덮개막(tectorial membrane)은 달팽이관의 유모세포 위에 놓인 젤 형태의 구조입니다. 소리가 들어오면 주변 조직과 함께 움직이며 유모세포의 감각 돌기가 휘는 과정에 참여합니다.
덮개막과 내유모세포, 외유모세포의 위치 관계를 단순화했습니다.
코르티기관 위의 덮개막
코르티기관은 와우 안에서 소리를 감지하는 감각기관입니다. 아래쪽에는 기저막이 있고, 그 위에 유모세포와 지지세포가 놓입니다. 덮개막은 이 세포들의 위쪽에 길게 이어져 있습니다.
덮개막에는 세포가 없습니다. 세포 밖의 물질로 이루어진 젤 모양 구조로, 소리에 따른 기계적인 힘을 유모세포에 전달합니다.
와우관에는 내림프가 차 있습니다. 유모세포 위쪽의 감각 돌기는 이 액체 속에 있으며, 덮개막과 주변 액체의 움직임에 반응합니다.
두 종류 유모세포의 접촉 방식
코르티기관에는 내유모세포가 한 줄, 외유모세포가 세 줄로 달팽이관을 따라 길게 늘어서 있습니다. 유모세포 위에는 길이가 서로 다른 미세한 감각 돌기들이 있습니다. 이를 부동섬모라고 합니다. 내유모세포와 외유모세포는 덮개막과 접촉하는 방식이 다릅니다.
- 외유모세포: 가장 긴 감각 돌기가 덮개막 아래쪽에 닿아 기계적인 움직임을 전달받습니다. 세포가 길이를 바꾸는 움직임도 주변 조직에 전달됩니다.
- 내유모세포: 감각 돌기가 덮개막에 단단히 박혀 있지 않아, 주로 주변 액체의 흐름과 국소적인 기계적 힘으로 자극을 받습니다. 청신경으로 가는 신호의 대부분을 이 세포가 보냅니다.
진동이 전기 신호로 바뀌는 과정
소리가 와우 안에 들어오면 기저막이 위아래로 움직입니다. 기저막과 덮개막의 상대적인 움직임이 감각 돌기를 옆으로 휘게 합니다. 이런 힘을 전단력이라고 하며, 서로 맞닿은 두 부분이 엇갈리는 방향으로 움직일 때 생깁니다.
감각 돌기가 긴 돌기 쪽으로 휘면 돌기 사이를 잇는 미세한 연결 구조에 장력이 걸립니다. 이 힘이 이온 통로를 열고, 내림프의 칼륨 이온이 유모세포 안으로 들어오면서 전기적인 변화가 생깁니다. 이후 세포 아래쪽에서 신경전달물질이 분비되어 청신경으로 정보가 전달됩니다.
외유모세포의 진동 증폭
외유모세포는 전기적인 변화에 반응해 빠르게 짧아졌다 길어집니다. 세포막에 있는 프레스틴이라는 단백질이 이 움직임에 관여합니다. 길이 변화가 와우 조직에 다시 힘을 전달하면서 작은 진동을 증폭합니다.
덮개막과 기저막, 외유모세포가 기계적으로 연결되어 있기 때문에 소리를 받아 움직이는 과정과 움직임을 증폭하는 과정이 함께 일어납니다. 이런 작용으로 와우는 약한 소리에 민감하게 반응하고, 서로 가까운 주파수의 소리를 구별합니다. 외유모세포가 제 기능을 못 하면 작은 소리를 잘 듣지 못하게 되고, 이음향방사검사에서 반응이 나오지 않는 경우가 많습니다.
덮개막을 구성하는 단백질
덮개막에는 여러 단백질이 들어 있습니다. 그중 알파텍토린은 TECTA 유전자의 정보에 따라 만들어집니다. 알파텍토린은 자기들끼리, 또 다른 단백질과 결합하는 부위를 여러 개 갖고 있고, 이 결합 덕분에 덮개막이 제대로 만들어집니다.