Cilia: The Microscopic Hair-like Structures

🧫 সিলিয়া (Cilia)

কোষের চুলের মতো গঠন ও এর কার্যাবলী

🧫 সিলিয়া (Cilia) কী?

Cilia হলো কোষের পৃষ্ঠে (surface) অবস্থিত ছোট, সরু, চুলের মতো (hair-like) গঠন, যা এক বা একাধিক সারিতে সাজানো থাকে।

🔍 সিলিয়ার প্রকারভেদ (Types of Cilia)

1. Non-motile Cilia (অচল সিলিয়া)

• নিজের থেকে চলতে পারে না (cannot move on their own)
• এগুলো সাধারণত sensory role (সংবেদী ভূমিকা) পালন করে
• যেমনঃ primary cilium — এটি কোষের বাইরের পরিবেশ থেকে সংকেত (signal) গ্রহণ করে

2. Motile Cilia (চলনক্ষম সিলিয়া)

• নিজের থেকে নড়াচড়া করতে পারে (can move actively)
• এই নড়াচড়া তরলের মধ্যে প্রবাহ সৃষ্টি করে (movement generates flow)
• সাধারণত একাধিক সংখ্যায় থাকে
• উদাহরণ: Respiratory tract, Fallopian tube

🔧 সিলিয়ার গঠন (Structure of a Cilium)

1. Basal Body (বেসাল বডি)

• প্রতিটি সিলিয়া একটি নিজস্ব basal body থেকে উৎপন্ন হয়
• এটি centriole জাতীয় গঠন, যা cell membrane-এর ঠিক নিচে অবস্থান করে

2. Axoneme (অ্যাক্সোনিম)

• এটি হলো সিলিয়ার অভ্যন্তরীণ কঙ্কাল (skeleton), যা microtubules দিয়ে তৈরি
• Axoneme-এর ব্যাস: 0.2-10 µm, দৈর্ঘ্য: কয়েক µm থেকে 1-2 mm
• Motile cilia-তে 9+2 arrangement:
  • চারপাশে 9 doublets (যুগল মাইক্রোটিউবিউল)
  • মাঝখানে 2 singlet microtubules
• অন্যান্য উপাদান:
  • Dynein arms (outer ও inner)
  • Radial spokes
  • Central-pair projections

3. Cell Membrane (সেল মেমব্রেন)

• সিলিয়ার বাইরের আবরণ, যা axoneme কে ঘিরে রাখে
• পুরুত্ব প্রায় 9.5 nm
• বিশেষ অঞ্চল cilia necklace selective barrier হিসাবে কাজ করে

🌀 সিলিয়ার চলন (Ciliary Movement)

Cilia একটি whip-like motion (চাবুকের মতো গতিবিধি)-তে নড়ে:

1. Forward Stroke (সামনের দিকে আঘাত):
   • দ্রুত গতিতে সামনের দিকে ঠেলে দেয়
   • তরল বা মিউকাসকে (mucus) সামনের দিকে সরিয়ে দেয়
2. Backward Stroke (পিছনের দিকে টান):
   • ধীরে ধীরে কোষের কাছাকাছি ফিরে আসে
   • এই পর্যায়ে তরল প্রায় স্থির থাকে
     

⚙️ চলনের প্রক্রিয়া (Mechanism)

• Dynein arm পার্শ্ববর্তী মাইক্রোটিউবুলের উপর দিয়ে "crawl" করে
• Basal body তলে ফিক্স করা থাকায় bending (বাঁকানো) হয়
• এই প্রক্রিয়াটি ATP থেকে শক্তি ব্যবহার করে
• এভাবে সমন্বিতভাবে সব সিলিয়া তরলের প্রবাহ তৈরি করে

🏥 মানবদেহে সিলিয়ার গুরুত্ব

1. শ্বাসনালীতে (Respiratory Tract)

• Trachea, bronchi, এবং nasal passage-এ থাকা motile cilia
• এই সিলিয়াগুলো mucus-এর উপর থাকা ধূলা, ব্যাকটেরিয়া সরিয়ে দেয়
• এটি mucociliary clearance নামে পরিচিত
  

2. ডিম্বনালীতে (Fallopian Tube)

• ডিম্বাণুকে (ovum) ovary থেকে uterus-এ নিয়ে যেতে সাহায্য করে
• এটি না থাকলে ectopic pregnancy হতে পারে

📌 NEET-এ গুরুত্বপূর্ণ পয়েন্টসমূহ

টপিক	তথ্য
Cilia কী	Hair-like projections
Arrangement	9+2 in motile cilia
Protein	Dynein arms
Movement requires	ATP
Disease if defective	Primary Ciliary Dyskinesia, Kartagener Syndrome
Location	Respiratory tract, Fallopian tube, brain ventricles
Function	Movement of fluid or particles

Types of Cilia (সিলিয়ার প্রকারভেদ)

🌟 1. Primary Cilia (প্রাইমারি সিলিয়া)

Primary cilia হল একক (solitary), non-motile বা অচল ধরণের cilia, যা বেশিরভাগ স্তন্যপায়ী প্রাণীর (mammalian) কোষে দেখা যায়। এটি polarized এবং differentiated cells-এর apical surface (উপরের পৃষ্ঠ) থেকে প্রসারিত হয়।

🧬 Primary Cilia-এর বৈশিষ্ট্য (Characteristics)

1. একটি বিশেষ অঙ্গানু (specialized organelle):
   Primary cilia কে একটি স্বতন্ত্র cell organelle হিসেবে ধরা হয়, যেমন mitochondria, endoplasmic reticulum, ও Golgi apparatus।
2. গঠনগত ভিন্নতা (Structural difference):
   • • এর axoneme-এ থাকে 9+0 microtubule arrangement
   • • অর্থাৎ, চারপাশে 9 doublets থাকলেও মাঝখানে কোনো central singlet microtubules থাকে না।
   • • এই central pair-এর অভাবই motility-র অনুপস্থিতির কারণ।
3. Anchoring:
   Primary cilia একটি basal body দ্বারা কোষে সংযুক্ত থাকে, যা centriole থেকে উৎপন্ন হয়।

📜 আবিষ্কার ও নামকরণ (Discovery & Naming)

• প্রথম আবিষ্কার করেন Zimmerman (1898 সালে)
• "Primary cilia" নামটি দেন Sergei Sorokin (1968 সালে)

💡 Primary Cilia-এর কার্যকলাপ (Functions)

🔹 তিনটি Hypothesis আছে:

1. এটি একটি vestigial organelle, যা পূর্বপুরুষদের motile cilia থেকে উত্তরাধিকারসূত্রে এসেছে।
2. এটি cell cycle control-এর জন্য অপরিহার্য।
3. এটি একটি sensory organelle, যা পরিবেশ থেকে সংকেত (signals) গ্রহণ করে।

🔹 Signal Reception & Transmission:

• Primary cilia পরিবেশ থেকে সংকেত গ্রহণ করে এবং সেটিকে signaling cascades-এ রূপান্তর করে।
• এই প্রক্রিয়া শুরু হয় ciliary compartment-এ এবং এরপর তা কোষদেহে (cell body) পৌঁছায়।

🔹 Ciliary Membrane এর উপাদান:

• এতে থাকে বিভিন্ন ধরনের receptors, ion channels, এবং signaling proteins, যেগুলো ভিন্ন ভিন্ন কোষে ভিন্নভাবে কাজ করে।

🧫 কোথায় পাওয়া যায় (Location in Body)

Primary cilia বিভিন্ন ধরনের কোষে পাওয়া যায় যেমন:

• Stem cells
• Epithelial cells
• Endothelial cells
• Connective tissue cells
• Muscle cells

⚠️ Ciliopathies (সিলিওপ্যাথি)

যদি primary cilia-র গঠন বা কার্যকারিতায় গণ্ডগোল হয়, তাহলে ciliopathies নামে পরিচিত রোগসমূহ দেখা দিতে পারে।
এর মধ্যে কিছু উদাহরণ:

• Bardet-Biedl syndrome
• Oral-facial-digital syndrome

🌀 2. Motile Cilia (মোটাইল সিলিয়া)

Motile cilia বা moving cilia হলো চলনক্ষম cilia, যেগুলো মূলত জীবদেহ বা কোনো পদার্থকে চলাচল করাতে সাহায্য করে。

📍 কোথায় পাওয়া যায় (Location)

এগুলি বিশেষভাবে থাকে:

• Airways (শ্বাসনালী)
• Paranasal sinuses (নাকের আশেপাশের সাইনাস)
• Oviduct (ডিম্বনালী)
• Ventricular system of the brain (মস্তিষ্কের ভেন্ট্রিকল সিস্টেম)

📊 সংখ্যা ও গতি (Number & Movement)

• Motile cilia সাধারণত অনেকগুলো একসাথে থাকে।
• এগুলোর গতি coordinated beating-এর মাধ্যমে ঘটে, এবং চলনের ধরন হতে পারে:
  • • Pendulous (দুলে চলা)
  • • Unciform (আঁকাবাঁকা)
  • • Infundibuliform (চুঙ্গা-আকৃতি)
  • • Undulant (তরঙ্গময়)

🔬 গঠন (Structure)

• Axoneme-এ থাকে 9+2 arrangement:
  • • চারপাশে ৯টি microtubule doublets
  • • মাঝখানে ২টি singlet microtubules
• প্রতিটি doublet:
  • • একটি সম্পূর্ণ A tubule (13 protofilaments)
  • • একটি অসম্পূর্ণ B tubule (10 protofilaments)
• Doublets গুলো nexin bridges দ্বারা সংযুক্ত, যা bending motion ঘটায়।
• Radial spokes দ্বারা doublets গুলো central apparatus-এর সঙ্গে যুক্ত।

💧 Movement Regulation:

• মোটাইল সিলিয়ার গতি periciliary fluid-এর উপযুক্ত মাত্রার উপর নির্ভর করে।
• এই ciliary membrane-এ থাকে sodium channels, যেগুলো চারপাশের তরলের স্তর শনাক্ত করে এবং সেই অনুযায়ী গতি নিয়ন্ত্রণ করে।

🌱 3. Nodal Cilia (নোডাল সিলিয়া)

Nodal cilia হল এমন একধরনের চলনক্ষম সিলিয়া, যেগুলো শুধুমাত্র ভ্রূণের প্রাথমিক স্তরে (early embryonic stage) উপস্থিত থাকে।

🔬 গঠন (Structure)

• Axoneme গঠনে থাকে 9+0 arrangement (9টি peripheral doublets, কিন্তু কেন্দ্রীয় 2টি নেই)
• কিন্তু primary cilia থেকে আলাদা কারণ এতে থাকে dynein arms, যা movement ও spinning-এর জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

🔁 গতি (Movement)

• এগুলো clockwise direction-এ ঘোরে, ফলে extraembryonic fluid ভ্রূণের চারপাশে ঘুরে।

📍 অবস্থান (Location)

• গ্যাস্ট্রুলা পর্যায়ের ভ্রূণে node বা embryonic organizer-এর কোষে দেখা যায়।

🎯 কার্যকলাপ (Functions)

• Left-right asymmetry determination বা শরীরের বাঁ/ডান দিক নির্ধারণে গুরুত্বপূর্ণ।
• চারপাশের liquid matrix-এর চলাচল নিয়ন্ত্রণ করে।

🧭 পরিপার্শ্বিক সিলিয়া:

• Nodal cilia সাধারণত primary cilia দ্বারা ঘেরা থাকে, যারা চারপাশের sensory signal reception-এর কাজ করে।

🌟 সিলিয়ার কাজ (Functions of Cilia)

সিলিয়ার কাজ জীবের ধরন, সেল টাইপ এবং cilia-এর ধরন অনুযায়ী ভিন্ন হতে পারে। নিচে কিছু গুরুত্বপূর্ণ কাজ তুলে ধরা হলো:

🧬 1. Locomotion (চলাচল)

• Phylum Ciliophora-এর protozoans (যেমন: Paramecium)-এ, cilia হলো প্রধান locomotory organ (চলাচলের অঙ্গ)।
• এরা পরিবেশের পরিবর্তনের প্রতিক্রিয়ায় অথবা extracellular fluid চলাতে cilia ব্যবহার করে।

🧹 2. Cleaning Function (পরিষ্কার রাখার কাজ)

• অনেক জীব cilia-এর rhythmic movement ব্যবহার করে অনাকাঙ্ক্ষিত কণা, অণুজীব, ও mucus পরিষ্কার করে রোগ প্রতিরোধ করে।

🌬️ 3. Substance Movement in Humans (মানুষের দেহে পদার্থ চলাচল)

• Motile cilia:
  • • Oviduct-এ ovum চলাচলে সাহায্য করে।
  • • Respiratory tract-এ dust particles বা ধূলিকণার অপসারণ করে।

🔄 4. Cell Cycle Regulation ও Organ Development

• কিছু cilia, বিশেষ করে primary cilia, কোষ বিভাজন (cell cycle) ও অঙ্গ গঠনের (organ development) নিয়ন্ত্রণে ভূমিকা রাখে।

👃 5. Sensory Function (সংবেদী কাজ)

• Nonmotile cilia বা primary cilia-তে থাকে বিভিন্ন receptors ও proteins:
  • • Kidney-তে: urine flow অনুধাবনে সাহায্য করে।
  • • Retina-তে: photoreception (আলো উপলব্ধি) করে।

🦠 6. Virulence in Pathogens (রোগজীবাণুর ক্ষেত্রে প্রভাব)

• কিছু pathogenic organisms-এ cilia একটি virulence factor, যা তাদের কোষের পৃষ্ঠে colonize করতে সাহায্য করে।

📦 7. Secretion (স্রাব নির্গমন)

• কিছু প্রাণীতে cilia, vesicular ectosome (একধরনের স্রাবীয় ভেসিকল) নিঃসরণে সাহায্য করে।

📡 8. Signal Transduction (সংকেত সংবহন)

• Cilia, বিশেষত primary cilia, বিভিন্ন signal transduction pathways-এ অংশ নেয়, যেমন:
  • • Intracellular Ca²⁺ regulation (কোষের ভেতরের ক্যালসিয়াম নিয়ন্ত্রণ)
  • • Planar cell polarity নিয়ন্ত্রণ

📌 টীকা (Note)

সঠিকভাবে কাজ করতে হলে সিলিয়ার গঠন ও নিয়ন্ত্রণ খুব গুরুত্বপূর্ণ। যদি ciliogenesis বা গঠনের কোনো পর্যায়ে সমস্যা হয়, তাহলে অনেক ciliopathies (যেমন: Bardet-Biedl syndrome) দেখা দিতে পারে।