Органы равновесия и слуха: описание, строение и функции. Орган слуха и равновесия: общая морфофункциональная характеристика, основные отделы (наружное, среднее и внутреннее ухо), эмбриональное развитие Эмбриональное развитие органа слуха и равновесия

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Тюменский государственный медицинский университет

Министерства Здравоохранения России

(ГБОУ ВПО ТюмГМУ Министерства Здравоохранения)

Кафедра гистологии и эмбриологии

Эволюция органа слуха

Выполнил: студент 115группы

Недзельская Василина

Проверил: доцент кафедры

Голубева И.А.

Тюмень 2015

• Введение
• 2. Органы слуха у представителей Класса Рыб - Classes Pisces
• 3. Органы слуха у представителей Класса Амфибий - Classes Amphibia
• Использованная литература

Введение

Разнообразие современного живого мира - это результат длительного развития живых организмов, происходившего на протяжении многих миллионов лет. Одним из самых важных атрибутов жизни на земле является слух. Слух - это, во-первых, способность биологических организмов воспринимать звуки; во-вторых, специальная функция слухового аппарата, возбуждаемая звуковыми колебаниями окружающей среды, например, воздуха или воды.

Чувство слуха - одно из главных в жизни человека. Слух и речь вместе составляют важное средство общения между людьми, служат основой взаимоотношений людей в обществе. Потеря слуха может привести к нарушениям в поведении человека.

Звук, или звуковая волна, - это чередующееся разрежение и сгущение воздуха, распространяющееся во все стороны от источника звука. А источником звука может быть любое колеблющееся тело. Звуковые колебания воспринимаются нашим органом слуха.

1. Закономерности развития органов слуха

У высших позвоночных орган слуха - кортиева органа - является в общем сходная по своей организации вторично-чувствующая волосковая клетка. Эта клетка в процессе эволюции трижды претерпевала смену своей механорецепторной функции - в органах боковой линии, рецепторе гравитации и, наконец, в органе слуха, что находится в согласии с принципом Дорна о смене функции.

Создание органа слуха на базе рецептора гравитации стало возможным только после соответствующей смены функции в процессе эволюции мультипотентной вторично-чувствующей механорецепторной клетки, которая приобретает способность адекватно кодировать частоту и интенсивность преобразованного звукового стимула. В процессе эволюции прослеживается длительная морфофункциональная перестройка в структурах наружного, среднего и внутреннего уха, приводящая к возрастанию чувствительности к звуковому стимулу.

Развитие слуха идет рука об руку со звукоизлучением, возникающим в результате движения, которое сопровождается появлением звуковых волн, как в неживой, так и в живой природе (локомоция, питание, дыхание). Кроме того, в процессе эволюции как водных, так и наземных животных возникли специальные звукоизлучающие органы, во многих отношениях определяющие поведение животных.

В некоторых случаях звукоизлучение может сдвигаться в область ультразвуковых частот, например, у дельфинов и летучих мышей, определяя их способность к эхолокации.

Способность к восприятию звуковых частот у позвоночных можно проследить, начиная от костистых рыб, затем у амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих.

2. Органы слуха у представителей Класса Рыб - Classes Pisces

Орган слуха у рыб представлен внутренним ухом, и звуковые волны передаются ему непосредственно через ткани. Ухо заключено в костную слуховую капсулу, внутренние стенки которой хрящевые. Как и у всех позвоночных, перепончатый лабиринт заключён в скелетный лабиринт, в точности повторяющий форму первого, и между обоими лабиринтами находится узкое пространство, заполненное особой жидкостью - перилимфой. Один конец каждого полукружного канала заканчивается расширением - ампулой, а от круглого мешочка отходит эндолимфатический проток и полый выступ - улитка.

Четыре группы костистых рыб - Salmonidae, Ostaiophysi, Saluridae, Mormiridae - снабжены дополнительной вспомогательной структурой - аппаратом Вебера, который связан с плавательным пузырем и с лабиринтом, благодаря чему они могут воспринимать звуковые стимулы, доказано, что у рыб антенны рецепторных клеток саккулярной макулы стимулируются режущими силами, возникающими при воздействии на отолит частот в пределах звукового диапазона. При помощи цепи веберовых косточек - парные отростки самых передних позвонков, преобразованные в маленькие обособленные элементы, связывающих плавательный пузырь с саккулюсом, резко повышается эффективность стимулирующего механизма. Костистые рыбы обнаруживают реакции на звуки в диапазоне частот 50-5000Гц с максимумом в пределах 200 - 1000 Гц.

Позади черепа у рыбы находятся, пара органов слуха, которые, как и внутреннее ухо у человека, помимо функции слуха отвечают и за равновесие. Рецепторным органом, воспринимающим гравитацию, является макула круглого мешочка. У костных рыб в эндолимфе плавают мелкие отолиты и большие слуховые камни, представляющие собой крупные отолиты.

Проведение колебаний к внутреннему уху происходит следующим образом: акустические звуки, проходя ткани, достигают плавательного пузыря и вызывают колебания воздуха в нём. Плавательный пузырь связан со слуховой областью внутреннего уха с помощью, веберовых косточек. От стенки плавательного пузыря колебания распространяются через вербовые косточки к жидкостям внутреннего уха (перилимфе, а затем эндолимфе). Рецепторы, воспринимающие звук, расположены в овальном мешочке.

3. Органы слуха у представителей Класса Амфибий - Classes Amphibia

Орган слуха в связи с земноводным образом жизни существенно усложнился, так как устроен по наземному типу.

Наружное слуховое отверстие закрывает барабанная перепонка, соединённая со слуховой косточкой - стремечком. Стремечко упирается в овальное окно, ведущее в полость внутреннего уха, передавая ему колебания барабанной перепонки.

Образуется новый отдел - среднее ухо, или барабанная полость, в которой помещается впервые появляющаяся у земноводных слуховая косточка - стремя, одним концом упирающаяся в барабанную перепонку, а другим - в овальное окно, которое закрыто меньшей по сравнению с барабанной перепончатой перегородкой. Это и позволяет усилить слабые звуковые колебания. Барабанная полость соединена с глоточной областью евстахиевой трубой. Узкий канал - евстахиева труба, соединяя полость среднего уха с ротовой полостью, выравнивает давление и предотвращает разрывы барабанной перепонки при сильных звуках.

Полость среднего уха образовалась из рудимента жаберной щели, располагавшейся между челюстной и подъязычной дугами. Наружное отверстие полости среднего уха затянуто тонкой упругой барабанной перепонкой.

Наряду с системой - среднее и внутреннее ухо, обеспечивающей слух в воздушной среде, у земноводных сохраняются механизмы слуха в воде. Звукопроводимость тела амфибий, подобно рыбам, близка к водной среде, что позволяет принимать звуки непосредственно на мембрану овального окна. Этому способствуют поверхностные вены и эндолимфатический проток. Звуки в воде принимаются гомологом звукорецептора рыб, а звуки в воздухе, переданные стремечком с барабанной перепонки, воспринимаются звуковым рецептором наземных позвоночных. Существование двух слуховых систем у амфибий - приспособление к жизни в двух средах - водной и воздушной.

Заключенный в капсулу внутреннего уха перепончатый лабиринт у земноводных по сравнению с рыбами, изменился мало: увеличились размеры полого выступа, и возросла площадь чувствующих полей.

В лабиринте универсальным органом, воспринимающим звуковые частоты, является papilla amphibiorum. Кроме того, у некоторых вводов имеется дополнительный звуковоспринимающий орган papilla basilaris. Оба органа имеют сходную структуру, но papilla amphibiorum отличается большим числом клеток, как рецепторных, так и опорных. Над рецепторными клетками нависает текториальная мембрана. Ультраструктурная организация рецепторных клеток обоих сосочков практически не отличается от такой макул и крист у амфибий. Каждая рецепторная клетка снабжена ориентированным по отношению к одной кинолиции пучком стереоцилий, то есть имеет определенную морфологическую поляризацию. В проксимальной части papilla amphibiorum поляризация направлена в сторону саккулюса. Дистальная часть имеет противоположную поляризацию. К основанию клетки подходят как афферентные, так и эффективные нервные окончания.

У немногих бесхвостых (жерлянки, чесночницы), у всех хвостатых и безногих земноводных полость среднего уха и барабанная перепонка вторично редуцируются. В воде эти животные используют описанный выше механизм звуковосприятия, а возможности их слуха в воздушной среде, видимо, невелики. Червяги способны улавливать распространяющиеся по земле звуки через костный путь: квадратная кость - стремечко.

Таким образом, земноводные обладают достаточно широкими возможностями слуха в воде, а бесхвостые - и в воздухе.

Звуковые сигналы амфибий преимущественно обслуживают размножение: они помогают встрече самцов и самок своего вида и различению чужих видов. Некоторые звуки служат сигналом опасности.

4. Органы слуха у представителей Класса Рептилий - Classes Reptilia

Звуки, которые рептилиям нужно услышать, являются относительно слабыми воздушными волнами, поэтому дальнейшему развитию подвергается среднее и наружное ухо. Это выражается в больших размерах улитки и появлении во внутреннем ухе круглого окна. Благодаря этому перилимфа приобретает большую подвижность, что ведёт к лучшей передаче звуковых колебаний. Орган слуха содержит внутреннее и среднее ухо, снабжённое барабанной перепонкой, слуховой косточкой - стременем, передающим колебания перепонки на круглое окошко, отделяющее полость внутреннего уха - и евстахиевой трубой. Этот механизм усиливает звуки, распространяющиеся в воздушной среде. Во внутреннем ухе обособляется улитка, служащая аппаратом анализа и кодирования акустических сигналов. Улитка еще не сложна и у большинства видов представляет мешкообразный вырост. Это соответствует относительно небольшой роли слуха в жизни пресмыкающихся.

У них появляется новая слуховая воспринимающая структура. Слуховой сосочек рептилий локализуется в улитковом канале - выросте саккулюса, примыкающем к лагене, которая находится на конце канала.

Рецепторные клетки слухового сосочка отличаются своей узкой цилиндрической формой. К их основанию подходят афферентные и эфферентные нервные окончания, образуя синаптические структуры. На вершине клеток располагается одна киноцилия и пучок стереоцилий, высота которых колеблется в пределах 5-7 мкм. Опорные клетки сужаются к своей вершине, которая имеет в центре короткую киноцилию, окруженную микровиллами. На поверхности клеток располагается толстая текториальная мембрана, отходящая от неврального лимба. Текториальная мембрана состоит из филаментозного и гранулярного материала. В структуре клеток, расположенных по обеим сторонам от центра, наблюдается увеличение длины и толщины стереоцилий. Синапсы рецепторных клеток образованы афферентными нервными окончаниями. Поляризация рецепторных клеток направлена к срединной продольной линии, тянущейся по длине сосочка.

Особенно слаб слух у змей, не имеющих барабанной перепонки и воспринимают преимущественно звуки, распространяющиеся по субстрату или в воде, так называемый сейсмический слух. То же свойственно и змеевидным ящерицам. Передача звуков с субстрата на овальное окошко среднего уха обеспечивается квадратной и квадратно-скуловой костями. Пресмыкающиеся воспринимают звуки в диапазоне 20-6000 Гц, хотя большинство хорошо слышит лишь в диапазоне 60-200 Гц, у крокодилов 100-3000 Гц.

Невысоки и слуховые способности черепах, барабанная перепонка которых толстая, а слуховой проход у некоторых видов закрыт утолщенной кожей. Слух для рептилий имеет не самое важное значение в жизнедеятельности.

5. Органы слуха у представителей Класса Птиц - Classes Aves

Орган слуха, подобно органу зрения, служит у птиц важным рецептором ориентации и общения. Анатомически орган слуха сходен с органом слуха пресмыкающихся, особенно крокодилов, но благодаря мелким преобразованиям функционально он не отличается от значительно более сложного и дифференцированного органа слуха млекопитающих. Он развит хорошо и состоит из внутреннего и среднего уха.

эволюция орган слух позвоночный

Наружных ушных раковин у птиц нет. Уши птиц - это отверстия, плотно покрытые перьями. Внешняя часть уха представляет собой воронку, идущую вплоть до барабанной перепонки. Контурные перья, прикрывающие наружный слуховой проход, по структуре отличаются от перьев близлежащих участков головы и служат не только для механической защиты слухового прохода, но и для организации звукового потока - могут приподниматься, выполняя роль рупора у открывшегося слухового прохода, или, наоборот, прижиматься, пропуская лишь звуковые волны ограниченного диапазона и тому подобное

Полость среднего уха пересекает стремя (столбчатая кость). Снаружи оно прикрепляется к барабанной перепонке и повторяет её вынужденные колебания. Барабанная перепонка погружена ниже уровня кожи и к ней ведет канал - наружный слуховой проход, по краю которого у части видов птиц образуется складка кожи - зачаток наружного уха. Внутренний конец стремени, имея усложненную форму, увеличивающую ее подвижность при колебаниях барабанной перепонки, связан с овальным окном внутреннего уха. С помощью стремени колебания воздуха проводятся вглубь, порождают колебания жидкости внутреннего уха и регистрируются его сенсорными структурами.

Внутреннее ухо птиц отличается от внутреннего уха крокодилов лишь несколько лучшим развитием улитки. В лабиринте внутреннего уха имеется лишь один завиток улитки, отходящий от нижнего мешочка.

Острый слух и способность к акустическому анализу сочетается у птиц со способностью издавать разнообразные звуки, несущие важную информацию.

Большинство видов слышит в большом диапазоне - от 30 до 20 тыс. Гц. Особенно высока точность звуковой локации у сов, которые успешно ловят добычу "на слух", не видя ее. У немногих птиц (гуахаро, стрижи, саланганы), гнездящихся в глубоких темных пещерах, обнаружена звуковая локация: издавая в слышимом, а не ультразвуковом, как летучие мыши, диапазоне (1,5-7 кГц) отрывистые звуки и улавливая их отражение, птицы в темноте облетают препятствия и находят свое гнездо.

В критические периоды жизни слух становится исключительно важной вещью для птицы. Исследования показали, что для запоминания характерного пения птиц их собственного вида, им необходима слуховая система обратной связи. Благодаря этой системе молодое поколение учится сравнивать звуки, производимые ими, с образцами запомнившихся им звуков.

6. Органы слуха у представителей Класса Млекопитающих - Classes Mammalia

Орган слуха млекопитающих состоит из трёх отделов: наружного, среднего и внутреннего уха.

Наружное ухо - ушная раковина и наружный слуховой проход, выполняет функцию антенны - фильтра, способного отбирать и усиливать биологически важные для вида звуки, ослабляя посторонние шумы.

Ушная раковина отсутствует только у некоторых землероев (кроты, слепыши) и водных форм (киты, настоящие тюлени). Уши особенно велики у чутких ночных животных (летучие мыши).

Среднее ухо за счет рычажной системы: молоточек, наковальня и стремечко, передаёт колебания с большей по величине барабанной перепонки на меньшую по площади мембрану овального окошка внутреннего уха, усиливая эти колебания. Молоточек упирается в барабанную перепонку, к нему причленена наковальня, которая в свою очередь сочленена со стремечком, упирающимся в окно перепончатого лабиринта - внутреннего уха. Вся эта система усиливает тонкость восприятия звуков. Кроме того, совершенство восприятия звуков обеспечивается и сильно развитой улиткой - извитым выростом перепончатого лабиринта.

Внутренне ухо расположено в толще височной кости и состоит из вестибулярного (органа равновесия) и слухового (улитки) отделов. Внутренне ухо млекопитающих представлено длинным улитковым каналом. В этом канале на базилярной мембране располагается комплекс рецепторных структур известных под названием кортиева органа. Среди них особое место занимает слуховые рецепторные волосковые клетки. Эти клетки делятся на два типа: внутренние, располагающиеся в один ряд, и наружные располагающиеся как правило, в три ряда, но у некоторых видов в том числе и у человека 4-5 рядов, причем 5 ряд бывает неполным. Внутренние волосковые клетки имеют яйцевидную форму. Они располагаются под углом к спиральному лимбу. На их поверхности лежит покрытое продолжение плазматической мембраны кутикулярная пластинка с отходящими о нее стереоцилиями. В кутикулярную пластинку заходят корешки стереоцилий. Длина стереоцилий максимальна вблизи клеток - столбов, где они могут достигать 6-7 мкм, и значительно меньше по направлению к модиолису. Вершины стереоцилий контактирую с внутренней поверхностью текториальной мембране. Стереоцилии имеют своеобразную палочковидную форму, суженную на основании и на вершине. Основание внутренних рецепторных клеток находятся в синаптическом контакте с афферентными нервными окончаниями.

Некоторые млекопитающие способны генерировать и воспринимать ультразвуковые колебания. Ультразвуковые сигналы летучих мышей генерируются аппаратом рта и носа. У китообразных - гортанью, краями черпаловидных хрящей, воздушными мешками носового прохода и наружным дыхалом.

Степень развития слуха у разных зверей очень разнообразна и зависит от образа жизни. Слух в жизни млекопитающих играет важную роль. Этому отвечает и сложное устройство голосового органа, производящего разнообразные звуки, часто образующие сложные сочетания, организованные во времени. По широте звукового диапазона млекопитающие превосходят птиц, широко используя как сверхзвуковые (выше 20 кГц), так и низкие частоты. Слух и звуковая сигнализация обслуживают важнейшие жизненные явления - поиски пищи, распознавание опасности, опознавание особей своего и чужих видов, различие индивидов в группе, отношения родителей и детенышей и многое другое. Особенности слуха отличают разные отряды. Так, для эхолокации летучие мыши используют преимущественно сверхзвуковые частоты в пределах 40-80 кГц (ультразвуки), но издают и низкочастотные звуки до 12 Гц (ухом инфразвуки); еще шире диапазон, используемый зубатыми китами, - от нескольких герц до двухсот килогерц.

Звуки млекопитающих в большей части производятся колебаниями голосовых связок верхней гортани. Ультразвуковые сигналы летучих мышей генерируются аппаратом рта или носа. У китообразных в образовании звуков участвуют гортань в целом, края черпаловидных хрящей, воздушные мешки носового прохода и наружное дыхало.

Использованная литература

1. Никольский А.А. Звуковые сигналы млекопитающих в эволюционном процессе. - М.: Наука, 1984. - С. 7

2. Карузина И.П. / Биология. - Изд.5-е. - М.: Медицина, 1972. - 352 с.

3. Анализ сигналов на периферии слуховой системы/отв. ред. Альтман Я.А. - Л.,

4. Сенсорные системы / Ред. Я.А. Альтман. - Л.: Наука, Ленингр. отделение, 1982. - 200 с.

5. Физиология сенсорных систем / под ред. Я.А. Альтмана. - Спб.: Паритет, 2003. - 350 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Основные параметры слуха и звуковых волн. Теоретические подходы к изучению слуха. Особенности восприятия речи и музыки. Способность человека определять направление на источник звука. Резонансная природа звукового и слухового аппарата у человека.

реферат , добавлен 04.11.2013


Понятие об анализаторах и их роль в познании окружающего мира. Изучение строения органа слуха и чувствительности слухового анализатора как механизма рецепторов и нервных структур, обеспечивающих восприятие звуковых колебаний. Гигиена органа слуха ребенка.

контрольная работа , добавлен 02.03.2011


Рассмотрение специализированной периферической анатомо-физиологической системы, обеспечивающей получение и анализ информации. Эволюция органов чувств у беспозвоночных и позвоночных. Значение органов зрения, слуха, равновесия, вкуса, осязания, обоняния.

презентация , добавлен 20.11.2014


Пресмыкающиеся как класс преимущественно наземных пойкилотермных животных, включающий в себя современных крокодилов, черепах, ящериц, змей, амфисбен, клювоголовых. Характеристика органов чувств рептилий: зрения, обоняния, вкуса, равновесия и слуха.

реферат , добавлен 25.05.2013


Становление эволюционной теории, закономерности индивидуального развития организма. Эволюция живых организмов. Теория Ч.Дарвина - наследственность, изменчивость и естественный отбор. Видообразование. Роль генетики в современном эволюционном учении.

реферат , добавлен 09.10.2008


Внутреннее строение мужских половых органов: предстательной железы, мошонки и полового члена. Строение внутренних половых органов женщины. Вены, несущие кровь от промежности. Функции органа слуха. Слуховые восприятия в процессе развития человека.

реферат , добавлен 16.10.2013


Классы птиц и млекопитающих, являющиеся вершиной эволюции позвоночных, возникли независимо друг от друга. Рыбы – водные позвоночные животные, дышащие жабрами. Строение тела и скелет птиц, млекопитающих и рыб. Отличительные признаки млекопитающих.

контрольная работа , добавлен 24.04.2009


Слух - способность биологических организмов воспринимать и различать звуковые колебания окружающей среды специальными органами. Ухо - слуховой анализатор: функция, строение вестибулярного аппарата; физиология восприятия звука; слуховая сенсорная система.

реферат , добавлен 16.05.2013


Строение и функции органа слуха человека. Структура звукопроводящего аппарата уха. Центральная слуховая система, переработка информации в центрах. Методы исследования слухового анализатора. Проводящие пути слухового и статокинетического анализаторов.

курсовая работа , добавлен 20.11.2015


Многие люди в немалой степени обязаны своим успехом именно голосу. Хороший голос - это не случайность, а результат большой работы и практики. Диапазон слуха и звуковые волны. Эмоциональный орган чувств. Роль, структура и характеристика голоса.

Внутреннее ухо расположено в пирамидке височной кости. Оно состоит из костного и расположенного в нём пе­репончатого лабиринтов, в котором находятся вторичночув­ствующие рецепторные клетки органа слуха и равновесия. Слуховые рецепторные клетки расположены в спиральном органе улитки, а рецепторные клетки органа равновесия – в пятнах маточки и мешочка и ампулярных гребешках полу­кружных каналов (рис. 10-5).

Улитковый канал перепончатого лабиринта. Воспри­ятие звука происходит в спиральном, кортиевом органе, расположенном в улитковом канале перепончатого лаби­ринта. Это спиральный канал длиной 3,5 см, заполненный эндолимфой и контактирующий снаружи с вестибулярной и барабанной лестницами, заполненными перелимфой. Улит­ковый канал перепончатого лабиринта заключён в костную улитку , образующую у человека 2,5 оборота вокруг цен­трального костного стержня .

Улитковый канал перепончатого лабиринта на попереч­ном разрезе имеет форму треугольника, стороны которого образованы вестибулярной мембраной, спиральной связкой с сосудистой полоской и барабанной мембраной (базилярной пластинкой). (Рис. 10-6).

Рис. 10-5. Общий план строения внутреннего уха.

Вестибулярная мембрана представляет собой соедини­тельнотканную пластинку, покрытую с двух сторон одно­слойным плоским эпителием.

Сосудистая полоска расположена на спиральной связке , лежащей на наружной стенке костной улитки. Сосу­дистая полоска образована многослойным эпителием, в ко­тором расположены многочисленные кровеносные капил­ляры. Сосудистая полоска продуцирует эндолимфу, заполняющую перепончатый канал улитки.

Базилярная пластинка с внутренней стороны улитки прикрепляется к спиральной костной пластинке , а с на­ружной стороны – к спиральной связке. Она представляет собой соединительнотканную пластинку, которая в виде спирали тянется вокруг стержня улитки вдоль всего улитко­вого канала. В её основе лежат тонкие коллагеновые волокна («слуховые струны»), которые тянутся от спиральной кост­ной пластинки до спиральной связки. Длина этих волокон не одинакова: более длинные волокна находятся на вершине улитки, а более короткие – в её основании.

Покровная мембрана отходит от вестибулярной губы лимба. Она представляет собой лентовидную пла­стинку же­леобразной консистенции, основу которой со­ставляют кол­лагеновые волокна. Покровная мембрана тянется в виде спи­рали по всей длине спирального ор­гана, располагаясь над волосковыми (рецепторными) клетками.

Рис. 10-6. Попе­речный срез кост­ного и перепон­чатого кана­лов улитки.

1. Перепончатый канал улитки.

2. Сосудистая оболочка.

3. Спиральная связка.

4. Вестибулярная мембрана.

5. Базиллярная мембрана.

6. Спиральная костная пластинка.

7. Спиральный ганглий.

8. Покровная мембрана.

9. Кортиев орган.

10. Туннель.

(По Э. Г. Улумбекову и соавт).

Спиральный (кортиев) орган. Расположен на базиляр­ной пластинке. В нем различают две группы клеток – сен­сорные и поддерживающие , которые подразделяются на внутренние и наружные . Между ними расположен туннель (рис. 10-7).

Внутренние сенсорные (волосковые ) эпителиоциты лежат в один ряд. Они имеют расширенное основание, а на апикальной части каждой клетки находятся 30-60 неподвиж­ных волосков – стереоцилий . Внутри стереоцилий находятся актиновые микрофиламенты. Поэтому после отклонения сте­риоцилии способны возвращаться в исходное вертикальное положение.

Наружные сенсорные (волосковые) эпителиоциты располагаются в 3-5 рядов. На их апикальной поверхности также располагаются стериоцилии. У человека имеется до 20 тыс. таких клеток. Стериоцилии внутренних и наружных сенсорных клеток соприкасаются с покровной мембраной.

Поддерживающие клетки расположены на базилярной пластинке и образуют ложе для сенсорных клеток, которые формируют второй слой эпителия кортиевого органа. В ци­топлазме поддерживающих клеток расположены тонофиб­риллы, придающие им прочность. Различают внутренние поддерживающие эпителиоциты, расположенные под внут­ренними сенсорными клетками. Они имеют пальцевидные отростки – фаланги, отделяющие сенсорные клетки друг от друга. Поэтому их еще называют фаланговыми . На бази­лярной пластинке располагаются также наружные поддер­живающие, фаланговые клетки , которые поддерживают наружные сенсорные клетки. Снаружи от них лежат также наружные пограничные клетки

Рис. 10-7. Кортиев (спиральный) орган.

1. Базилляр­ная пластин-ка.

2. Туннель.

3. Наружные поддерживаю-щие клетки.

4. Наружные погранич­ные клетки.

5 . Наружные волосковые клетки. 6. Внутренние клетки столбы. 7. Внутренние поддерживающие клетки. 8. Внутренние волоско­вые клетки. 9. Покровная мембрана. 10. Миелиновые волокна. (По Э. Г. Улумбекову).

Различают также внутренние и наружные столбовые клетки , которые сходятся своими вершинами и образуют треугольный формы туннель . Он тянется по спирали вдоль всего кортиевого органа. В туннеле лежат нервные волокна, идущие от спирального ганглия, расположенного в спираль­ной костной пластинке, к сенсорным клеткам.

Гистофизиология органа слуха . Звуковые волны собираются ушной раковиной, как рупором и вызывают колебания барабанной перепонки. Эти колебания передаются слуховыми косточками через овальное окно на перелимфу вестибулярной лестницы, затем на перелимфу барабанной лестницы и базилярную мембрану. При колебании последней, стериоцилии сенсорных клеток раздражаются о покровную пластинку и сенсорные клетки возбуждаются. Это возбужде­ние снимается синапсами дендритов нейронов спирального ганглия и передается для анализа и синтеза в слуховую кору мозга – центральную часть слухового анализатора.

В зависимости от высоты звука, то есть частоты звуковых колебаний, колеблются различные участки базилярной мембраны и, соответственно, раздражаются различные сенсорные клетки. При звуках низкой частоты колеблется базилярная мембрана на вершине улитки, где расположены длинные «струны», а при звуках высокой частоты – базилярная мембрана, расположенная у основания улитки, где расположены короткие «струны».

Возрастные изменения. Нарушения слуха с возрастом возникают при нарушении звукопроводящей системы (разви­вается тугоподвижность слуховых косточек), но чаще поражается звуковоспринимающий нейросенсорный аппарат, когда происходит гибель сенсорных клеток.

Орган слуха по строению относится к вторичночувствующим органам (дендриты чувствительных нейронов подходят к сенсоэпителиальным клеткам).

Развитие. Орган слуха имеет 3 источника развития:

Эктодерма. Из неё развивается эпителий, сенсорные и поддерживающие клетки.

Мезенхима. Она даёт начало соединительной ткани и сосудистым элементам.

Нервная трубка. Это источник развития слухового и вестибулярного нервов.

На 3-ей неделе эмбрионального развития на уровне ромбовидного мозга эктодерма симметрично утолщается, и образуются слуховые плакоды. Она инвагинируют и формируются слуховые ямки, которые вскоре превращаются в слуховые пузырьки. Слуховые пузырьки покрыты изнутри многорядным эпителием, который секретирует в просвет пузырька эндолимфу. С медиальной стороны к каждому слуховому пузырьку прилежит зачаток слухового ганглия, который развивается в ганглий преддверия и улитки. Одновременно с этим развиваются перилимфатические полости. Окружающая мезенхима даёт начало соединительной ткани и хрящевой бластеме, которая позже преобразуется в костную ткань. В слуховых пузырьках обособляются маточка и полукружные каналы, а также – мешочек с зачатком улитки. Улиточный канал отделяется от мешочка и развивается в виде трубки, которая постепенно вдаётся в завитки костной улитки. К концу 8-ой недели внутриутробного развития есть все разновидности сенсорных и поддерживающих клеток органов слуха и равновесия. Эпителий базальной стенки перепончатого канала даёт развитие спиральному органу. Постепенно формируются контакты между сенсорными клетками и дендритами чувствительных нейронов 8-ой пары ЧМН (n.vestibulocochlearis).

Тканевое строение. Орган слуха состоит из наружнего, среднего и внутреннего уха.

Наружное ухо включает ушную раковину (образована гиалиновым хрящем), наружный слу­ховой проход (имеет хрящевую и костную часть, покрытые кожей, в которой церуминозные железы) и барабанную перепонку (вогнутая, сращена с молоточком. Снаружи покрыта эпидермисом, внутри – слизистой.).

Среднее ухо состоит из барабанной полости (на медиальной поверхности имеет овальное окно, в котором располагается основание стремечка. Оно отделяет барабанную полость от вестибулярной лестницы улитки. Так же имеется круглое окно, отделяющее барабанную полость от барабанной лестницы), слуховых косточек (молоточек, наковальня, стремечко) и слуховой трубы (соединяет барабанную полость с носовой частью глотки. Просвет выстлан многорядным призматическим реснитчатым эпителием, имеет бокаловидные клетки).

Внутренне ухо представлено костным лабиринтом, вну­три которого находится перепончатый лабиринт. Лабиринт делится на улитковую часть, в которой расположен орган слуха (спиральный орган), и вестибулярную часть, где нахо­дится орган равновесия (чувствительные пятна и чувстви­тельные гребешки).

Кохлеарная (улитковая) часть внутреннего уха предста­влена костным каналом улитки, внутри которого находится перепончатый канал. Костный канал улитки делает 2,5 обо­рота вокруг костной оси (modeolus); длина канала составляет 3,5 см. От костной оси в костный канал улитки на всем его протяжении вдается спиральная костная пластинка (lamina spiralis ossea). В толще этой пластинки расположен спираль­ный нервный ганглий, состоящий из вторично чувствующих биполярных нейронов.

Спиральная костная пластинка покрыта утолщенной надкостницей, которая называется лимбом, или спиральным гребешком (crista spiralis), выстланным однослойным пло­ским эпителием, секретирующим жидкость. В спиральном гребешке имеется 2 губы.Губа, обращенная в сторону вести­булярной лестницы, называется вестибулярной (labium vesti­bularis), в сторону барабанной лестницы - барабанной губой (labium tympanicus). Между губами проходит центральная бороздка (sulcus centralis), выстланная крупными уплощен­ными эпителиоцитами.

Перепончатый лабиринт повторяет ход костного лаби­ринта, его длина тоже около 3,5 см. На поперечном срезе перепончатый канал улитки имеет треугольную форму. Ос­трый угол треугольника обращен к спиральному гребешку, основание - кнаружи. Верхнемедиальная стенка перепон­чатого канала улитки называется рейснеровой, или вести­булярной, мембраной (membrana vestibularis); латеральная стенка представлена сосудистой полоской (stria vascula­ris), которая лежит на спиральной связке (ligamentum spi­ralis); нижняя стенка называется базилярной мембраной (membrana basilaris) или спиральной мембраной (membra­na spiralis).

Между вестибулярной мембраной и стенкой костного ка­нала улитки располагается вестибулярная лестница улитки (scala vestibularis), между спиральной мембраной и стенкой костного канала улитки - барабанная лестница (scala tympani). Обе лестницы заполнены перилимфой.

Вестибулярная мембрана представляет собой тонкую со­единительнотканную пластинку, состоящую из коллагеновых волокон, погруженных в аморфный матрикс. Наружная поверхность этой мембраны покрыта эндотелием, внутрен­няя - однослойным плоским эпителием. Внутренний край вестибулярной мембраны прикрепляется к спиральному гре­бешку, наружный - к спиральной связке.

Сосудистая полоска состоит из низких широких светлых эпителиоцитов и высоких темных эпителиальных клеток, бо­гатых митохондриями. Между эпителиоцитами проходят ка­пилляры. Функция сосудистой полоски - секреция эндолимфы, заполняющей перепончатый канал улитки.

Спиральная мембрана представлена соединительноткан­ной пластинкой, состоящей из коллагеновых волокон, погру­женных в аморфный матрикс. Коллагеновые волокна состоят из тонких фибрилл диаметром около 30 нм. Эти фибриллы со­единены между собой еще более тонкими фибриллами. Колла­геновые волокна играют роль струн. Их длина у основания улитки равна 105 мкм, у вершины - 505 мкм. Короткие стру­ны реагируют на высокий звук, длинные - на низкий звук.

Наружная поверхность спиральной пластинки покрыта эндотелием, на внутренней поверхности пластинки лежит базальная мембрана, на которой располагаются эпителиоциты спирального органа. Наружный край спиральной мембра­ны прикрепляется к спиральной связке, внутренний - к ба­рабанной губе лимба. Эпителий, выстилающий внутреннюю поверхность перепончатого канала улитки (однослойный плоский эпителий вестибулярной мембраны, сосудистой по­лоски и эпителиоциты спирального органа), развивается из многорядного эпителия слухового пузырька, который сам развивается из эктодермы. Следовательно, эпителий, высти­лающий внутреннюю поверхность стенок перепончатого ла­биринта, развивается из эктодермы.

Спиральный орган лежит на базальной мембране. Он включает внутренние и наружные волосковые (сенсоэпителиальные) клетки (epitheliocytus sensorius pilosus internus et externus), поддерживающие внутренние и наружные клетки (epitheliocytus sustentans internus et externus) и столбовые внутренние и наружные поддерживающие клетки (epithelio­cytus sustentans pilaris).

Внутренние и наружные столбовые клетки (клетки-столбы) расположены в один ряд и ограничивают внутренний туннель (cuniculus internus), заполненный эндолимфой. туннель является центром спирального органа. Клетки спираль­ного органа, расположенные между туннелем и сосудистой полоской, называются наружными, между туннелем и лим­бом - внутренними.

Внутренние волосковые клетки (epitheliocytus pilosus sensorius internus) располагаются в один ряд, имеют груше­видную форму. Их количество составляет около 3500. За­кругленное основание волосковых клеток лежит на вну­тренних поддерживающих (фаланговых) клетках. Круглые ядра располагаются в базальной части клеток. В цитоплаз­ме имеются органеллы общего значения и актиновые и миозиновые филаменты. На апикальной поверхности внутренних волосковых клеток находится кутикула, от ко­торой отходит около 60 неподвижных ресничек (стереоцилий) длиной 2-5 мкм.

Наружные волосковые клетки (epitheliocytus pilosus sen­sorius externus) располагаются в 3-5 рядов. Их количество со­ставляет 12 000-20 000. Они имеют призматическую форму, их основания лежат на наружных поддерживающих (фалан­говых) клетках. Круглые ядра располагаются в средней части клеток. В цитоплазме имеются рибосомы, ЭПС, митохон­дрии. Апикальная поверхность клеток покрыта кутикулой, от которой отходят неподвижные реснички (волоски), распо­лагающиеся в виде буквы V. На цитолемме волосков имеются холинорецепторные белки и фермент ацетилхолинэстераза. В волосках есть сократительные актиновые и миозиновые филаменты, благодаря которым волоски выпрямляются по­сле их соприкосновения с покровной мембраной.

Внутренние поддерживающие (фаланговые) клетки (epitheliocytus sustentans internus) имеют призматическую форму, своим основанием лежат на базальной мембране, на их апикальной поверхности имеется вырезка (вдавление), в которой располагаются основания внутренних волосковых (сенсорных) клеток. В цитоплазме внутренних фаланговых клеток имеются органеллы общего значения, тонофиламенты, круглое ядро располагается в их центре.

От апикальной поверхности внутренних фаланговых кле­ток отходит лентовидный отросток (фаланга), который отде­ляет внутренние волосковые клетки друг от друга.

(epitheliocytus su­stentans externus) подразделяются на наружные фаланго­вые, наружные пограничные (клетки Дейтерса) и наружные поддерживающие (клетки Клаудиуса).

Наружные фаланговые клетки (epitheliocytus phalangeus externus) имеют призматическую форму, своим базальным концом лежат на базальной мембране, на их апикальной по­верхности имеется вырезка, в которой располагается основа­ние наружной волосковой клетки, их круглые ядра находятся в центральной части клетки. В цитоплазме содержатся органеллы общего значения, тонофиламенты. От апикальной по­верхности отходит длинный отросток (фаланга), отделяю­щий наружные волосковые клетки друг от друга.

Наружные пограничные поддерживающие клетки (sustentocytus limitans externus) имеют призматическую форму, своим базальным концом лежат на базальной мембране. Эти клетки короче наружных фаланговых. На их апикальной по­верхности имеются микроворсинки. Ядра располагаются в центральной части клеток. В цитоплазме кроме органелл общего значения имеются тонофиламенты и включения гли­когена, что свидетельствует об их трофической функции.

Наружные поддерживающие клетки (sustentocytus exter­nus) имеют кубическую форму и переходят в сосудистую полоску.

Столбовые внутренние и наружные клетки (epitheliocy­tus pilaris internus et externus) ограничивают внутренний туннель. Своим широким основанием они лежат на базаль­ной мембране. В их базальном конце располагаются круглые ядра, апикальные концы внутренних столбовых клеток сое­диняются с апикальными концами наружных, в результате чего образуется внутренний туннель треугольной формы.

Покровная мембрана (membrana tectoria) представляет собой соединительнотканную пластинку, состоящую из радиально направленных коллагеновых волокон, погруженных в аморфный матрикс. Внутренний край покровной мембра­ны прикрепляется к спиральному гребешку, наружный - свободно нависает над спиральным органом на всем его про­тяжении (3,5 см). При колебании спирального органа воло­ски (стереоцилии) волосковых клеток прикасаются к покров­ной мембране, что способствует возникновению звукового импульса.

1 - лестница преддверия; 2 – бара-банная лестница; 3- вестибулярная мембрана; 4 - основная мембрана; 5- проток улитки; 6 - покровная (нависающая) мембрана; 7 - кортиев орган; 8 - секреторный эпителий; 9 - спиральная связка; 10 – чувствительные нейроны; 11 -наружные волосковые клетки; 12 - внутренние волосковые клетки; 13 - нервные волокна, подходящие к волосковым клеткам.

Цитофизиология восприятия слуха

Звуковая волна через наружный слуховой проход достигает барабанной перепонки и приводит ее в движение. Колебатель­ные движения от барабанной перепонки через систему косто­чек передаются на овальное окно ->перилимфу вестибулярной лестницы -» к вершине улитки, где имеется переход от вестибу­лярной лестницы в барабанную лестницу (helicatrema) -* перилимфу барабанной лестницы.

Над барабанной лестницей натянута спиральная мем­брана, которая тоже подвергается колебательным движе­ниям. Если звук высокий, спиральная мембрана колеблется у основания улитки, низкий - у ее вершины. Вместе со спи­ральной мембраной колеблется спиральный орган и его волосковые клетки.

Во время колебательных движений холинорецепторы стереоцилий захватывают ацетилхолин, находящийся в эндолимфе перепончатого канала. Это приводит к изменению проницаемости цитолеммы волосковых клеток, и возникает слуховой импульс. В это время ацетилхолинэстераза разру­шает захваченный рецепторами ацетилхолин.

Возникший слуховой импульс от волосковой (сенсоэпителиальной) клетки через синапс передается на дендрит вто­рично чувствующей нервной клетки, тело которой находится в спиральном ганглии. Аксоны биполярных нейронов спи­рального ганглия идут в 2 направлениях: часть - к задним (дорсальным) вестибулокохлеарным ядрам, часть - к перед­ним (вентральным) вестибулокохлеарным ядрам.

Каждый орган человеческого организма проходит определенные этапы, определяющие процесс его формирования. В клинике ЛОР-патологий весомую роль занимают заболевания, связанные с произошедшими нарушениями в ухе, при этом лишь небольшой процент данных болезней связан именно с врожденными нарушениями в их развитии. Наличие полноценных знаний о том, как формируется орган слуха и равновесия, помогает лечащему врачу вовремя диагностировать какие-либо отклонения в структуре слухового аппарата и своевременно выявить врожденную патологию, а при необходимости – назначить необходимое лечение.

Процесс образования внутреннего уха

Рассмотрим гистологию слуха. С помощью преддверно-улиткового органа, который представлен наружным, средним и внутренним ухом, осуществляется восприятие звукового сигнала, а также стимулов вибрации и гравитации. Вследствие этого реализуется один из главных механизмов, связывающих человеческий организм с окружающим миром. Однако формирование данного органа чувств проходит в течение довольно длительного промежутка времени.

Начальное развитие органа слуха и равновесия происходит еще на третьей неделе внутриутробного периода. Именно в это время запускается процесс становления внутреннего уха, в чем активно участвуют плакоды, так называемый парно утолщенный наружный зародышевый лист (эктодерма).

На четвертой неделе материал плакод впячивается в средний зародышевый листок (мезенхиму). В дальнейшем (уже ближе к шестой неделе), во время погружения во внутреннюю среду, и вовсе отсоединяется от эктодермы, в результате чего формируется слуховой пузырь.

Пузырек представляет собой полость, которая содержит вязкую жидкость, получившую название эндолимфа, и находится он рядом с первой жаберной щелью. В ходе гистологического исследования было установлено, что его выстилает многорядный эпителий, который и принимает участие в секреции эндолимфы.

На этом процесс преобразований не заканчивается – статоакустический пузырь проходит деление на два основных отдела:

1. Вестибулярный, который включает эллиптический мешочек (маточка) и полукружные каналы, отвечающие за регуляцию равновесия.
2. Нижний отдел, содержащий сферический мешочек с улитковым каналом.

По мере увеличения размеров улитки, происходит ее отсоединение от мешочка. В течение третьего месяца внутриутробного периода формируются чувствительные рецепторы (ганглии преддверия и улитки).

В завершение образования внутреннего уха происходит процесс окостенения улиткового и полукружных каналов, и осуществляется это на протяжении пятого месяца эмбрионального развития, а к восьмому уже окончательно образуются костные каналы.

Уже при рождении ребенка все элементы внутреннего уха оказываются сформированными.

Развитие среднего уха

Представлен этот отдел слухового анализатора барабанной полостью, слуховыми косточками (молоточком, наковальней и стремечком) и слуховой трубой. Процесс их формирования происходит смежно с формированием внутреннего отдела. Уже к концу первого месяца эмбрионального развития являются сформированными барабанная полость и слуховая труба, которые развиваются из 1-го глоточного кармана. На восьмой недели происходит их разграничение.

Слуховая труба на момент рождения остается короткой, ее рост на протяжении первого года жизни протекает медленно, но ко второму году значительно ускоряется и достигает полного становления к пяти годам. Она является ответственной за качество проведения звука, поскольку именно с ее помощью осуществляется выравнивание давления в среднем отделе уха.

Слуховые косточки, в свою очередь, формируются из 1-й и 2-й жаберных дуг: первая жаберная дуга образует головку молоточка и тело наковальни, а вторая - приводит к формированию отростка наковальни, рукояти молоточка и ножки стремечка.

Оставшаяся часть стремечка (его основание) образуется на шестой неделе из капсулы лабиринта. На протяжении длительного времени все элементы среднего уха состоят из хрящевой ткани. Их окостенение начинается в последнюю неделю третьего месяца эмбрионального периода, а полностью завершается лишь на момент рождения.

Значительно раньше, примерно к восьми месяцам внутриутробного развития, формируется мышечный аппарат в барабанной полости. Образование одной из важных особенностей в структуре височной кости, а именно ее пневматизации, начинается с момента формирования барабанной полости и слуховой трубы, а полностью заканчиваются к трем-пяти годам.

Именно в ходе развития элементов среднего уха чаще всего могут наблюдаться отклонения от нормы в виде врожденных аномалий.

Так, например, слуховые косточки могут полностью сращиваться или, наоборот, связь между ними отсутствует, или же к положенному времени они остаются недоразвитыми. Редко встречаются аномалии со стороны мускулатуры барабанной полости и строения слуховой трубы.

Формирование наружного уха

Представлено наружное ухо ушной раковиной, наружным слуховым проходом и барабанной перепонкой. Процесс образования этих элементов запускается с двух месяцев внутриутробного развития. Они начинают развиваться из 1-й жаберной щели и формируются, как правило, одновременно. В результате образуются уплощенная, покрытая тонким слоем кожи ушная раковина, которая состоит из мягкой хрящевой ткани.

Наружный слуховой проход на момент рождения остается узким и удлиненным. Он также состоит из хрящевой ткани, кроме места расположения барабанного кольца. Его окостенение происходит лишь после рождения и завершается лишь к году – полтора.

Процесс формирования важен, поскольку именно здесь расположены железы, секретирующие ушную серу, которая владеет бактерицидным действием. Размеры барабанной перепонки при рождении несколько меньше, чем у взрослого человека, а вот угол наклона выражен сильнее.

Помимо того, что при помощи перепонки происходит отграничение друг от друга среднего и наружного уха, она также проводит колебания звука во внутреннее ухо и защищает барабанную полость от проникновения чужеродных предметов. Среди аномалий наружного отдела уха, чаще всего встречаются нарушения со стороны слухового прохода, заключающиеся в отставании процесса ее развития, в результате чего совместно с этим может нарушаться и структура барабанной перепонки.

Орган слуха и равновесия проходит длительный и сложный процесс развития, а поскольку возможны случаи нарушений в механизме его формирования, наблюдаются разнообразные аномалии.

Для своевременного их выявления, еще в раннем детском возрасте рекомендуется пройти необходимые исследования. Грамотно назначить и интерпретировать результаты диагностических методов может только опытный специалист.

Чувство равновесия присуще не только всем позвоночным животным, но и очень многим беспозвоночным. Орган этого чувства в основном состоит из специфических чувствительных клеток, снабжённых упругими волосками, и известковых камешков-статолитов, которые своей массой давят на чувствительные волоски, в силу чего животное и определяет своё положение в пространстве. Органы равновесия (статические) редко располагаются на поверхности тела в виде ямок; чаще они представляют пузырьки-статоцисты, на стенках которых разбросаны чувствительные клетки, а статолиты находятся в полости пузырька и, перемещаясь при изменениях положения тела в пространстве, раздражают различные группы чувствительных клеток.
У хордовых, за исключением ланцетника, статолиты помещаются в парных статоцистах, представляющих сложные лабиринты. У наземных животных органы равновесия соединяются с органами слуха в единый статоакустический орган.