Преддверно-улитковый орган (орган слуха и равновесия)

Взаимодействие организма с внешней средой осуществляется органами чувств, или анализаторами. Выделяют органы зрения, слуха, равновесия, вкуса, обоняния и осязания (кожного чувства).

Органы чувств — это анатомические образования, которые воспринимают внешние воздействия (свет, запах, звук, вкус) и преобразуют их в нервные импульсы, которые передаются затем в головной мозг, где располагаются корковые отделы анализаторов ощущений.

Органы слуха и равновесия (статического чувства) у человека объединены между собой в сложную систему, разделённую на три отдела: наружное ухо, среднее ухо и внутреннее ухо.

Наружное ухо представлено ушной раковиной и наружным слуховом проходом.

Среднее ухо включает в себя барабанную полость и слуховую трубу.

Внутреннее ухо представлено перепончатым лабиринтом.

Рассмотрим строение наружного уха. Как мы уже сказали оно представлено ушной раковиной и наружным слуховом проходом.

Ушная раковина — это эластический хрящ сложной формы, на дне которого находится наружное слуховое отверстие. Считают, что расстояние между ушами помогает определению направления источника звука. Одновременно человек получает информацию о времени, фазе и силе звука.

На ушной раковине встречаются пять нервов различной природы. Отсюда не только обусловленность рефлекторных связей с внутренними органами, но и представительство последних на ушной раковине. Иными словами, на ушной раковине представлена вся чувствительность тела и внутренних органов. Поэтому можно использовать ушную раковину для получения биологически важной информации о состоянии любого органа.

Наружный слуховой проход длиной 33–35 мм закрыт барабанной перепонкой, которая отделяет наружное ухо от среднего.

Барабанная перепонка представляет собой пластинку толщиной 0,1 мм, имеющую форму эллипса, размерами 9 на 11 мм.

В эпителии, выстилающем наружный слуховой проход, наряду с большим количеством сальных имеются особые трубчатые серные железы (видоизменённые потовые), вырабатывающие вязкий желтоватый секрет — «ушную серу».

Среднее ухо представляет собой воздухоносную барабанную полость объёмом около 1 см, расположенную в толще пирамиды височной кости. В барабанной полости находятся три слуховые косточки и сухожилия мышц.

Барабанная полость продолжается в слуховую (евстахиеву) трубу, которая открывается в носовой части глотки. Труба выполняет очень важную функцию — способствует выравниванию давления воздуха внутри барабанной полости по отношению к наружному.

Слуховые косточки (стремечко, наковальня, молоточек) составляют цепь, передающую звуковые колебания и соединяющую барабанную перепонку с закрытым вторичной барабанной перепонкой окном преддверия, ведущим в полость внутреннего уха.

Рукоятка молоточка сращена с барабанной перепонкой, а его головка сочленена с телом наковальни. Длинный отросток наковальни сочленяется с головкой стремечка, основание которого входит в окно преддверия.

Косточки покрыты слизистой оболочкой.

Внутреннее ухо, расположенное в пирамиде височной кости, состоит из перепончатого лабиринта, который залегает в костном лабиринте.

Между стенками обоих лабиринтов находится небольшая щель, заполненная прозрачной жидкостью — перилимфой. Перилимфа близка по составу к спинномозговой жидкости и плазме крови. Перепончатый лабиринт заполнен эндолимфой. Эндолимфа близка по составу к внутриклеточной жидкости.

Внутреннее ухо представлено костным лабиринтом, который состоит из трёх частей: преддверия, улитки и полукружных каналов органа равновесия.

Преддверие — это центральная часть костного лабиринта во внутреннем ухе. Оно дало название всему органу равновесия: он также называется вестибулярным аппаратом. Орган равновесия является частью внутреннего уха.

Каждый полукружный канал имеет по две ножки, одна из которых (ампулярная костная ножка) перед впадением в преддверие расширяется, образуя ампулу. Соседние ножки переднего и заднего каналов соединяются, образуя общую костную ножку, поэтому три канала открываются в преддверие пятью отверстиями.

Костная улитка образует 2,5 витка вокруг горизонтально лежащего стержня-веретена.

Лабиринт состоит из двух частей: вестибулярной и улитковой.

Вестибулярный лабиринт — это периферический отдел анализатора (орган равновесия).

Любое изменение положения или движения тела в пространстве вызывает раздражение рецепторов вестибулярного аппарата. В ответ возникают рефлексы, обеспечивающие сокращение скелетных мышц и направленные на сохранение равновесия.

Вестибулярный аппарат состоит из двух мешочков: эллиптического и сферического, которые сообщаются между собой, а также трёх полукружных протоков, залегающих в одноименных костных каналах.

Одна из ножек каждого протока, расширяясь, образует перепончатые ампулы. Участки стенки мешочков, выстланные чувствительными рецепторными клетками, называются пятнами, аналогичные участки ампул — гребешками.

Эпителии пятен содержат воспринимающие (рецепторные) волосковые клетки, на верхних поверхностях которых имеется по 60—80 волосков (микроворсинок), обращённых в полость лабиринта.

Кроме волосков, каждая клетка снабжена одной ресничкой. Поверхность клеток покрыта студенистой мембраной, содержащей кристаллы углекислого кальция (отолиты). При изменении положения головы в пространстве отолиты оказывают давление на новые рецепторные клетки, вызывая в них возбуждение.

Мембрана поддерживается статическими волосками волосковых клеток. Нервные окончания разветвляются, окружая наподобие чаш рецепторные клетки, формируют синапсы с их телами. Рецепторные клетки пятен воспринимают изменения силы тяжести, прямолинейные движения и линейные ускорения.

Ампулярные гребешки выстланы аналогичными волосковыми клетками и покрыты желатинообразным куполом, в который проникают реснички. При повороте головы жидкость, заполняющая полукружные каналы, вызывает смещение ресничек волосковых клеток и возбуждение рецепторов.

При изменении силы тяжести, положения головы, тела, а также при ускорении движения мембрана скользит, а купол смещается. Это приводит к напряжению волосков, что вызывает изменение активности различных ферментов волосковых клеток и возбуждение мембраны, которое в конечном итоге передаётся ядрам мозжечка, спинному мозгу и коре теменной и височной долей больших полушарий, где находится корковый центр анализатора равновесия.

Вестибулярные центры также связаны с ядрами глазодвигательных нервов и вегетативной системой. Вегетативные рефлексы проявляются в «укачивании» на пароходе, на качелях. Связь вестибулярных ядер с ядрами глазодвигательных нервов приводит уже после прекращения вращения, например на карусели, к возникновению у человека иллюзии движения предметов по кругу.

Повышенная возбудимость рецепторных клеток вестибулярного аппарата является причиной появления у некоторых людей при качке неприятных симптомов морской болезни (головокружение, тошнота, рвота).

Так, если очень быстро покружиться, а затем резко остановиться, то обязательно закружится голова. Это происходит потому, что жидкость, которая находится в полукружных каналах, всё ещё продолжает вращаться даже после того, как сам человек уже остановился.

Улитковый лабиринт — это периферический конец слухового анализатора — залегает в костной улитке.

Костный спиральный канал разделяет проток на три части, занимая среднюю из них: верхняя — так называемая лестница преддверия, нижняя — барабанная лестница. В них находится перилимфа.

Улитковый проток заполнен эндолимфой и представляет собой соединительнотканный мешок длиной около 3,5 см.

Улитковый проток на поперечном разрезе имеет треугольную форму. На барабанной стенке и по всей длине улиткового канала располагается воспринимающий звуки спиральный орган (кортиев).

По всей его длине тянется в виде спирали покровная мембрана — лентовидная пластинка желеобразной консистенции, касаясь вершин его рецепторных волосковых клеток, лежащих на базилярной соединительнотканной мембране.

Мембрана образована примерно 24 тысячами тонких радиальных коллагеновых волокон, длина которых возрастает от основания улитки к её вершине.

Рецепторные (волосковые) клетки несут на своей поверхности слуховые волоски (микроворсинки), верхушки которых прикрепляются к покровной пластинке.

К телам волосковых клеток подходят нервные окончания, образующие с ними синапсы.

Звуковые волны через наружный слуховой проход достигают барабанной перепонки.

Высокие звуки раздражают только волосковые клетки, расположенные на нижних завитках улитки, а низкие звуки раздражают волосковые клетки вершины улитки и часть клеток на нижних завитках.

Звуковые волны через наружный слуховой проход достигают барабанной перепонки. Её колебания передаются через цепь слуховых косточек на окно преддверия, что вызывает передвижение перилимфы и восприятие в улитковом протоке эндолимфой. Благодаря этому происходит волнообразное движение (колебания) основной мембраны, которая в зависимости от частоты и интенсивности звука колеблется по всей своей длине. Эти колебания вызывают в волосковых клетках определённые химические процессы, в результате которых генерируются нервные импульсы. В конечном итоге импульсы проводятся к коре височной доли больших полушарий мозга, где расположен центральный (корковый) конец слухового анализатора.

Человек способен воспринимать звуковые колебания от 16 Гц (герц) (это 16 колебаний в секунду) до 21 000 Гц. С возрастом эта величина снижается в два-три раза — до 5000 Гц у старых людей.

Некоторые животные способны воспринимать колебания до 200–300 тыс. Гц, например летучие мыши — до 210 000 Гц, дельфины — до 280 000 Гц.

Сила звука измеряется в децибелах. Так, если принять абсолютную тишину за 0, то шелест падающих листьев вызывает 10 децибел, шёпот — 20, обычная беседа — 60, движущийся автомобиль — до 90 децибел, интенсивное дорожное движение — до 110, рок-музыка в исполнении оркестра — до 120, а работающий двигатель реактивного самолёта — 140 децибел.

Шум вредно действует на орган слуха и на психику человека, вызывая психоэмоциональный стресс.

Уровень шума в 20–30 дБ практически безвреден для человека. Для «громких звуков» допустимая граница примерно 80 дБ. Звук в 130 дБ уже вызывает у человека болевое ощущение, а в 150 —становится непереносимым.