Ucho

Budowa i funkcje ucha

Ucho zewnętrzne - składa się z małżowiny usznej i przewodu słuchowego zewnętrznego. Małżowina uszna wyłapuje fale dźwiękowe i kieruje je do kanału przewodu słuchowego. Przewód słuchowy długości 2.6 - 3 cm zamknięty jest błoną bębenkową. Nabłonek wyścielający przewód słuchowy produkuje woszczynę stanowiącą element ochronny ucha, jednocześnie często stanowiący zakłócenie w transmisji dźwięku (przy zaleganiach).

Ucho środkowe - stanowi układ wzmacniający sygnału dźwiękowego, składa się z jamy bębenkowej, kosteczek słuchowych, trąbki słuchowej i systemu jam wyrostka sutkowatego. Trąbka słuchowa (Eustachiusza) stanowi połączenie tej części ucha ze światem zewnętrznym (uchodzi do części nosowej gardła), umożliwia to wyrównanie ciśnienia przy przełykaniu.

Znajdujące się wewnątrz jamy bębenkowej trzy miniaturowe kosteczki: młoteczek, kowadełko i strzemiączko umożliwiają przekazywanie sygnału dźwiękowego z błony bębenkowej na błonę okienka owalnego błędnika. Jednocześnie dokonuje się wzmocnienie sygnału kosztem amplitudy drgań.

Ucho wewnętrzne - jego rola polega na analizowaniu sygnału. Zwane jest także błędnikiem. W jego budowie wyróżniamy przedsionek , trzy kanały półkoliste, ślimak i przewód słuchowy wewnętrzny. Ślimak jest narządem zmysłu słuchu i stanowi go cylindryczny stopniowo zwężający się przewód. Owija się dookoła słupa kostnego - wrzecionka - około 2.5 skręta.

Wewnątrz przewód dzieli się na dwie części górną (schody przedsionka dochodzące do błony okienka owalnego) i dolną (schody bębenka dochodzące do okienka okrągłego). Wewnątrz ślimaka kostnego znajduje się ślimak błoniasty. Jego ściana dolna nosi nazwę błony blaszki spiralnej, na niej leży narząd spiralny (Cortiego) zawierający komórki słuchowe (włoskowate).

Kanały półkoliste ułożone są prostopadle do siebie, dzięki czemu umożliwiają trójwymiarowe odczucie przestrzeni. Razem z przedsionkiem błędnika błoniastego, z którego uchodzą, tworzą narząd przedsionkowy.

Mechanizm słyszenia

 Najstarsza (obecnie zarzucona) teoria rezonacyjna. Zakłada ona, że szczyt ślimaka jest wrażliwy na tony niskie, natomiast podstawa reaguje na tony wysokie (potwierdzone badaniami u osób niedosłyszących). Miały tam reagować poszczególne struny błony podstawnej, jednakże budowa strunowa nie została udowodniona.

Obecnie uznawana teoria "fali biegnącej" - poszczególne tony ulegają zagęszczeniu na odpowiedniej wysokości ślimaka. Ta teoria również zakłada, że określonej długości dźwięku odpowiada ściśle określone maksimum drgań w bonie podstawnej.

Mechanizm działania narządu przedsionkowego
Komórki zmysłowe znajdują się przy końcu każdego kanału półkolistego (bańka) zaopatrzone są we włoski skierowane do światła kanału. Pobudza je ruch i przelewanie się płynu zawartego w kanałach półkolistych.

W ścianie przedsionka znajdują się autonomiczne ugrupowania komórek zmysłowych (tzw. woreczek i łagiewka). Znajdujące się w śródchłonce małe kamyki (otolity) wywierają zmienny nacisk na te komórki spowodowany zmianą pozycji. Informacja z tych receptorów narządu przedsionkowo-ślimakowego jest przekazywana nerwem czaszkowym VIII (przedsionkowo-ślimakowym) do odpowiednich regionów kory mózgu, jak i do móżdżku odpowiedzialnego za koordynację ruchów i utrzymanie równowagi.

Ucho ludzkie jest wrażliwe na częstotliwości w zakresie 16-20.000 Herców (Hz). Zakres powyżej 15.000Hz jast słyszalny jedynie przez dzieci i w wieku starszym jest już trwale niedostępny. Natomiast największą czułość ucho ludzkie wykazuje w częstotliwościach 2.000-3.000 Hz. Górna granica słyszlności przebiega na poziomie 110-120 decybeli (dB). Przy takim natężeniu występuje uczucie bólu w uszach, a przekroczenie tej granicy powoduje uszkodzenie słuchu. Natężenia przekraczające o 30dB tę granicę bezpowrotnie uszkadzają słuch.

Zmysł równowagi

Receptory związane ze zmysłem równowagi umiejscowione są w strukturach znajdujących się w uchu wewnętrznym człowieka, przez co są one anatomicznie powiązane ze zmysłem słuchu.

Ucho wewnętrzne, inaczej błędnik, złożone jest z części kostnej (błędnik kostny) wewnątrz której znajduje się błędnik błoniasty wypełniony płynem. Także między częścią kostną i błoniastą ucha wewnętrznego znajduje się płyn.

Budowa struktur narządu równowagi
Strukturami odpowiedzialnymi za utrzymanie przez człowieka równowagi są przewody półkoliste, woreczek i łagiewka, ponieważ dzięki swej budowie są one zdolne do rejestracji zmian położenia głowy. Ucho wewnętrzne zawiera trzy błoniaste przewody półkoliste biegnące w odpowiadających im kanałach kostnych. Ułożone one są w trzech płaszczyznach, wzajemnie do siebie prostopadłych. Każdy z przewodów łączy się z łagiewką, a przed miejscem połączenia rozszerza się, tworząc część nazywaną bańką. W tym rozszerzonym odcinku znajdują się komórki zmysłowe pokryte galaretowatą masą, tworzącą tzw. osklepek. Komórki te odpowiadają w błędniku za rejestrację przyśpieszeń kątowych.

Takie same komórki zmysłowe znajdują się również w łagiewce i w woreczku. W odróżnieniu od baniek przewodów półkolistych, galaretowata masa, która te komórki przykrywa zawiera dodatkowo drobne kamyczki błędnikowe (otolitowe). Receptory zmysłu równowagi w łagiewce i woreczku maja zdolność do rejestrowania przyspieszeń liniowych - komórki łagiewki w poziomie, a woreczka w kierunku pionowym.

Bodźce odbierane przez ucho wewnętrzne są bodźcami mechanicznymi i muszą one zostać przekształcone w impuls elektryczny, tak, aby mógł zostać przyswojony przez centralny układ nerwowy. Proces ten możliwy jest dzięki specyficznej budowie komórek zmysłowych włoskowatych odpowiadających za równowagę. Na szczycie zawierają one dwa rodzaje rzęsek, różniące się wysokością. Wyższe rzęski to kinetocylia. Obok nich znajdują się mniejsze stereocylia, ułożone tak, iż im dalej od kinetocylium, które jest najwyższe, tym są one mniejsze.

Mechanizm odbierania bodźców
Ruch człowieka powoduje przesuwanie się płynu wypełniającego błędnik błoniasty, a także osklepka oraz kamyczków otolitowych. Przesunięcie to wywołuje ugięcie się rzęsek na powierzchni komórek włoskowatych i zmianę ich potencjału elektrycznego. Jeśli stereocylia pochylą się w kierunku kinetocylium, to komórka ulega nieznacznej depolaryzacji, jeśli zaś rzęski ugną się w kierunku przeciwnym, to komórka włoskowata hiperpolaryzuje się.

Potencjał nie zmienia się, jeśli ruch rzęsek odbywa się w kierunku prostopadłym, natomiast gdy stereocylia pochylają się w którymś z kierunków pośrednich, wartości potencjału elektrycznego zmieniają się proporcjonalnie do stopnia odchylenia w stosunku do kinetocylium.

Przekazywanie impulsu do układu nerwowego
Każda komórka włoskowata kontaktuje się swoją podstawą z włóknami nerwu przedsionkowo - ślimakowego, który przewodzi bodźce z ucha wewnętrznego do wyższych ośrodków nerwowych. Jednoczesny odbiór wrażeń ze wszystkich grup komórek włoskowatych w obu uszach umożliwia odruchowe zachowanie równowagi przez organizm, a także świadomy jej odbiór przez człowieka.