Слуховой анализатор – это один из незаменимых органов тела, который обеспечивает сразу две чувствительности – ощущение звуков и определение собственного расположения относительно Земли. Строение уха врачи отоларингологи разделяют на три сегмента: наружное, среднее и внутреннее ухо.
Содержание
Каково строение внутреннего уха?
Наиболее сложное строение и функции органа слуха имеет именно внутреннее ухо. Но, помимо этого, оно еще является самой чувствительной областью, которая способна реагировать на малейшие изменения размещения головы относительно тела и на самые трудноуловимые звуковые колебания. Каково строение внутреннего уха?
При поверхностном рассмотрении анатомия внутреннего уха не так уж сложна. Но, если разобраться детальнее, то становится понятно, что строение вовсе не такое простое. Полость внутреннего уха – это заполненное жидкостью, системой каналов и рецепторных клеток пространство. Они необычайно важны для комплексного восприятия мира. Ведь все компоненты, из которых ухо состоит, незаменимы – каждая выполняет свою функцию.
Внутреннее ухо для человека в первую очередь выполняет роль анализатора для сразу двух систем чувствительности – это слуховая и вестибулярная. Оно находится глубоко в полости височной кости. К нему нельзя добраться или осмотреть через наружный слуховой проход, даже с помощью инструментов отоларинголога. Такая изоляция защищает нежные структуры от повреждений и инфекций, которые могут грозить потерей слуха. Но, с другой стороны, для врачей диагностика болезней этой части уха становиться весьма проблематичной.
Внутреннее ухо занимает полость внутри височной кости – ее части, именуемой пирамидой. Основные составляющие этого органа:
- Костный лабиринт.
- Перепончатый лабиринт (располагается внутри костного).
- Щель между этими ними заполняет вязкая жидкость – перилимфа.
Здесь осуществляется усиление воспринимаемых колебаний воздуха, а также превращение их в импульс. Он, в свою очередь, будет направлен в специализированные участки коры больших полушарий головного мозга.
Сенсорный аппарат уха развивается уже в первые 2 месяца внутриутробной жизни малыша. Часто применение будущей матерью в этот период некоторых лекарственных средств, алкоголя или наркотических веществ негативно сказывается именно на развитии нервной системы и органов чувств.
Строение костного лабиринта
Стенки костного лабиринта построены из костной ткани компактного типа. Он располагается между барабанной пещерой (кнаружи) и внутренним слуховым ходом. Размеры костного канала составляют до 2-х см. Он подразделяется на несколько частей:
- Преддверие.
- 3 канала, имеющих форму полукруга.
- Улитка.
Если рассматривать внутреннее ухо, следуя движению звука, то первым на его пути оказывается преддверие. Это полость маленьких размеров, на своей стенке оно имеет 2 окна: одно по форме своей круглое, а другое – овальное. Оба они участвуют передаче волнений воздуха.
Овальное окно прикрыто мембраной, и именно к ней прикреплено основание стремечка (одной из трех слуховых косточек). Это граница среднего уха и внутреннего уха. Через круглое окно проходит еще и вторичная барабанная мембрана. Оно ведет к ступеням барабана. Сзади в преддверие впадают полукружные каналы – для этого там есть пять отверстий в стенке, спереди сообщается с улиткой.
Строение улитки
Колебания звука по перилимфе достигают улитки. Она сильно напоминает ракушку моллюска, отсюда и название. Улитка имеет простое строение:
- Это спирально закрученное образование, оно делает вокруг своей оси (стержня из костной ткани) 2,5 витка.
- Ось улитки уха направлена так, что ее острая часть смотрит на барабанную пещеру.
- Стержень обвит костной пластиной по спирали и пронизан каналами. В этих тонких каналах лежат волокна улиткового нерва.
- Внутри пластинки находится спиральный ганглий – скопление нервных клеток, которые воспринимают сигналы от рецепторов и превращают их в импульсидущий к центральной нервной системе.
- Внутри улитка разделена перегородками, ее заполняет перилимфа. На одной из стенок улитки с внутренней ее стороны лежит спиральный (Кортиев) орган – скопление клеток, отвечающих за превращение звука в рецепторный потенциал. Ворсинки этих клеток двигаются под действием колебаний перилимфы.
Основные функции улитки – передача уловленных ухом волнений воздуха от среднего уха к месту их преобразования в нервный импульс – спиральному органу.
Описание каналов
Позади преддверия располагаются три полукружных костных канала. Они размещены под прямым углом относительно друг друга. То есть, они лежат в трех плоскостях. Эти трубки внутри имеют просвет толщиной не более 2 мм.
Выше остальных своих «соседей» расположился верхний канал. Он ориентирован в сагиттальном направлении (ось направлена прямо «в лоб»). На стенке височной кости имеется возвышение, которое обусловлено расположением под ним этого канала. Сзади параллельно к пирамиде лежит фронтальный полукруг. Сбоку – горизонтальный – самый короткий.
Как уже было сказано, на своей задней стенке, для сообщения с другими частями лабиринта, преддверие имеет 5 отверстий для трех каналов. Передний и задний полукружные каналы открываются общей ножкой.
Существует множество вариантов аномалий развития одного из компонентов внутреннего уха. В некоторых случаях это ведет к ухудшению функции одного или обоих ушей, а иногда – к полной ее потере.
Строение перепончатого лабиринта
«Мягкий» лабиринт построен из соединительной ткани (коллагена, эластина). Изнутри он покрыт одним слоем эпителиальных клеток плоской формы. Задача этих клеток – продукция и абсорбция жидкости. Место его расположения – костный лабиринт. Таким образом, соединительнотканный лабиринт выполняет изнутри костный, повторяя его рельеф и служа местом расположения рецепторов.
Щель, которая в итоге образовывается между двумя лабиринтами заполнена перилимфой. Она циркулирует – продуцируется клетками эпителия и оттекает через перилимфатический проток в субарахноидальное пространство, перемешиваясь со спинномозговой жидкостью.
Жидкость внутри этих структур одна из важнейших составляющих. Она практически не имеет сопротивления, что позволяет звуковым волнам распространяться по ней без затухания. Как результат – эффективная передача колебаний на чувствительные структуры.
Перепончатый лабиринт также имеет несколько частей:
- Два мешочка: один сферической формы, другой – эллиптической.
- 3 протока в форме полукруга.
- Проток улитки.
Мешочки занимают полость преддверия. Они представляют собой автономные структуры, но сообщаются между собой каналом. Этот канал весьма тонкий, но важный – из него берет начало эндолимфатический проток.
Эллиптической формы мешок (еще называется маточкой) имеет вытянутую форму, занимает эллиптическую ямку преддверия. Точно так же и для сферического мешочка имеется собственная грушевидная ямка.
Если провести разрез через ось улитки, то можно увидеть треугольные пустоты, сформированные перепончатым компонентом.
Рецепторный вестибулярный аппарат
Система восприятия положения головы в пространстве представлена скоплением рецепторных волосковых клеток на стенках эллиптического и сферического мешочков. Эти чувствительные клетки прикрыты студенистым веществом и формируют пятно эллиптического мешочка и пятно сферического мешочка (места скопления рецепторов отличается более светлым цветом).
Здесь происходит фиксация информации о положении головы и ее прямолинейных движений. Воспринимаются они благодаря движению эндолимфы по законам прямолинейного ускорения. Двигаясь по лабиринту, эндолимфа совершает давление на киноцилии (волоски) рецепторных клеток. Сенсорные клетки улавливают это изменение в положении волосков и генерируют рецепторный потенциал.
Угловые движения головы (повороты, наклоны) улавливаются благодаря иным структурам – ампулярным гребешкам, которые располагаются в ампулах перепончастых протоков. На них расположены чувствительные клетки по такому же принципу. Благодаря взаимно перпендикулярному расположению каналов, движения могут улавливаться во всех трех площадях.
Нервные импульсы от рецепторов вестибулярного аппарата передаются по волокнам предверно-улиткового нерва, состоящего из «вестибулярных» и «слуховых» волокон, в кору головного мозга и мозжечка.
Когда голова, и вместе с ней внутреннее ухо, наклоняется, жидкость внутри каналов приходит в движение и раздражает рецепторные клетки. Мы осознаем свое положение в пространстве благодаря совместной работе вестибулярного аппарата и коры головного мозга, которая занимается анализом данных.
Воспалительный процесс в ухе, который затрагивает и внутреннюю его часть, как правило, приводит к появлению дезориентации, головокружению, сложности поддерживать устойчивую позицию. Очень важно вовремя оказать помощь таким больным, чтобы не произошло необоротных изменений. С ушными заболеваниями медлить нельзя.
У некоторых людей есть склонность к укачиванию. Это можно объяснить гиперчувствительностью вестибулярного аппарата. Поездка в транспорте, прогулка по морю на катере или катание на каруселях для этих людей чревато появлением неприятных симптомов. Это часто наблюдается у детей в силу того, что этот анализатор у них еще не до конца развит. Но со временем это проходит.
Есть мнение, что вестибулярный аппарат можно натренировать, чем, например, занимаются космонавты. Однако, это спорный вопрос. Существуют также специальные таблетки от укачивания, которые подавляют активность рецепторных клеток на недолгое время.
Рецепторный аппарат слуха
Для восприятия звуковых волн существует специальная структура – Кортиев орган (спиральный орган). Проходя через полости внешнего и среднего уха, колебания воздуха поддаются усилению. Этому способствует структура передачи волн через три слуховые косточки (молоточек, стремечко и наковальня). Ушная раковина тоже участвует в процессе усиления звука путем направления его в слуховой проход. Непосредственно улавливаются и трансформируются в нервный импульс эти волны только во внутреннем ухе – клетками спирального органа.
Кортиев орган — чувствительная часть органа слуха. Он лежит внутри перепончатого лабиринта. Филогенетически, слух – это одно из ранних чувств, которое сформировалось у живых существ (считается, что ранее возникли только болевая и тактильная чувствительность и обоняние). Он развивается из образований боковых органов головы.
Спиральный орган нужен для восприятия колебаний волокон, которые находятся в канале улитки и передачи сигнала на нервные пучки. Именно здесь начинается формирование сигналов, которые мы воспринимаем как звук.
Место расположения спирального органа – канал улитки. Его верхняя стенка еще называется Рейснеровой перепонкой и прилежит к лестнице преддверья. Нижняя стенка формирует базилярную мембрану, пронизанную сосудами и нервами, и прилежит к барабанной лестнице. Он имеет весьма сложное строение:
- Основу органа формируют поддерживающие клетки эпителиального происхождения. Их еще называют фаланговыми, так как при микроскопии они напоминают пальцы.
- Сверху на эпителиальных располагаются рецепторные клетки (фонорецепторы). Зависимо от расположения относительно протока улитки оба вида клеток бывают наружные и внутренние.
- Дальше от стенки спирали лежат наружные клетки, а ближе к ней – внутренние. Клетки слегка наклонены друг к другу так, что крайние наружные и внутренние столбы образовывают треугольный канал (в нем лежат нервные волокна улиточно-преддверного нерва, которые сходятся к спиральному ганглию).
Механизм его действия лежит в восприятии колебаний перилимфы, которые передают слуховые косточки. Рецепторные клетки Кортиевого органа также имеют волоски и лежат под специальной мембраной, которая под действием колебаний или прижимается к рецепторам или отдаляется от них.
Возбуждение от рецепторных клеток передается к клеткам спирального узла, и далее по улитково-преддверному нерву в слуховую кору.
Подробнее о чувствительных клетках
Фонорецепторы располагаются на поддерживающих клетках. Существует мнение, что опорные элементы в случае необходимости могут преобразовываться в рецепторные, то есть, они служат одновременно и опорой, и «стратегическим запасом».
Волосковые клетки относят к механорецепторам – воспринимающим движение. Они превращают звуковые волны в единственный язык, который понимают нейроны – нервный импульс.
Фонорецепторы, относящиеся к внутренним, лежат одним рядом. Всего их насчитывают до 8000 для обоих ушей. Те волосковые клетки, что находятся снаружи от тоннеля, лежат в 3 ряда. Их число может достигать до 20000 на одно ухо.
К каждому рецептору подходит огромное количество чувствительных нервных волокон от спирального узла. Узел представляет собой скопление нейронов, которые являются первым звеном в цепочке передачи информации об услышанном. Их длинные отростки далее образовывают одну из 12 пар черепно-мозговых нервов – улиточно-преддверные нервы. Их путь лежит в вестибулярные и слуховые ядра продолговатого мозга, а затем, в слуховую кору большого мозга. Волокна по пути образовывают много контактов с несколькими рецепторами. Это в разы повышает четкость и надежность передачи информации.
Форма чувствительных клеток слегка вытянутая. Одним полюсом они «стоят» на опорах, а вторым тянуться к выстилающей мембране. Именно на свободном полюсе находятся волоски (на каждой клетке их бывает до 100 штук). Эти ворсинки реагируют на контакт с текториальной мембраной, которая плавает в перилимфе над ними. Мембрана построена из желеобразной соединительной ткани, один ее край свободный, а другой крепится к костной пластинке улитки.
Подытоживая уже сказанное, следует отметить, что строение внутреннего уха – это результат длительного процесса эволюции. Очевидно, что в наши дни человек имеет более устойчивый вестибулярный аппарат. Это явная черта адаптации нашего тела к современным условиям. А вот острота слуха заметно снижается – возможно, мы теряем связь с природой и нам уже не нужно так хорошо слышать, как охотники 200 лет назад.
Некоторые компоненты органа слуха у человека атрофировались в связи с отсутствием в них необходимости. К ним можно отнести ушные мышцы, которые хорошо развиты у кошек, например. Человек утратил способность вертеть ушами – лишь некоторые из нас могут совершать небольшие движения ушными раковинами.