Улитка внутреннего уха: строение и функции¶

Улитка внутреннего уха — спиралевидный костный канал височной кости, являющийся частью перепончатого и костного лабиринта внутреннего уха; орган, в котором расположен кортиев орган — рецепторный аппарат слуховой системы человека и млекопитающих. Улитка обеспечивает преобразование звуковых колебаний в нервные импульсы, а также участвует в первичном частотном анализе звука.

¶Анатомическое строение

Улитка расположена в пирамиде височной кости и представляет собой спиральный канал длиной около 30–35 мм, закрученный вокруг центрального костного стержня — веретена (модиолюса) на 2,5–2,75 оборота. Высота улитки у человека составляет примерно 5 мм, диаметр основания — около 9 мм.

В поперечном сечении улитка разделена на три параллельных хода:

• Барабанная лестница (scala tympani) — нижний канал, заполненный перилимфой; сообщается со средним ухом через окно улитки (круглое окно).
• Преддверная лестница (scala vestibuli) — верхний канал, также заполнен перилимфой; сообщается с преддверием внутреннего уха через овальное окно.
• Средняя лестница (scala media), или улитковый проток, — перепончатый канал между двумя предыдущими, заполненный эндолимфой. Именно в нём находится кортиев орган.

Барабанная и преддверная лестницы разделены двумя мембранами: базилярной (основной) и рейснеровой (вестибулярной). На базилярной мембране, ширина которой увеличивается от основания улитки к вершине, расположен кортиев орган.

¶Кортиев орган

Кортиев орган — периферический отдел слухового анализатора, состоящий из рецепторных волосковых клеток (внутренних и наружных), поддерживающих клеток (Дейтерса, Гензена, Клаудиуса) и покровной (текториальной) мембраны.

У человека насчитывается около 3500 внутренних и 12 000–15 000 наружных волосковых клеток. Внутренние клетки расположены в один ряд и несут основную сенсорную функцию: они преобразуют механические колебания в рецепторный потенциал. Наружные клетки, расположенные в три ряда, обладают способностью к сокращению (электромотильностью), что обеспечивает активное усиление звуковых колебаний — так называемый «улитковый усилитель».

¶Механизм работы

Звуковые волны через наружный слуховой проход и барабанную перепонку передаются на цепь слуховых косточек (молоточек, наковальня, стремечко). Подножная пластинка стремечка, двигаясь в овальном окне, создаёт колебания перилимфы преддверной лестницы. Эти колебания распространяются к вершине улитки и через геликотрему (отверстие на верхушке) переходят в барабанную лестницу, затухая у круглого окна.

Колебания базилярной мембраны вызывают смещение волосковых клеток относительно текториальной мембраны, что открывает механочувствительные каналы в стереоцилиях. Вход ионов калия из эндолимфы деполяризует клетку, генерируя рецепторный потенциал. Далее сигнал через синапсы передаётся на волокна слухового нерва (VIII пара черепных нервов), образующие спиральный ганглий в модиолюсе.

¶Частотный анализ

Базилярная мембрана обладает градиентом жёсткости: у основания улитки она узкая и жёсткая, у вершины — широкая и эластичная. Благодаря этому разные участки мембраны резонируют на разные частоты: высокие звуки вызывают максимальные колебания у основания, низкие — у вершины. Этот принцип получил название тонотопической организации и лежит в основе первичного частотного анализа звука.

¶Функции улитки

Основные функции улитки включают:

• механическую передачу и усиление звуковых колебаний;
• преобразование механической энергии в электрические нервные сигналы;
• первичный частотный и амплитудный анализ звука;
• участие в адаптации слуховой системы к фоновому шуму (за счёт эфферентной иннервации наружных волосковых клеток).

¶Нарушения и патологии

Поражения улитки приводят к сенсоневральной тугоухости — снижению слуха, связанному с повреждением волосковых клеток или слухового нерва. Наиболее частые причины: возрастная дегенерация (пресбиакузис), шумовая травма, ототоксические препараты (аминогликозиды, петлевые диуретики), вирусные инфекции (цитомегаловирус, краснуха), наследственные мутации (например, в гене GJB2).

При полной утрате функции волосковых клеток применяется кохлеарная имплантация — хирургическое введение электродного массива в улитку для прямой электрической стимуляции слухового нерва. Первая успешная операция такого рода была выполнена в 1978 году французским отоларингологом Андре Джураном.

¶Источники

• Анатомия человека: учебник для медицинских вузов / под ред. М. Р. Сапина. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013.
• Физиология человека / под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2007.
• Шадыев Х. Д., Хлыстов В. Ю., Хлыстова З. А. Практическая оториноларингология. — М.: МИА, 2008.
• Dallos P. The active cochlea // Journal of Neuroscience. — 1992.