Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Орган Корти
Улитка-crosssection.svg
Поперечный разрез улитки, иллюстрирующий кортиев орган.
Подробности
ЧастьУлитка из внутреннего уха
Идентификаторы
латинскийOrganum spirale
MeSHD009925
НейроЛекс IDbirnlex_2526
TA98A15.3.03.121
TA27035
FMA75715
Анатомическая терминология

Орган Корти , или спирального органа , представляет собой рецептор орган для слуха и находится в млекопитающих улитки . Эта очень разнообразная полоса эпителиальных клеток позволяет преобразовывать слуховые сигналы в потенциал действия нервных импульсов . [1] Трансдукция происходит за счет вибрации структур во внутреннем ухе, вызывая смещение улитковой жидкости и движение волосковых клеток в кортиевом органе для выработки электрохимических сигналов. [2]

Итальянский анатом Альфонсо Джакомо Гаспаре Корти (1822–1876) открыл орган Корти в 1851 году. [3] Структура произошла от базилярного сосочка и имеет решающее значение для механотрансдукции у млекопитающих.

Структура [ править ]

Поперечный разрез спирального органа Кортиева при большем увеличении, показывающий положение волосковых клеток на базальной мембране.

Орган Corti расположен в SCALA СМИ в улитке от внутреннего уха между вестибулярным каналом и барабанным каналом и состоит из механосенсорных клеток, известных как волосковые клетки . [2] На базилярной мембране кортиева органа стратегически расположены три ряда внешних волосковых клеток (OHC) и один ряд внутренних волосковых клеток (IHC). [4] Эти волосковые клетки окружают поддерживающие клетки: клетки Дейтерса , также называемые фаланговыми клетками., которые имеют тесную связь с OHC, и опорными клетками, которые разделяют и поддерживают как OHC, так и IHC. [4]

От верхушек волосковых клеток выступают крошечные пальчиковые выступы, называемые стереоцилиями , которые расположены ступенчато с самыми короткими стереоцилиями на внешних рядах и самыми длинными в центре. Эта градация считается наиболее важной анатомической особенностью кортиевого органа, поскольку она позволяет сенсорным клеткам лучше настраиваться. [5]

Если бы улитка была развернута, она бы развернулась, чтобы иметь длину около 33 мм у женщин и 34 мм у мужчин, со стандартным отклонением около 2,28 мм для популяции. [6] Улитка также тонотопически организована, что означает, что звуковые волны разных частот взаимодействуют с разными участками структуры. Основание улитки, ближайшее к внешнему уху, наиболее жесткое и узкое, и именно здесь передаются высокочастотные звуки. Вершина или вершина улитки шире, более гибкая и рыхлая и функционирует как место передачи низкочастотных звуков. [7]

Функция [ править ]

Изображение, показывающее внешнее ухо , среднее ухо и внутреннее ухо , а также то, как звук проходит через внешнее ухо, к косточкам среднего уха, через внутреннее ухо и улитку, где находится кортиевый орган.

Функция кортиевого органа - преобразовывать ( преобразовывать ) звуки в электрические сигналы, которые могут передаваться в ствол мозга через слуховой нерв. [2] Именно ушная раковина и среднее ухо действуют как механические преобразователи и усилители, так что звуковые волны в конечном итоге имеют амплитуду в 22 раза большую, чем когда они попали в ухо.

Слуховая трансдукция [ править ]

При нормальном слухе большинство слуховых сигналов, которые достигают кортиевого органа, в первую очередь исходят от внешнего уха. Звуковые волны проходят через слуховой проход и вызывают вибрацию барабанной перепонки , также известной как барабанная перепонка, которая вызывает вибрацию трех маленьких костей, называемых косточками . В результате прикрепленное овальное окно перемещается и вызывает движение круглого окна , что приводит к вытеснению улитковой жидкости. [8]Однако стимуляция может происходить также посредством прямой вибрации улитки от черепа. Последнее называется слушанием с костной проводимостью (или BC), как дополнение к первому из описанных, которое вместо этого называется слушанием с воздушной проводимостью (или AC). И AC, и BC одинаково стимулируют базилярную мембрану (Békésy, Gv, Experiments in Hearing. 1960).

Базилярная мембрана барабанного протока давит на волосковые клетки органа по мере прохождения перилимфатических волн давления. Стереоцилии на вершине IHC движутся с этим перемещением жидкости, и в ответ на их катионные или положительные ионоселективные каналы открываются кадгериновые структуры, называемые концевыми звеньями, которые соединяют соседние стереоцилии. [9] Кортиев орган, окруженный богатой калием жидкой эндолимфой , лежит на базилярной мембране у основания средней лестницы . Под кортиевым органом находится барабанная лестница, а над ней - вестибульная лестница.. Обе структуры существуют в жидкости с низким содержанием калия, называемой перилимфой . [8] Поскольку эти стереоцилии находятся в среде с высокой концентрацией калия, как только их катионные каналы открываются, ионы калия, а также ионы кальция попадают в верхнюю часть волосковой клетки. С этим притоком положительных ионов IHC становится деполяризованным , открывая потенциалзависимые кальциевые каналы в базолатеральной области волосковых клеток и вызывая высвобождение глутамата нейромедиатора . Затем через слуховой нерв в слуховую кору головного мозга передается электрический сигнал в виде нейронного сообщения.

Кохлеарное усиление [ править ]

Дополнительная информация: Кохлеарный усилитель

Кортиев орган также способен модулировать слуховой сигнал. [7] Наружные волосковые клетки (OHC) могут усиливать сигнал посредством процесса, называемого электромобильностью, где они увеличивают движение базилярной и текториальной мембран и, следовательно, увеличивают отклонение стереоцилий в IHC. [8] [10] [11]

Важнейшей частью этого кохлеарного усиления является моторный белок пресин , который меняет форму в зависимости от потенциала напряжения внутри волосковой клетки. Когда клетка деполяризуется, prestin укорачивается, и, поскольку он расположен на мембране OHC, он затем тянет базилярную мембрану и увеличивает степень отклонения мембраны, создавая более интенсивный эффект на внутренние волосковые клетки (IHC). Когда клетка гиперполяризуется, престин удлиняется и снижает напряжение на IHC, что снижает нервные импульсы к мозгу. Таким образом, волосковая клетка может изменять слуховой сигнал еще до того, как он достигнет мозга.

Развитие [ править ]

Кортиев орган, расположенный между барабанной лестницей и средней лестницей , развивается после образования и роста протока улитки . [7] Внутренние и внешние волосковые клетки затем дифференцируются в соответствующие положения, после чего происходит организация поддерживающих клеток. Топология поддерживающих клеток соответствует реальным механическим свойствам, которые необходимы для узкоспециализированных движений, вызываемых звуком в кортиевом органе. [7]

Развитие и рост органа Корти зависят от специфических генов, многие из которых были определены в предыдущем исследовании ( SOX2 , GATA3 , Eya1 , FOXG1 , ВМР - 4 , RAC1 , и более), [7] , чтобы пройти такую дифференциацию. В частности, рост улиткового протока и образование волосковых клеток в кортиевом органе.

Мутации в генах, экспрессируемых в кортиевом органе или рядом с ним, перед дифференцировкой волосковых клеток приведут к нарушению дифференцировки и потенциальной неисправности кортиевого органа.

Клиническое значение [ править ]

Потеря слуха [ править ]

Основная статья: Нарушение слуха

Кортиев орган может быть поврежден из-за чрезмерного уровня звука, что приведет к нарушению его работы . [12]

Наиболее распространенный вид нарушения слуха, нейросенсорная тугоухость , включает в себя снижение функции кортиевого органа. В частности, активная функция усиления внешних волосковых клеток очень чувствительна к повреждению в результате воздействия травмы из-за слишком громких звуков или определенных ототоксичных препаратов. Как только внешние волосковые клетки повреждены, они не регенерируют, и в результате происходит потеря чувствительности и аномально большой рост громкости (известный как набор ) в той части спектра, которую обслуживают поврежденные клетки. [13]

Хотя потеря слуха у млекопитающих всегда считалась необратимой, рыбы и птицы обычно восстанавливают такие повреждения. Исследование 2013 года показало, что использование определенных лекарств может реактивировать гены, обычно экспрессируемые только во время развития волосковых клеток. Исследование проводилось в Гарвардской медицинской школе , Массачусетском отделении глаз и ушей и в Медицинской школе Университета Кейо в Японии. [14]

Дополнительные изображения [ править ]

  • Поперечный разрез протока улитки плода кошки.

  • Схематический продольный разрез улитки

  • Пол ductus cochlearis

  • Лимбус ламинат спиральный и мембрана базилярная

  • Разрез спирального органа Кортиева (увеличено)

Заметки [ править ]

  1. ^ Hudspeth, А (2014). «Объединение активного процесса волосковых клеток с функцией улитки». Обзоры природы Неврология . 15 (9): 600–614. DOI : 10.1038 / nrn3786 . PMID  25096182 . S2CID  3716179 .
  2. ^ a b c Ухо Пуйоль, Р., Ирвинг, С., 2013
  3. ^ Betlejewski, S (2008). «Наука и жизнь - история маркиза Альфонсо Корти». Otolaryngologia Polska . 62 (3): 344–347. DOI : 10.1016 / S0030-6657 (08) 70268-3 . PMID 18652163 . 
  4. ^ а б Мальгрейндж, В; Van de Water, TR; Nguyen, L; Moonen, G; Лефевр, ПП (2002). «Поддерживающие эпителиальные клетки могут дифференцироваться в наружные волосковые клетки и клетки Дейтерса в культивируемом кортиевом органе». Клеточные и молекулярные науки о жизни . 59 (10): 1744–1757. DOI : 10.1007 / pl00012502 . PMID 12475185 . S2CID 2962483 .  
  5. ^ Лим, D (1986). «Функциональное строение кортиева органа: обзор». Слуховые исследования . 22 (1–3): 117–146. DOI : 10.1016 / 0378-5955 (86) 90089-4 . PMID 3525482 . S2CID 4764624 .  
  6. Перейти ↑ Miller, JD (2007). «Половые различия в длине кортиева органа у человека». Журнал акустического общества Америки . 121 (4): EL151-5. Bibcode : 2007ASAJ..121L.151M . DOI : 10.1121 / 1.2710746 . PMID 17471760 . 
  7. ^ а б в г д Фрицш, Б; Джахан, я; Пан, N; Керс, Дж; Дункан, Дж; Копецкий, Б (2012). «Раскрытие молекулярных основ развития кортиева органа: где мы сейчас?» . Слуховые исследования . 276 (1-2): 16-26. DOI : 10.1016 / j.heares.2011.01.007 . PMC 3097286 . PMID 21256948 .  
  8. ^ a b c Николс, JG; Мартин, штат Арканзас; Fuchs, PA; Браун, DA; Diamond, ME; Вейсблат Д.А. (2012). От нейрона к мозгу, 5-е издание . Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc., стр. 456–459. ISBN 978-0-87893-609-0.
  9. ^ Мюллер, Ульрих; Гиллеспи, Питер Дж .; Уильямс, Дэвид С .; Рейнольдс, Анна; Дюмон, Рэйчел А .; Лилло, Консепсьон; Сименс, янв (апрель 2004 г.). «Кадгерин 23 является компонентом концевого звена стереоцилий волосковых клеток». Природа . 428 (6986): 950–955. Bibcode : 2004Natur.428..950S . DOI : 10,1038 / природа02483 . ISSN 1476-4687 . PMID 15057245 . S2CID 3506274 .   
  10. ^ Эшмор, Джонатан Феликс (1987). «Быстрый подвижный ответ в наружных волосковых клетках морских свинок: клеточная основа кохлеарного усилителя» . Журнал физиологии . 388 (1): 323–347. DOI : 10.1113 / jphysiol.1987.sp016617 . ISSN 1469-7793 . PMC 1192551 . PMID 3656195 .   
  11. ^ Эшмор, Джонатан (2008). «Подвижность наружных волосковых клеток улитки» . Физиологические обзоры . 88 (1): 173–210. DOI : 10.1152 / Physrev.00044.2006 . ISSN 0031-9333 . PMID 18195086 . S2CID 17722638 .   
  12. ^ Лим, Дэвид Дж. (Март 1986). «Эффекты шума и ототоксических препаратов на клеточном уровне в улитке: обзор». Американский журнал отоларингологии . 7 (2): 73–99. DOI : 10.1016 / S0196-0709 (86) 80037-0 . PMID 3515985 . 
  13. ^ Роберт А. Доби (2001). Медико-правовая оценка потери слуха . Томсон Делмар Обучение. ISBN 0-7693-0052-9.
  14. ^ «Волосковые клетки улитки - за гранью тарелки» . wordpress.com .

Ссылки [ править ]

  • Корти А (1851 г.). "Recherches sur l'organe de l'ouïe des mammiferes". Zeitschrift für Wissenschaftliche Zoologie . 3 : 106–169.
  • Фритч Б., Джахан И., Пан Н., Керсиго Дж., Дункан Дж., Копецки Б. (2012). «Раскрытие молекулярных основ развития кортиева органа: где мы сейчас?» . Слуховые исследования . 276 (1-2): 16-26. DOI : 10.1016 / j.heares.2011.01.007 . PMC  3097286 . PMID  21256948 .

История. (nd).

  • Хадспет А (2014). «Объединение активного процесса волосковых клеток с функцией улитки». Обзоры природы Неврология . 15 (9): 600–614. DOI : 10.1038 / nrn3786 . PMID  25096182 . S2CID  3716179 .
  • Лим Д. (1986). «Функциональное строение кортиева органа: обзор». Слуховые исследования . 22 (1–3): 117–146. DOI : 10.1016 / 0378-5955 (86) 90089-4 . PMID  3525482 . S2CID  4764624 .
  • Мальгранж Б., Тири М., Ван де Уотер Т. Р., Нгуен Л., Мунен Г., Лефевр П. П. (2002). «Поддерживающие эпителиальные клетки могут дифференцироваться в наружные волосковые клетки и клетки Дейтерса в культивируемом кортиевом органе». Клеточные и молекулярные науки о жизни . 59 (10): 1744–1757. DOI : 10.1007 / PL00012502 . PMID  12475185 . S2CID  2962483 .
  • Николлс, Дж. Г., Мартин, А. Р., Фукс, Пенсильвания, Браун, Д. А., Даймонд, штат Мэн, и Вайсблат, Д. А. (2012). От нейрона к мозгу (5-е изд., Стр. 456–459). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc.
  • Причард У. "О кортиевом органе у млекопитающих". 2 марта 1876 г., Proceedings of the Royal Society of London , volume 24, pp. 346–52 OCLC 1778190 
  • Пуйоль, Р., и Ирвинг, С. (2013). Ухо.

Внешние ссылки [ править ]

  • Вскрытие молекулярных основ развития кортиева органа PMC  3097286
  • Орган Корти 3D анимация
  • http://lobe.ibme.utoronto.ca/presentations/OHC_Electromotility/sld005.htm Диаграмма в Университете Торонто
  • http://mayoresearch.mayo.edu/mayo/research/ent_research/images/image02.gif Диаграмма в Mayo
  • http://www.iurc.montp.inserm.fr/cric51/audition/english/corti/fcorti.htm в Университете Монпелье 1