BUDOWA I FIZJOLOGIA NARZĄDÓW

ZMYSŁÓW CZŁOWIEKA – UCHO

UCHO

Jest narządem słuchu i równowagi. Składa się zasadniczo z trzech części:

ucha zewnętrznego

(1),

środkowego

(2) i

wewnętrznego

(3).

UCHO ZEWNĘTRZNE

Składa się z

małżowiny usznej

i

przewodu słuchowego

zewnętrznego

, który dochodzi do

błony bębenkowej

.

Małżowina uszna zbudowana jest z tkanki chrzęstnej sprężystej, pokrytej

skórą. Jej kształt wykazuje różnice osobnicze – wiele cech

warunkowanych

jest

genetycznie.

Zadaniem

małżowiny

jest

wychwytywanie i kierowanie fal dźwiękowych do przewodu słuchowego.

Występuje tylko u ssaków (w tym u człowieka).

Przewód słuchowy zewnętrzny odpowiedzialny jest za przekazywanie

dźwięków pobranych z otoczenia przez małżowinę uszną. Rozpoczyna się

otworem słuchowym zewnętrznym a kończy błoną bębenkową. W skórze

przewodu umieszczone są gruczoły produkujące woskowinę.

płatek
małżowiny

otwór słuchowy
zewnętrzny

UCHO ŚRODKOWE

Stanowi ono niewielką przestrzeń wypełnioną powietrzem, ograniczoną od strony zewnętrznej

błoną bębenkową

(10), a od strony wewnętrznej ścianą kostną ucha wewnętrznego. W jamie

ucha środkowego znajdują się trzy kosteczki słuchowe:

młoteczek

(9),

kowadełko

(8) i

strzemiączko

(7). Młoteczek z jednej strony łączy się z błoną bębenkową, a z drugiej strony

łączy się z kowadełkiem, kowadełko ze strzemiączkiem, a ono z kolei łączy się z błoną okienka

owalnego. Ich zadaniem jest wzmocnienie drgań błony bębenkowej i doprowadzenie ich do

ucha wewnętrznego. Kosteczki słuchowe są najmniejszymi kośćmi organizmu ludzkiego.

Jamę ucha środkowego łączy z gardłem

trąbka słuchowa

(trąbka Eustachiusza), której zadaniem

jest wyrównywanie ciśnień po obu stronach błony.

UCHO WEWNĘTRZNE

Składa się z połączonych ze sobą jam i kanałów, tworzących

błędnik kostny

. Wewnątrz

błędnika kostnego mieści się

błędnik błoniasty

. Elementy błoniaste wypełnione są płynem

–

śródchłonką

(endolimfą), a należą do nich:

błędnik – narząd równowagi

oraz

ślimak

(2)

–

narząd słuchu

. Błędnik składa się z przedsionka (3) i trzech kanałów półkolistych (1).

1

2

3

BUDOWA UCHA

1-płatek uszny, 2-przewód słuchowy, 3-małżowina, 4-kanały półkoliste, 5-ślimak, 6-

trąbka słuchowa, 7-strzemiączko, 8-kowadełko, 9-młoteczek, 10-błona
bębenkowa

ZMYSŁ SŁUCHU

Słuch pełni bardzo ważną rolę u człowieka, ale także u innych ssaków i

ptaków. Właściwy receptor odbierający fale akustyczne znajduje się w uchu

wewnętrznym, w ślimaku i nazywany jest

narządem spiralnym – Cortiego

.

Tam zachodzi przetworzenie fal akustycznych na impulsy nerwowe.

Przekrój poprzeczny przez ślimak, pokazujący narząd Cortiego.

1-wewnętrzne
komórki włoskowate

(~3 500)

2-zewnętrzne komórki
włoskowate

(~20 500)

4-blaszka podstawna

6-błona pokrywająca

NARZĄD CORTIEGO

DWA TYPY KOMÓREK WŁOSKOWATYCH

Mikrografie ze skaningowego
mikroskopu elektronowego ukazujące
ułożenie komórek włosowatych
wewnętrznych i zewnętrznych oraz
ich rzęsek. Komórki zewnętrzne
ułożone są w trzy rzędy, a ich rzęski
ułożone są w kształcie V. Komórki
wewnętrzne leżą w jednym rzędzie.

Powierzchnia wewnętrznych (left) i

zewnętrznych (right) komórek włoskowatych

W JAKI SPOSÓB ODBIERAMY DŹWIĘKI?

Małżowina uszna

(1) zbiera fale dźwiękowe i kieruje je do

przewodu słuchowego

zewnętrznego

(2), gdzie ulegają wzmocnieniu. Fale dźwiękowe kierują się dalej do

elastycznej, owalnego kształtu błony bębenkowej, która zamyka koniec przewodu

słuchowego i dzięki swojej specyficznej budowie powoduje dalsze wzmocnienie

dźwięku.

Błona bębenkowa

(3) drga pod wpływem fali dźwiękowej jak membrana

prawdziwego bębna. Drgania te są przekazywane są do ucha środkowego,

W uchu środkowym znajdują się najmniejsze w organizmie człowieka kosteczki (4):

młoteczek,

kowadełko i strzemiączko

. Rolą kosteczek słuchowych jest wzmocnienie fali dźwiękowej i przekazanie

drgań poprzez

okienko owalne

(7) do płynu wypełniającego ucho wewnętrzne. Dźwięk dociera do

ślimaka (5), który jest systemem kanałów. Wypełniony jest płynem, który przemieszcza się pod

wpływem drgań okienka owalnego. Przemieszczający się płyn wprawia w ruch komórki

narządu

Cortiego

, które przekształcają energię mechaniczną w impulsy elektryczne przekazywane do włókien

nerwu słuchowego

(6). Te wędrują dalej do mózgu, gdzie są analizowane i interpretowane przez

wyspecjalizowane ośrodki w korze mózgowej. W ten sposób słyszymy.

8

8

– okienko okrągłe

NATĘŻENIE DŹWIĘKU

Poziom natężenia dźwięku mierzy się za pomocą jednostek umownych –

decybeli

(dB).

Bodziec progowy, przy którym można osiągnąć u człowieka próg słyszenia, wynosi

0 dB. Maksymalne natężenie dźwięku wynosi 140 dB. Dźwięki o natężeniu powyżej

tej wartości poza wrażeniem słuchowym wywołują również czucie bólu związane z

uszkodzeniem narządu spiralnego.

Ludzie młodzi odbierają dźwięki o częstotliwości w zakresie od 20 do 20 000 Hz. W

miarę starzenia się organizmu górna granica obniża się i dźwięki o dużej

częstotliwości nie są słyszane. Najlepiej odbierane są dźwięki w zakresie od 1000

do 3000 Hz.

Wykres

przedstawiający skalę

natężenia dźwięku w

decybelach:

JAK DZIAŁA UCHO?

Wysoka częstość

Niska częstość

ŚLIMAK I BŁONA PODSTAWNA

Teoria fali biegnącej - Von Bekesy (1928). Nobel 1961

Georg von Békésy (1899 – 1972)

Obwiednie fal biegnących dla 3 różnych częstości

Ciśnienie wywierane na okienko owalne wywołuje
falę biegnącą w ślimaku co powoduje oscylacje
błony podstawnej w ślimaku

Fale ciśnienia
wywołane
różnymi
częstotliwościami

Okienko
owalne

Schody przedsionka

Przewód ślimakowy

Schody bębenka

przychłonka

śródchłonka

Odkształcenie błony podstawnej ku górze powoduje depolaryzację i skurcz komórek

RUCH KOMÓREK WŁOSKOWATYCH

ZEWNĘTRZNYCH

WZMACNIACZ ŚLIMAKOWY

Komórki włoskowate zewnętrzne mechanicznie wzmacniają ruchy błony pokrywającej. Komórki
włoskowate wewnętrzne odbierają wzajemne ruchy pomiędzy błoną podstawną i pokrywającą.

MODEL MECHANIZMU TRANSDUKCJI W KOMÓRKACH WŁOSKOWATYCH

Kanały jonowe biorące udział w
mechanoelektrycznej transdukcji w komórkach
włoskowatych są bramkowane elastycznymi
włóknami łączącymi. Otwieranie i zamykanie
kanałów kontrolowane jest przez napięcie włókna,
zależne od wychylenia pęczku rzęsek.

Gdy pęczek rzęsek jest w spoczynku kanały
przechodzą pomiędzy stanem otwartym i
zamkniętym, spędzając większość czasu w stanie
zamkniętym. Odchylenie pęczka w kierunku
dodatnim zwiększa napięcie elastycznego włókna
łączącego i prowadzi do otwarcia kanału i
depolaryzcji komórki.

Potencjał receptorowy zależy od kierunku
wychylenia pęczka. Wychylenie w kierunku
najdłuższej rzęski powoduje depolaryzacje i
zwiększa częstość odpalania we włóknie
wychodzącym. Wychylenie w kierunku
przeciwnym powoduje hiperpolaryzacje i
zmniejsza ilość wychodzących impulsów.

MECHANIZM OTWIERANIA KANAŁÓW JONOWYCH NA STEREOCILIACH

100 nm

Część ucha

Elementy budowy

Funkcje

Ucho

zewnętrzne

-małżowina
-przewód słuchowy
zewnętrzny
-błona bębenkowa

-wychwytywanie i naprowadzanie fal
dźwiękowych
-przewodzenie i skupianie fal
dźwiękowych
- przenoszenie drgań na kostki
słuchowe

Ucho środkowe

-kosteczki słuchowe
(młoteczek, kowadełko,
strzemiączko),

-

jama bębenkowa,

-

błona okienka owalnego,

-trąbka Eustachiusza

-wzmacnianie drgań
-przenoszenie drgań do płynu ucha
wewnętrznego
-wyrównywanie ciśnień po obu
stronach błony bębenkowej

Ucho

wewnętrzne

-przedsionek,
-ślimak,
-kanały półkoliste,
-nerw słuchowy

-reagowanie na doprowadzone
bodźce akustyczne
-reagowanie na zmiany położenia w
przestrzeni
-przekazywanie podrażnień nerwami
do mózgu

ZMYSŁ RÓWNOWAGI

Choć ucho kojarzy się prawidłowo ze zmysłem słuchu podstawową jego funkcją u

kręgowców jest udział w utrzymaniu równowagi ciała. Narządem równowagi

jest

błędnik

, który składa się z części kostnej – błędnika kostnego i leżącej

wewnątrz części błoniastej - błędnika błoniastego. W skład błędnika wchodzą

przedsionek, obejmujący

łagiewkę

i

woreczek

oraz trzy

kanały półkoliste

.

KANAŁY PÓŁKOLISTE

Ułożone są w trzech płaszczyznach prostopadłych do siebie. Bańkowate zakończenia

kanałów pokryte są

komórkami zmysłowymi

reagującymi na skręty i obroty ciała,

składające się na przyśpieszenie kątowe. Każdy kanał jest wypełniony endolimfą

(śródchłonką). Ruch endolimfy wywołany skrętami głowy podrażnia włoski komórek

zmysłowych. Ponieważ kanały półkoliste ułożone są w trzech różnych płaszczyznach,

więc ruch głową w dowolnym kierunku powoduje ruch endolimfy przynajmniej w

jednym kanale.

Kanały półkoliste

PRZEDSIONEK BŁĘDNIKA

W przedsionku leżą

łagiewka

i

woreczek

, które zaopatrzone są w nabłonek nerwowy z komórkami

zaopatrzonymi we włoski. W strukturach tych znajdują się drobne kryształki węglanu wapnia

uformowane w postaci kamyków zwanych

otolitami

. Komórki receptorowe leżą w

przedsionku w różnych płaszczyznach. Otolity, pod wpływem siły grawitacji, uciskają komórki

zmysłowe i wprawiają je w stan pobudzenia. Pobudzenia te zostają przeniesione do układu

nerwowego, gdzie są przetwarzane na wrażenia o położeniu ciała w przestrzeni.

STRUKTURA CZUCIOWA NARZĄDÓW OTOLITOWYCH

Ziarenka soli wapnia – otolity (kamyczki błędnikowe)

Błona narządu otolitowego

ZMYSŁ RÓWNOWAGI

Zachowanie równowagi wymaga współdziałania:

• układu przedsionkowego ucha - relacja głowy względem pionu

• wzroku

• receptorów nacisku stóp - odchylenie środka ciężkości ciała

• priopriocepcji

EWOLUCJA NARZĄDÓW SŁUCHU

1.

Zmysł słuchu i równowagi wywodzi się z organu linii
bocznej.

2.

U niektórych ryb receptory (elektroreceptory) są
czułe na pole elektryczne.

3.

Elektroreceptory mogą odbierać generowane i
zewnętrznie zaburzane pole elektryczne
(elektrolokacja) lub zewnętrznie generowane pole
elektryczne.

4.

Słuch najlepiej rozwinięty u ptaków i ssaków

Electrophorus electricus

CZY WIESZ, ŻE…?

Ucho ludzkie jest wyjątkowo efektywnym narządem słuchu, tak dalece, że jego dalsza

ewolucja byłaby bezcelowa, gdyż umożliwiałaby rejestrowanie dźwięków

towarzyszących ruchom cząsteczek powietrza, a to z kolei dostarczałoby męczących

wrażeń.

W uchu długotrwale eksponowanym na działanie intensywnych dźwięków może dojść

do uszkodzenia narządu Cortiego, co oznacza utratę słuchu.