Fisiologia

UDITO ED EQUILIBRIO

Udito sistema uditivo e anatomia dell'orecchio - l'orecchio può essere diviso in tre parti: orecchio esterno, medio e interno. L'esterno e il medio sono delle cavità piene di aria, mentre l'orecchio interno è una cavità che presenta del liquido. Come strutture nell'orecchio esterno c'è il padiglione auricolare e il meato uditivo esterno (=canale acustico); la funzione primaria dell'esterno è quella di convogliare e trasmettere le onde sonore verso il timpano (=membrana che separa l'orecchio esterno da quello medio). Nel medio troviamo tre ossicini, che partendo dall'esterno sono il martello, incudine e staffa, che hanno il compito di collegare il timpano con un'altra membrana sottile, cioè la finestra ovale, che separa l'orecchio medio da quello interno; la funzione dell'orecchio medio è quella di amplificare le onde sonore per la successiva

trasmissione di queste onde, dall'aria ad un ambiente fluido presente nell'orecchio interno. Nell'orecchio medio è presente anche la tuba di Eustacchio, faringe che connette l'orecchio medio con la e contribuisce a mantenere una normale pressione nell'orecchio medio (intensi cambiamenti di pressione possono anche rompere la membrana timpanica). L'apertura della tuba di Eustacchio permette alla pressione dell'orecchio medio di equilibrarsi con quella della faringe e quindi attenua le differenze di pressione che possono esserci tra questi due compartimenti. La deglutizione e la masticazione facilitano l'apertura della tuba di Eustacchio e che quindi le due pressioni si uniformino. Infine, l'orecchio interno che contiene delle strutture associate sia all'udito che all'equilibrio, cioè la coclea, struttura a spirale che contiene le cellule recettoriali responsabili della sensibilità uditiva. Il nervo contenentele

fibre nervose afferenti, responsabili dell'udito e anche dell'equilibrio, è noto come nervo vestibolo cocleare e corrisponde all'ottavo paio di nervi cranici.

L'udito rappresenta la percezione dell'energia delle onde sonore, che sono onde meccaniche generate dal movimento delle molecole d'aria ravvicinata o compressa, che si alternano con molecole di aria più rarefatta. Il suono è quindi la sensazione data dalla vibrazione di un corpo in oscillazione e tale vibrazione raggiunge l'apparato uditivo dell'orecchio che creano una sensazione uditiva correlata alla natura della vibrazione.

Il suono è l'interpretazione di due fattori che caratterizzano le onde sonore, che sono frequenza e ampiezza. Per quanto riguarda la frequenza, abbiamo che le onde sonore hanno un andamento sinusoide e la lunghezza d'onda è interpretata dal nostro cervello come nell'altezza del suono onde a bassa frequenza.

Sono interpretate con suoni bassi, mentre onde ad alta frequenza sono interpretati come suoni acuti. Il nostro orecchio percepisce suoni compresi tra 20 e 20.000 Hertz, con maggiore sensibilità tra i 1000 e i 3000 Hertz. Noi non siamo particolarmente sensibili ai suoni, altri animali lo sono molto di più come i cani, che riescono a sentire ultrasuoni che noi non riusciamo a percepire.

L'ampiezza intensità viene interpretata come maggiore è la differenza della densità delle molecole d'aria nell'aria rarefatta, rispetto a quella dell'aria compressa, più il suono sarà forte. L'intensità viene misurata in unità chiamate decibel.

Come avviene l'amplificazione nel suono nell'orecchio? L'orecchio esterno e quello medio sono cavità che presentano aria, mentre nell'interno c'è il fluido. Quando le onde sonore stimolano l'orecchio vanno a colpire la membrana.

La membrana timpanica e causa una vibrazione di questa membrana, che segue la stessa frequenza dell'onda sonora che ha generato questa vibrazione. Quando la membrana timpanica inizia a vibrare, siccome è connessa al martello, anche questo inizia ad oscillare alla stessa frequenza dell'onda sonora che aveva prodotto lo stimolo iniziale. Poiché gli ossicini nell'orecchio medio sono disposti in maniera tale da funzionare come un sistema di leve in serie, succede che il movimento del martello amplifica quello dell'incudine e questo va poi a causare un ulteriore aumento del movimento nell'ultimo ossicino, la staffa. La risultante è un'amplicazione delle onde sonore, rispetto allo stimolo iniziale. La staffa è disposta a sua volta sopra la finestra ovale (membrana che separa l'orecchio medio dall'interno), che è in contatto con la coclea (orecchio interno) che è piena di fluido e quindi le oscillazioni della staffa

generano delle onde nel liquido cocleare. L'amplificazione delle onde sonore rafforza la trasmissione delle onde dal mezzo aereo al mezzo liquido. Nella coclea abbiamo tre diversi compartimenti; se immaginiamo di srotolare la coclea, che ha la forma di una chiocciola, notiamo che abbiamo tre canali paralleli che contengono del liquido: la scala vestibolare, a contatto con la finestra ovale, la scala media e il dotto timpanico (scala timpanica) che è in contatto con la finestra rotonda (= altra membrana che separa l'orecchio medio da quello interno). La scala vestibolare e quella timpanica sono in contatto tra loro grazie ad un'apertura detta elicotrema, ed è nel punto terminale della spirale. In queste due scale è presente un liquido che ha una composizione ionica simile al plasma e viene detto perilinfa. Al contrario, nella scala media c'è un altro liquido che viene detto endolinfa, che viene secreta dalle cellule epiteliali presenti.

nella scala media e presenta un’elevata concentrazione di potassio e una bassa di sodio (sembra un liquido intracellulare, piuttosto che a uno extracellulare). Nella scala media è anche presente l’organo del Conti deputata a trasdurre il segnale delle onde sonore ed è costituito da cellule recettoriali ciliate, deputate a trasdurre il segnale; si trova lungo la membrana basilare ed è coperto parzialmente da un’altra membrana sottile detta membrana tettoria. Sezione della coclea, si vede che questa struttura è fatta a spirale e si vedono i tre compartimenti. Quando un’onda sonora va a far vibrare il timpano per arrivare fino alla staffa, si generano delle vibrazioni nella finestra ovale che vanno a produrre delle onde nella perilinfa nella scala vestibolare. Queste onde viaggiano verso l’elicotrema e poi con un percorso a ritroso tornano verso la scala timpanica per poi sfociare nella finestra rotonda, che serve a dissipare l’energia.provocata da queste onde e quindipermettere poi un nuovo stimolo. A dx si vede l'ingrandimento delle varie strutture.organo del Corti in dettaglio. Ha 4 file di cellule cigliate, una fila più interna, mentre le altre tre più esterne e poggiano sulla membrana basilare che è la membrana chedelimita la scala media dalla timpanica e abbiamo poi la membrana tettoria (la suaoscillazione fa oscillare anche le ciglia delle cellule cigliate e questa oscillazioneprodurrà un'alterazione del potenziale di queste cellule e quindi poi sarà il primomeccanismo per la trasduzione del segnale).Cellule ciliate: sono cellule epiteliali, quindi cellule recettoriali non nervose chepresentano una superfice apicale e baso-laterale differente. Sul lato apicale c'è lapresenza di ciglia disposte in 4 file che sono dette stereociglia, con disposizioneparticolare perché sono disposte in ordine di lunghezza crescente e abbiamo ancheuna ciglia

più lunga detta chinociglio. Lo spostamento delle ciglia verso il chinociglio permetterà l’entrata di potassio nella cellula e permetterà quindi la trasduzione del segnale. La parte baso-laterale fa sinapsi con il primo neurone afferente, che contribuirà a costituire il nervo acustico e nella parte baso-laterale sono stoccate le vescicole con il neurotrasmettitore (anche in questo caso è il glutammato). Queste cellule sono meccanocettori, ossia rispondono a stimoli meccanici e in questo caso si ha un’onda di pressione, esercitata dalla finestra ovale, nella perilinfa e di conseguenza si avrà un movimento anche nell’endolinfa che determinerà il movimento delle ciglia. Queste ciglia sono inserite nella membrana tettoria. Oltre alle cellule epiteliali cigliate, all’esterno ci sono delle cellule di supporto.

Cosa succede quando delle onde sonore vanno a stimolare le strutture nell’orecchioe cosa succede in particolare

Nella coclea e nell'organo del Conti. Si vedono delle onde sonore entrare nel canale acustico, che colpiscono la membrana timpanica, che inizia a vibrare e la sua vibrazione determina a sua volta anche la vibrazione dei tre ossicini dell'orecchio medio. Quando la staffa vibra, questa vibrazione provoca delle onde nella liquido cocleare (perilinfa). Questo movimento della perilinfa (immagine in alto), a seconda dell'intensità del suono, colpiscono determinate zone della coclea e le onde provocano delle deflessioni della membrana tettoria e di quella basilare, che fanno sì che le stereociglia si pieghino provocando l'apertura o la chiusa di alcuni dei canali per il potassio presenti sulle ciglia.

Si vedono le strutture che fanno parte della coclea (le tre scale). Nella scala media c'è scritto +80 mV perché l'endolinfa c'è ha una composizione simile a quella del liquido intracellulare, ossia bassa concentrazione di ioni.

sodio ed elevata concentrazioni di ioni potassio. Questa condizione determina un potenziale elettrico nell'endolinfa, rispetto alla perilinfa presente nella scala vestibolare e in quella timpanica, un potenziale chiamato endococleare che è pari a +80 mV. Come fanno le cellule cigliate a trasdurre il segnale da onde sonore a potenziali elettrici: in alto della figura si vede che la parte con le cellule cigliate presenta un potenziale di +80 mV, mentre la parte rappresentata dalla scala vestibolare ha un potenziale di 0 mV. Sotto si vedono le cellule cigliate con le loro sterociglia hanno due caratteristiche importanti: - All'estremità delle sterociglia ci sono dei canali permeabili al potassio. Sono canali meccano-dipendente, ossia la loro apertura e chiusura è modulata da delle informazioni meccaniche; - Tutte queste sterociglia sono collegate da dei ponti proteici che fanno in modo che si muovano tutte insieme. In base alla direzione della deflessione delle sterociglia,

Possiamo avere l'apertura o la chiusura di questi canali per il