Слуховая система относительно проста по сравнению с другими органами чувств. Это связано с тем, что процесс преобразования звуковых колебаний в нервные импульсы носит линейный характер. Звук передается от уха к слуховому нерву, а от него к мозгу посредством цепочки внутренних структур, одна из которых носит название овальное окно.
Характеристика
Улавливание вибраций живым существом требует наличия у него дифференцированных рецепторов. В случае звуковых колебаний такие рецепторы расположены во внутреннем ухе, и их запуск требует предварительного вибрационного стимула, который осуществляется во внешнем и среднем ухе.
Звуковые волны, входящие в ушную раковину, проходят через слуховой проход длиной ≈2,5 см и толщиной ≈7 мм к тонкой мембране. Это барабанная перепонка, отделяющая внешнее ухо от среднего. В её полости находятся 3 слуховые косточки: молоток, наковальня и стремечко. Кость, формой похожая на молоток, упирается рукоятью в барабанную перепонку. Головка молотка управляет наковальней, которая передает движение стремечку, а оно опирается своей подножной пластиной на овальное окно.
Овальное окно в ухе – это покрытое мембраной отверстие, соединяющее среднюю часть слухового аппарата с внутренней частью уха. Звуковые волны вызывают вибрацию барабанной перепонки, и косточки передают колебания овальному окну, что приводит к движению жидкости внутри улитки и активирует рецепторы слуха.
Функции и свойства
Средняя часть уха расположена между наружной и внутренней частью органа, Она необходима для плавного перехода входящего звукового потока к структурному звуку. Функция наружного уха – улавливать звуковые колебания и направлять их к внутренним частям. В этом процессе некоторые из поступивших звуковых частот увеличиваются, а другие уменьшаются.
Если звук будет переходить сразу из наружного прохода в жидкость (перилимфу и эндолимфу), находящуюся во внутреннем ухе, то возникнут большие потери при отражении звуковой волны, поскольку сопротивление акустической волны водной среде на несколько порядков выше, чем сопротивление воздуха. Поэтому необходимо адаптировать акустические сопротивления, что и происходит в пределах срединной части ушного аппарата.
Среднее ухо передает движение звуковой волны, исходящей от барабанной перепонки на внутреннее ухо. Происходит увеличение давления на соединительную ткань овального окна, которое передается через стремечко. В итоге звуковая волна давит на улитку. Когда волны передаются от барабанной перепонки к овальному окну, среднее ухо функционирует как акустический преобразователь, усиливая звуковые волны до того, как они достигнут внутренней части слухового аппарата.
Давление звуковых волн в овальном окне примерно в 20 раз выше, чем в барабанной перепонке. Оно увеличивается из-за разницы в размерах между относительно большой поверхностью барабанной перепонки и маленькой поверхностью овального окна. Тот же принцип действует, когда на ногу наступает человек в туфлях на шпильках. Маленькая поверхность вызывает гораздо больше боли, чем плоская обувь с большой площадью поверхности.
Когда колебания слуховых костей передаются на перилимфу, находящуюся во внутреннем ухе, потери звукопоглощения почти не происходит. Барабанная перепонка и слуховая косточка увеличивают звуковое давление, поскольку оно передается с большой площади (барабанная перепонка) на небольшую область (овальное окно) в соотношении 17: 1.
Вместе с рычагом звукопроводящей цепи (молоток, наковальня, стремечко) давление на овальное окно, выстланное мембраной, увеличивается в 22 раза. Дальнейшая передача колебаний давления происходит от стремечка к практически несжимаемой перилимфе, которая совершает вынужденные колебания. Оттуда звук проходит через слуховой нерв в мозг, который его обрабатывает.
Овальное окно в ухе при чрезмерном звуковом давлении может травмироваться и тогда его мембрана нарушится. Жидкость внутренней части (перилимфа) просочится в среднее ухо, образуя перилимфальный свищ. Переливание жидкости приводит к повреждению органа слуха, а иногда вестибулярного аппарата.
Анатомия и строение
Средний отдел – это заполненная воздухом полость, которая сообщается с воздушными клетками сосцевидного отростка височной кости и антральным отделом сосцевидного отростка посредством адитуса (узкого перешейка). Евстахиева труба, шириной около 1 мм и длиной 35 мм, соединяет среднее ухо с носоглоткой, и ее функция заключается в том, чтобы уравновешивать давление среднего уха с давлением атмосферы. Структуры барабанной полости покрывает слизистая оболочка.
Эпитимпанальное углубление (выемка, расположенная вверху среднего уха) содержит головку молоточка, тело и короткую ножку наковальни. Молоток представляет собой голову и шею. Наковальня состоит из тела, короткой и длинной ножки. Стремя представляет собой головку, передние и задние ножки, а также основание или пластину ступни, которая прикрепляется кольцевой связкой к краю овального окна. Они удерживаются на месте и передвигаются за счёт суставов, мышц и связок, помогающих передавать звук.
Косточки среднего уха усиливают звуковые волны и отправляют их в улитку. Это структура в форме спирали, каналы которой заполнены жидкостью. Расположена во внутреннем ухе. Верхняя и нижняя части улитки разделены эластичной «базилярной» мембраной, которая служит основанием или первым этажом, на котором располагаются ключевые структуры слуха.
Входящие звуковые волны заставляют жидкость внутри улитки колебаться. Под воздействием воздушного движения вдоль базилярной мембраны формируется бегущая волна. Вместе с волной, вверх и вниз, перемещаются волосковые клетки, которые находятся на мембране.
Щетинистые волоски клеток сталкиваются с вышележащей мембраной, в результате чего щетинки наклоняются в одну сторону и открывают пористые каналы. Затем появляются определенные химические вещества, создавая электрический сигнал, который по слуховым нервам передается в мозг. Конечный результат этих манипуляций — узнаваемый звук.
Волосковые клетки (рецепторы слуховой системы) у основания улитки улавливают высокочастотные звуки, такие как звонок мобильного телефона. Те, что находятся ближе к середине, улавливают более низкие звуки, например, лай большой собаки.
В ухе за стремечком, находятся 2 маленьких отверстия, посредством которых костная улитка соединяется с барабанной полостью. Это овальное и круглое окно. С помощью первого улитка сообщается с полостью среднего уха. Оно закрыто подножной пластинкой стремечка. Круглое окно обеспечивает выход звуковых колебаний.
Кровоснабжение средней части ушного аппарата происходит в основном от верхнечелюстного отдела наружной сонной артерии, которая дополняется ветвями внутренней сонной артерии. Глубокая ушная артерия обеспечивает кровью барабанную полость, а также снабжает внешнюю сторону барабанной перепонки.
Среднее ухо иннервируется ушно-височным (V черепной) и барабанным (IX) нервными окончаниями и ушной ветвью блуждающего нерва.
Возможные заболевания и патологии
Нарушение слуха — это не заболевание уха, а следствие, которое всегда необходимо уточнить у ЛОР-врача.
Нарушения делятся на 3 основных типа:
| Кондуктивная тугоухость | Звуковые волны достигают внутреннего уха меньше или совсем не достигают. Причиной может быть порок развития или закупорка слухового прохода. Кондуктивная потеря слуха в среднем ухе часто является результатом инфекции. Пострадавшие гораздо тише воспринимают повседневные шумы и слышат как «сквозь вату». |
| Нейросенсорная тугоухость | Чаще всего поражает внутреннее ухо. Звуковые волны передаются от барабанной перепонки и косточек к внутреннему уху, но не обрабатываются должным образом и не поступают волосковым клеткам. Если причиной повреждения является продолжительное воздействие шума, говорят о потере слуха, вызванной шумом. |
| Потеря слуха у пожилых людей (пресбиакузис) | Наиболее распространенная форма нейросенсорной тугоухости. Она возникает как следствие естественных процессов дегенерации тела в пожилом возрасте. |
Аномалии окна — это дефекты целостности костной структуры внутреннего уха, которые приводят к потере слуха. Нормальная звукопроводимость передается через овальные и круглые окна, которые служат контактами между воздухом в среднем ухе и жидкостными пространствами внутреннего уха. Различные условия могут увеличить костные каналы или создать дополнительные дефекты в костном лабиринте. Все нарушения среднего уха приводит к слуховым расстройствам.
Отосклероз
Из-за затвердевания и новых образований костей на стремени, молотке и наковальне косточки больше не могут адекватно передавать звук. Последствиями являются потеря слуха и, возможно, шум в ушах. Причины до конца не изучены, но, по мнению врачей, есть связи с вирусными инфекциями, нарушенными аутоиммунными процессами и наследственной предрасположенностью.
Для заболевания характерно аномальный рост костей в области среднего уха. Обычно расстройство поражает стремечко, кость в районе овального окна. Именно в этом окне опорная пластина стремени входит в контакт с жидкостями внутреннего уха и действует как поршень, проводя звуковую энергию от барабанной перепонки в лабиринты внутренней части, окруженные перилимфой.
При отосклерозе постепенное нарастание новой губчатой костной ткани вокруг стремени приваривает его к стенке и обездвиживает, предотвращая вибрации, и не позволяя звуковым волнам проходить через ухо. Результат приводит к потере слуха. На поздних стадиях болезни, когда отосклероз прогрессирует и поражает структуры улитки, развивается нейросенсорная тугоухость, поражающая внутреннее ухо. Она часто развивается в сочетании с кондуктивной тугоухостью.
Процесс приводит к прогрессирующей потери слуха, потому что способность косточки вибрировать становится все более ограниченной.
Клинические признаки болезни:
- Медленно развивающаяся потеря слуха.
- Поражение второго уха у 70% пациентов по мере прогрессирования заболевания.
- Тиннитус.
- Незначительное головокружение.
- Тихая речь.
- Развивается симптом Шварце: появляется красно-синее пятно в слуховом проходе, видимое через барабанную перепонку.
Считается, что многие случаи отосклероза передаются по наследству. Наибольшему риску подвержены женщины среднего возраста.
Гиперакузия
Гиперакузия — это относительно редкое нарушение слуха, основной симптом которого заключается в усилении повседневных звуков. Хотя гиперакузия не опасна, она может усложнить жизнь, обострить социальные отношения, затруднить работу и добавить ненужного стресса.
В том случае, когда стременная косточка парализована, происходит неправильное восприятие звуков. Слабые волны воспринимаются как чрезмерно интенсивные. Пластина ступни стремечка отдаляется от овального окна, что приводит к невозможности уменьшения вибрации, поэтому в ухе слышен постоянный шум.
Врожденное отсутствие овального окна
Овальное окно в ухе может отсутствовать вследствие врожденного дефекта. Редкий эмбриологический дефект характеризуется проявлениями кондуктивной тугоухости, начиная с рождения, или развивается в раннем детстве.
У большинства детей с кондуктивной тугоухостью диагностируется в итоге приобретенный средний отит или выпот в среднем ухе. Отсутствие овального окна является необычным явлением и может быть связано с аномалией горизонтальной части канала лицевого нерва. Врожденное отсутствие овального окна диагностируется на компьютерной томографии.
Тимпаносклероз
Это состояние, при котором поражается среднее ухо, в результате чего барабанная перепонка становится ярко-белой. Белизна возникает из-за отложений кальция. Кроме перепонки, могут поражаться овальное, круглое окно и косточки.
Самый частый симптом тимпаносклероза — кондуктивная потеря слуха. Единственное лечение — это операция по восстановлению барабанной перепонки и других вовлеченных структур среднего уха. Кальцинирование способствует обездвижению стремечка, без действия которого невозможно создать звук. В этих случаях выполняется пластика или протезирование стремени. Если лечение было произведено поздно, то слуховые аппараты — одно из самых эффективных решений для восстановления слуха.
Перилимфатическая фистула
Овальное окно в ухе может не функционировать по причине дефекта улиткового лабиринта, когда нарушается соотношение перелимфы в улитке, и вследствие этого развивается свищ. Чаще всего фистула возникает после черепно-мозговой травмы, баротравмы, ятрогенных повреждений. Внутренний свищ барабанной перепонки нарушает нормальную гемодинамику внутреннего уха. Это приводит к вестибулярным и слуховым расстройствам.
Симптомы перилимфического свища включают головокружение, дисбаланс, тошноту и рвоту. Некоторые люди испытывают звон (тиннитус) и ощущение заложенности в ушах, а многие замечают кратковременную потерю слуха. Симптомы ухудшаются при изменении высоты (лифт, самолет или путешествия по горам), погодных условий и физических нагрузках.
Если фистула имеет маленький размер, то это состояние лечится консервативно с помощью постельного режима в положении сидя. Следует избегать напряжения, чихания, сморкания, сексуальной активности, громких звуков, чтобы предотвратить волны давления во внутреннем ухе. Свищ в районе округлого окна часто заживает в течение недели или двух при таком режиме.
Среднего размера свищ поддается консервативному лечению, но если диаметр фистулы достигает размера более 2 мм, а потеря слуха прогрессирует или сохраняются другие признаки, может потребоваться хирургическое вмешательство.
Осложнения острого среднего отита
Воспаление полости среднего уха приводит нередко к поражению лицевого нерва и лабиринта. Это связано с различными причинами. Различают гематогенные, менингогенные, травматические и тимпаногенные лабиринтиты. Последние развиваются как осложнения острой и хронической формы средних отитов. При острых отитах происходит изменение проницаемости кольцевидной связки овального окна, мембраны круглого окна, вследствие чего во внутреннее ухо проникают бактериальные токсины.
Баротравма внутреннего уха
Неисправность аппарата создает в среднем ухе отрицательное давление во время погружения под воду. В качестве компенсации барабанная перепонка выпячивается внутрь и отклоняет овальное окно к внутреннему уху через цепочку слуховых косточек. Если ныряльщик пытается принудительно уравнять давление, то оно увеличивается во внутренней части через каналы улитки.
Это увеличение давления в сочетании с отклонением структур внутреннего уха из-за изогнутой внутрь барабанной перепонки может привести к разрыву мембраны круглого окна. Перилимфа будет перетекать из внутренней части в среднюю, и питание структур внутреннего уха нарушится или приостановится.
При нарушении функции в среднем ухе может возникнуть избыточное давление, что приведет к выпячиванию барабанной перепонки в слуховой проход. Овальное окно может быть выгнуто наружу, а мембрана круглого окна внутрь с помощью слуховых косточек. В случае внезапного выравнивания давления может произойти механическое повреждение внутреннего уха или повреждение мембраны круглого окна.
Существуют разные варианты терапии:
- Кортизонотерапия.
- При необходимости операция с герметизацией мембраны круглого окна.
- Тренировка вестибулярного аппарата.
Заглушка овального или круглого окна — это стабилизирующая процедура, которая иногда используется для восстановления перилимфальных свищей, чтобы остановить утечку жидкости. Операция на среднем ухе проводится с помощью трансканального эндоскопического доступа. Отверстия в овальном или круглом окне закрываются тканью, взятой из внешней части органа или за ухом, чтобы перилимфическая жидкость не просачивалась через свищи.
Эта операция требует длительного послеоперационного периода, последующего ограничения активности, для гарантии успешности трансплантата. Возможные неблагоприятные исходы включают потенциальную потерю слуха и ухудшение симптомов.
Невозможно точно определить, когда произойдет нарушение слуха — обычно распознается это только тогда, когда бывает слишком поздно. Потеря слуха возникает, когда постоянный шум повреждает внутреннее ухо, его структуры: косточки, овальное окно, мембраны.
Во многих случаях болезнь развивается постепенно. Поэтому рекомендуется регулярно проходить проверку. Это позволит распознать первые настораживающие признаки и начать соответствующее лечение. Ослабленный слух, тугоухость ухудшают качество жизни, влияют на отношения между людьми, могут привести к проблемам со здоровьем, таким как слабоумие, сердечно-сосудистые заболевания и депрессия.
Автор: Беляева Анна
Видео о строении уха
Анатомия и физиология органа слуха: