เซลล์ซีไนโดไซต์ (หรือที่เรียกว่าซีไนโดบลาสต์ ) เป็น เซลล์ชนิดหนึ่งที่มีออร์แกเนลล์ หลั่งสารขนาดใหญ่ ที่เรียกว่าซีไนโดซิสต์ซึ่งสามารถปล่อยพิษใส่สิ่งมีชีวิตอื่นเพื่อจับเหยื่อและป้องกันตัวจากผู้ล่า เซลล์ซีไนโดไซต์จะปล่อย ซีไนโดซิสต์ที่มี สารพิษออกมา อย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นสาเหตุของพิษที่สัตว์ในไฟลัมซีไนดาเรียปล่อยออกมา การมีอยู่ของเซลล์ชนิดนี้เป็นตัวกำหนดไฟลัมซีไนดาเรียซึ่งรวมถึงปะการังดอกไม้ทะเลไฮดราและแมงกะพรุนด้วยเซลล์ซีไนโดไซต์เป็นเซลล์ที่ใช้ได้เพียงครั้งเดียวและจำเป็นต้องสร้างใหม่ตลอดเวลา

แต่ละเซลล์พิษประกอบด้วยออร์แกเนลล์ที่เรียกว่าซีโนซิสต์^{[ a ]}ซึ่งประกอบด้วยแคปซูลรูปทรงกระเปาะและท่อขดกลวงที่อยู่ภายใน ซีโนซิสต์ที่ยังไม่เจริญเต็มที่เรียกว่าซีโนบลาสต์หรือเนมาโตบลาสต์ ด้านที่หันออกด้านนอกของเซลล์มีตัวกระตุ้นคล้ายเส้นผมที่เรียกว่าซีโนซิล ซึ่งเป็นตัวรับเชิงกลเคมี เมื่อตัวกระตุ้นถูกกระตุ้น แกนท่อของซีโนซิสต์จะถูกดีดออก และในกรณีของเนมาโตซิสต์ที่แทรกซึม ท่อที่ถูกดีดออกอย่างรุนแรงจะแทรกซึมเข้าไปในสิ่งมีชีวิตเป้าหมาย การปล่อยนี้ใช้เวลาเพียงไม่กี่ไมโครวินาที และสามารถเร่งความเร็วได้ถึงประมาณ 40,000 g [ ^{1 ] [ 2 ] งาน}วิจัยจากปี 2006 ชี้ให้เห็นว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นในเวลาเพียง 700 นาโนวินาที ดังนั้นจึงเร่งความเร็วได้ถึง 5,410,000 g ^{[ 3 ]}หลังจากการเจาะเข้าไป สารพิษในเนมาโตซิสต์จะถูกฉีดเข้าไปในสิ่งมีชีวิตเป้าหมาย ทำให้สัตว์กลุ่มซีไนดาเรียนที่อยู่กับที่สามารถจับเหยื่อที่ถูกทำให้เคลื่อนไหวไม่ได้ได้ เมื่อไม่นานมานี้ ในดอกไม้ทะเลสองชนิด ( Nematostella vectensisและAnthopleura elegantissima ) พบว่าโปรตีน นิวโรท็อกซินชนิดที่ 1 Nv1 อยู่ในเซลล์ต่อมเอ็กโทเดอร์มัลในหนวด ถัดจากเนมาโตซิสต์แต่ไม่ได้อยู่ในเนมาโตซิสต์ เมื่อพบกับเหยื่อที่เป็นสัตว์จำพวกครัสเตเชียน เนมาโตซิสต์จะปล่อยสารพิษและเจาะเหยื่อ และ Nv1 จะถูกหลั่งออกมาจำนวนมากสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกเซลล์โดยเซลล์ต่อมที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งชี้ให้เห็นถึงวิธีการเข้าสู่ร่างกายของสารพิษอีกวิธีหนึ่ง^{[ 4 ]}   

กลไกการคายประจุ

แคปซูลของซีโนซิสต์กักเก็บ ไอออนแคลเซียม ในปริมาณมากซึ่งจะถูกปล่อยออกจากแคปซูลเข้าสู่ไซโตพลาสซึมของเซลล์ซีโนไซต์เมื่อกลไกการทำงานถูกกระตุ้น ทำให้เกิดความแตกต่างของความเข้มข้นของแคลเซียมอย่างมากบริเวณเยื่อหุ้มเซลล์ซีโนไซต์แรงดันออสโมติก ที่เกิดขึ้น ทำให้เกิดการไหลของน้ำเข้าสู่เซลล์อย่างรวดเร็ว ปริมาณน้ำที่เพิ่มขึ้นในไซโตพลาสซึมนี้จะบังคับให้ท่อซีโนไซต์ที่ขดตัวอยู่พุ่งออกมาอย่างรวดเร็ว ก่อนที่จะถูกปล่อยออกมา ท่อซีโนไซต์ที่ขดตัวอยู่จะอยู่ในสภาพ "กลับด้าน" ภายในเซลล์ แรงดันย้อนกลับที่เกิดจากการไหลของน้ำเข้าสู่เซลล์ซีโนไซต์ ร่วมกับการเปิดของโครงสร้างปลายแคปซูลหรือฝาปิด จะกระตุ้นให้ท่อซีโนไซต์พุ่งออกมาอย่างรุนแรง ทำให้มันกลับมาอยู่ในท่าปกติขณะที่พุ่งออกมาจากเซลล์ด้วยแรงมากพอที่จะแทงสิ่งมีชีวิตที่เป็นเหยื่อได้

แรงดังกล่าวจะคำนวณได้จากมวลของสไตเลตของกลไกคูณด้วยความเร่ง แรงดันที่เกิดจากการกระแทกนี้ต่อเหยื่อจะคำนวณได้จากแรงของสไตเลตหารด้วยพื้นที่ นักวิจัยคำนวณมวลที่ถูกขับออกมาได้ 1  นาโนกรัม ความเร่ง 5,410,000  กรัม และรัศมีปลายสไตเลต 15  ±  8  นาโนเมตร^{[ 3 ]}ดังนั้น จึงคาดการณ์แรงดันที่ปลายสไตเลตได้มากกว่า 7 GPaซึ่งพวกเขาเขียนไว้ว่าอยู่ในช่วงของกระสุนปืนทางเทคนิค^{[ 3 ]} 

พลศาสตร์ของไหลในการปล่อยเนมาโตซิสต์

มีเอกสารเพียงไม่กี่ฉบับที่สร้างแบบจำลองการปล่อยน้ำนอกเหนือจากการสังเกตโดยตรง โดยทั่วไปการศึกษาเชิงสังเกตจะใช้การทดสอบสารละลายหนวดด้วยสารเคมีกระตุ้นเพื่อสร้างการปล่อยน้ำและใช้กล้องในการบันทึก หนึ่งในนั้นในปี 1984 ^{[ 1 ]}และอีกหนึ่งในปี 2006 ^{[ 3 ]}เนื่องจากเทคโนโลยีการถ่ายภาพดีขึ้น การศึกษาหนึ่งเกี่ยวข้องกับพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณซึ่งมีการปรับตัวแปรต่างๆ เช่น ขนาดของแผ่นหนาม เส้นผ่านศูนย์กลางทรงกระบอกของเหยื่อ และเลขเรย์โนลด์ของตัวกลางของไหล^{[ 9 ]}

การศึกษาเชิงสังเกตบ่งชี้ว่าความเร็วของหนาม/สไตเลตลดลงตลอดการปล่อย ดังนั้น ความเร่งสูงสุดที่น่าทึ่งจึงเกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้น ลักษณะไดนามิก เช่น ความเร็วการปล่อยสูงสุดและรูปแบบวิถีอาจไม่สอดคล้องกับลักษณะคงที่ เช่น ความยาวของท่อและปริมาตรของแคปซูล^{[ 10 ]}ดังนั้น จึงควรระมัดระวังเมื่อใช้กลุ่มเนมาโตซิสต์ของแมงกะพรุนเป็นตัวบ่งชี้การเลือกเหยื่อและบทบาททางโภชนาการ^{[ 10 ]}นี่อาจเป็นกรณีสำหรับแมงกะพรุนชนิดอื่น ๆ และด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถอนุมานลักษณะคงที่ของเนมาโตซิสต์กับขนาดของเหยื่อได้โดยทั่วไป

พบซีไนดามากกว่า 30 ชนิดในสัตว์กลุ่มซีไนดาเรียน ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มต่างๆ ดังนี้:

1. เนมาโตซิสต์ (แบบเจาะทะลุหรือแบบแทง^{[ 11 ]} ): เนมาโตซิสต์แบบเจาะทะลุหรือสเตโนเทเลเป็นเนมาโตซิสต์ที่ใหญ่ที่สุดและซับซ้อนที่สุด เมื่อถูกปล่อยออกมา มันจะเจาะผิวหนังหรือ โครงกระดูก ไคตินของเหยื่อและฉีดของเหลวพิษ ที่เรียกว่า ไฮป์โนท็อกซินซึ่งจะทำให้เหยื่อเป็นอัมพาตหรือตายได้
2. พทิโคซิสต์ (สารยึดเกาะหรือกาว^{[ 11 ]} ): พื้นผิวเหนียวที่ใช้ยึดเกาะเหยื่อ เรียกว่าพทิโคซิสต์และพบในดอกไม้ทะเลที่ขุดรู (แบบท่อ) ซึ่งช่วยสร้างท่อที่สัตว์อาศัยอยู่
3. สไปโรซิสต์ (โวลเวนต์หรือเอ็นสแนร์ริ่ง^{[ 11 ]} ): โวลเวนต์หรือเดสโมนีมเป็นไซนิดอไซต์ขนาดเล็กรูปทรงคล้ายลูกแพร์ ประกอบด้วยท่อเส้นใยสั้น หนา ไม่มีหนาม เรียบ และยืดหยุ่นได้ ก่อตัวเป็นห่วงเดี่ยวและปิดที่ปลาย เมื่อปล่อยออกมา มันจะพันรอบเหยื่ออย่างแน่นหนา พวกมันเป็นไซนิดอไซต์ที่เล็กที่สุด เส้นใยคล้ายบ่วงจะถูกยิงไปที่เหยื่อและพันรอบส่วนยื่นของเซลล์บนเหยื่อ ซึ่งเรียกว่าสไปโรซิสต์

เซลล์หนามชนิดย่อยสามารถมีตำแหน่งที่แตกต่างกันในสัตว์ ในดอกไม้ทะเลNematostella vectensisเซลล์หนามเหนียวที่ไม่เจาะทะลุส่วนใหญ่ ซึ่งก็คือเซลล์หนามทรงกลม พบอยู่ในหนวด และเชื่อกันว่าช่วยในการจับเหยื่อโดยการเกาะติดกับเหยื่อ ในทางตรงกันข้าม เซลล์หนามชนิดเจาะทะลุสองชนิดที่มีอยู่ในสายพันธุ์นี้มีการกระจายตัวที่กว้างกว่ามาก บน ชั้น เยื่อบุผิวชั้น นอก ของหนวดและลำตัว รวมถึงบน เยื่อบุผิว ของคอหอยและภายในเยื่อแขวนลำไส้^{[ 12 ]}

ความหลากหลายของชนิดเซลล์หนามมีความสัมพันธ์กับการขยายตัวและความหลากหลายของยีนโครงสร้างเซลล์หนาม เช่น ยีนมินิคอลลาเจน^{[ 13 ]} ยีน มินิคอลลาเจนก่อตัวเป็นกลุ่มยีนขนาดกะทัดรัดในจีโน มของสัตว์กลุ่ม Cnidaria ซึ่งบ่งชี้ถึงความหลากหลายผ่านการจำลองยีนและการแบ่งหน้าที่ย่อยAnthozoansแสดงความหลากหลายของแคปซูลน้อยกว่าและจำนวนยีนมินิคอลลาเจนลดลง ในขณะที่Medusozoasมีความหลากหลายของแคปซูลมากกว่า (ประมาณ 25 ชนิด) และมียีนมินิคอลลาเจนที่ขยายตัวอย่างมาก^{[ 13 ]}ในดอกไม้ทะเลNematostella vectensisมินิคอลลาเจนบางชนิดแสดงรูปแบบการแสดงออกที่แตกต่างกันในเซลล์หนามชนิดย่อยต่างๆ^{[ 12 ] [ 14 ]}

เซลล์ซีไนโดไซต์เป็นเซลล์ที่ใช้ได้เพียงครั้งเดียวและจำเป็นต้องได้รับการทดแทนอย่างต่อเนื่องตลอดช่วงชีวิตของสัตว์ โดยมีวิธีการสร้างใหม่ที่แตกต่างกันไปในแต่ละสายพันธุ์

รูปแบบการต่ออายุ

ในโพ ลิป ไฮดรา เซลล์ซีไนโดไซต์จะแยกตัวออกมาจาก เซลล์ต้นกำเนิดเฉพาะกลุ่มหนึ่งซึ่งก็คือเซลล์อินเตอร์สติเชียล (I-cells) ที่อยู่ภายในคอลัมน์ลำตัว เนมาโตซิสต์ที่กำลังพัฒนาจะผ่านการแบ่งตัวแบบไมโทซิส หลายรอบ โดยไม่มีการแบ่งไซโทพลาซึมทำให้เกิดกลุ่มเนมาโตบลาสต์ที่มี 8, 16, 32 หรือ 64 เซลล์ หลังจากระยะการขยายตัวนี้เนมาโตบลาสต์จะสร้างแคปซูล กลุ่มเนมาโตบลาสต์จะแยกออกเป็นเนมาโตซิสต์เดี่ยวๆ เมื่อการสร้างแคปซูลเสร็จสมบูรณ์^{[ 5 ]}ส่วนใหญ่จะอพยพไปยังหนวดซึ่งจะถูกรวมเข้ากับเซลล์แบตเตอรี่ซึ่งมีเนมาโตซิสต์หลายตัวและเซลล์ประสาท เซลล์แบตเตอรี่จะประสานการยิงของเนมาโตซิสต์

ในแมงกะพรุนไฮโดร ซัว Clytia hemisphaericaกระบวนการสร้างเนมาเกิดขึ้นที่ฐานของหนวด เช่นเดียวกับในแมนู เบรียม ที่ฐานของหนวด เนมาโตบลาสต์จะเพิ่มจำนวนแล้วแยกตัวตาม แนวไล่ระดับจากใกล้ไปไกลทำให้เกิดเนมาโตไซต์ที่โตเต็มที่ในหนวดผ่านระบบสายพานลำเลียง^{[ 15 ]}

ในดอกไม้ทะเล Anthozoan ชนิดNematostella vectensisเชื่อกันว่าเนมาโตไซต์พัฒนาไปทั่วทั้งตัวสัตว์จากเซลล์ต้นกำเนิดเยื่อบุผิว^{[ 16 ]}นอกจากนี้ ยีนควบคุมเดี่ยวที่เข้ารหัสปัจจัยการถอดรหัส ZNF845 หรือที่เรียกว่า CnZNF1 ส่งเสริมการพัฒนาของไนโดไซต์และยับยั้งการพัฒนาของเซลล์ประสาทที่สร้าง RFamide ^{[ 17 ]}ยีนนี้วิวัฒนาการในไนดาเรียนดั้งเดิมผ่านการสับเปลี่ยนโดเมน^{[ 17 ]}

เนมาโตซิสต์เป็นอาวุธที่มีประสิทธิภาพมาก เนมาโตซิสต์เพียงอันเดียวก็เพียงพอที่จะทำให้สัตว์ขาปล้อง ขนาดเล็ก ( ตัวอ่อน แมลงวัน ผลไม้ ) เป็นอัมพาตได้ เซลล์พิษที่อันตรายที่สุด (อย่างน้อยก็สำหรับมนุษย์) พบได้บนตัวของแมงกะพรุนกล่อง^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}สมาชิกหนึ่งในวงศ์นี้ คือ แมงกะพรุนทะเลChironex fleckeri "ได้รับการกล่าวอ้างว่าเป็นสัตว์ทะเลที่มีพิษร้ายแรงที่สุดเท่าที่รู้จัก" ตามข้อมูลของสถาบันวิทยาศาสตร์ทางทะเลแห่งออสเตรเลียมันสามารถทำให้มนุษย์เจ็บปวดอย่างรุนแรง บางครั้งอาจถึงแก่ความตายได้ สัตว์ในกลุ่ม Cnidaria อื่นๆ เช่น แมงกะพรุนCyanea capillata (" แผงคอสิงโต " ที่โด่งดังจากเชอร์ล็อก โฮล์มส์ ) หรือไซโฟโนฟอร์Physalia physalis ( แมงกะพรุนโปรตุเกส "Bluebottle") สามารถทำให้เกิดอาการปวดอย่างรุนแรงและบางครั้งถึงแก่ความตายได้ ในทางกลับกัน ดอกไม้ทะเล ที่รวมกลุ่มกันอาจมีความรุนแรงของพิษต่ำที่สุด อาจเป็นเพราะเนมาโตซิสต์ไม่สามารถเจาะผิวหนังได้ ทำให้รู้สึกคล้ายกับการสัมผัสลูกอมเหนียวๆ นอกจากการหาอาหารและการป้องกันแล้ว กลุ่มดอกไม้ทะเลและปะการังยังใช้ซีไนโดไซต์แทงกันเพื่อป้องกันหรือแย่งชิงพื้นที่^{[ 21 ]}แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพในการโต้ตอบระหว่างเหยื่อและผู้ล่า แต่ก็มีการแลกเปลี่ยนทางวิวัฒนาการ เนื่องจากระบบพิษของซีไนดาเรียนเป็นที่ทราบกันดีว่าลดความสามารถในการสืบพันธุ์และการเจริญเติบโตโดยรวมของซีไนดาเรียน^{[ 22 ]}

พิษจากสัตว์ เช่น สัตว์ในกลุ่มซีไนดาเรียนแมงป่องและแมงมุมอาจมีความจำเพาะต่อสายพันธุ์ สารที่ก่อให้เกิดพิษอ่อนๆ ต่อมนุษย์หรือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นๆ อาจก่อให้เกิดพิษร้ายแรงต่อเหยื่อหรือผู้ล่าตามธรรมชาติของสัตว์มีพิษนั้นๆ ความจำเพาะดังกล่าวถูกนำมาใช้ในการสร้างยาใหม่ๆ สารฆ่าแมลงชีวภาพ และสารกำจัดศัตรูพืชชีวภาพ

สัตว์ในไฟลัมCtenophora ("แมงกะพรุนหวี" หรือ "แมงกะพรุนหวี") มีลักษณะโปร่งใสและคล้ายวุ้น แต่ไม่มีเข็มพิษ และไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์

ทากทะเลบางชนิด เช่น ทากทะเลกลุ่มเอโอลิids เป็นที่ทราบกันดีว่ามีกระบวนการkleptocnidy (นอกเหนือจากkleptoplasty ) ซึ่งสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะเก็บเนมาโตซิสต์ของเหยื่อที่ย่อยแล้วไว้ที่ปลายเซราตาของมัน

• ถุง ซีไนโดแซค (Cnidosac)คือถุงที่ทากทะเลกลุ่มเอโอลิเดีย (Aeolid nudibranch) ใช้เก็บซีไนโดไซต์ (cnidocytes) จากเหยื่อของมัน

• สัตว์ทะเลอันตรายแห่งออสเตรเลียตอนเหนือ: ตัวต่อทะเลสถาบันวิทยาศาสตร์ทางทะเลแห่งออสเตรเลีย; อันตรายจากแมงกะพรุนกล่อง
• ภาพยนตร์การยิงเนมาโตซิสต์
• วโรเบล, เดวิด. "เนมาโตซิสต์" . เดอะ เจลลีส์โซน . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 30 มีนาคม 2010
• แมงกะพรุนโปรตุเกส: เรื่องจริง ผู้คนจริง การเผชิญหน้าจริง