evitar el peligro, especialmente en organismos unicelulares como el paramecio.
• cilios móviles, transporte: los  cilios utilizan su movimiento para promover el transporte de fluido a través de un tubo o canal como en el oviducto.
• cilios móviles, eliminación de contaminantes: los  cilios utilizan su movimiento para eliminar las partículas contaminantes y moverlas hacia el exterior, como en el sistema respiratorio.

Los cilios que se encuentran en la mayoría de las células se utilizan como una forma de interactuar con el entorno y con otras células, ya sea a través del movimiento o por medios sensoriales. Los diferentes tipos de células de ayuda de cilios cumplen funciones que de otro modo tendrían problemas para llevar a cabo.

Como los cilios primarios no tienen que moverse, su estructura es más simple que la de otros cilios. En lugar de la estructura 9 + 2 de los cilios móviles, carecen de los dos pares centrales de microtúbulos y tienen una estructura 9 + 0. no necesitan la proteína motora dineína y carecen de muchos de los brazos, radios y enlaces asociados con el movimiento cilial.

en cambio, sus capacidades sensoriales a menudo provienen de los cilios de las células nerviosas y el uso de funciones de señalización nerviosa para llevar a cabo sus tareas sensoriales. la mayoría de las células eucariotas tienen al menos uno de estos cilios primarios o no móviles.

Si los cilios o las células asociadas con ellos son defectuosos o están ausentes, la falta de sus funciones especializadas puede resultar en enfermedades graves.

por ejemplo, los cilios en las células renales ayudan a la función renal, y los problemas con estas células causan enfermedad renal poliquística. Los cilios primarios en los ojos ayudan a las células a detectar la luz, y los defectos pueden causar ceguera debido a una enfermedad llamada retinitis pigmentosa. Otros cilios en las neuronas olfativas son responsables del sentido del olfato.

Funciones especializadas como estas se llevan a cabo por los cilios primarios en todo el cuerpo.

Las células con cilios móviles pueden usar las capacidades de movimiento de sus cilios de varias maneras. su propósito original era ayudar a los organismos unicelulares a moverse, y aún desempeñan este papel en formas de vida primitivas, como los ciliados.

Cuando los organismos multicelulares evolucionaron, las células con cilios ya no eran necesarias para la locomoción del organismo y asumieron otras tareas.

El movimiento cilíndrico tiene varias características que ayudan a que su movimiento sea útil. Por lo general, golpean de manera coordinada en varias filas de cilios, lo que constituye un mecanismo de transporte eficiente.

la mayoría de las células involucradas en el transporte tienen una gran cantidad de cilios en una de sus superficies, lo que hace posible un rápido transporte de volúmenes significativos. Mientras no mueven las células directamente, pueden ayudar con el movimiento de otras sustancias.

Ejemplos típicos son:

• Sistema respiratorio:  células con hasta 200 partes de la línea de cilios del sistema respiratorio, como la tráquea. su movimiento de onda coordinado transporta el moco fuera del tracto respiratorio, trayendo cualquier partícula o suciedad con él.
• Trompas de Falopio:  la paliza de los cilios en las paredes de las trompas de Falopio impulsa el  óvulo  por el tubo hacia el útero, donde se adhiere y crece. Si los cilios están defectuosos, el óvulo no ingresa al útero y  puede resultar en un  embarazo ectópico .
• oído medio:  las células ciliadas en el  epitelio  del oído medio ayudan con el desarrollo auditivo. los defectos en estos cilios móviles pueden resultar en una enfermedad llamada  otitis media  y pueden llevar a una pérdida auditiva.

Los cilios móviles se encuentran en el epitelio de muchas partes del cuerpo, y aunque su función a veces no se comprende bien, asumen roles críticos en el desarrollo del organismo y en los procesos celulares.

su compleja estructura, el complicado mecanismo de deslizamiento interno y su movimiento coordinado demuestran que el movimiento es una función biológica difícil de realizar, y una falla en su operación a menudo resulta en una enfermedad para el organismo.

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