Орган Корти - Organ of Corti

Орган Корти
Улитка-crosssection.svg
Поперечное сечение улитки, иллюстрирующее кортиев орган
Подробности
ЧастьУлитка из внутреннее ухо
Идентификаторы
латинскийOrganum spirale
MeSHD009925
НейроЛекс Я БЫbirnlex_2526
TA98A15.3.03.121
TA27035
FMA75715
Анатомическая терминология

В орган Корти, или же спиральный орган, является рецепторным органом слуха и расположен у млекопитающих улитка. Эта очень разнообразная полоса эпителиальные клетки позволяет преобразовывать слуховые сигналы в нервные импульсы. потенциал действия.[1] Передача происходит посредством вибрации структур внутреннего уха, вызывающих смещение улитковой жидкости и движение волосковые клетки в кортиевом органе для получения электрохимических сигналов.[2]

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

Структура

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

Орган Корти расположен в scala media из улитка из внутреннее ухо между вестибулярный проток и барабанный проток и состоит из механосенсорных клеток, известных как волосковые клетки.[2] Стратегически расположен на базилярная мембрана Кортиева органа - три ряда внешние волосковые клетки (OHCs) и один ряд внутренние волосковые клетки (IHC).[4] Эти волосковые клетки разделяют опорные клетки: Клетки Дейтерса, также называемый фаланговые клетки, которые разделяют и поддерживают как OHC, так и IHC.[4]

Из верхушек волосковых клеток выступают крошечные пальцы, похожие на выступы, называемые стереоцилии, которые расположены ступенчато, причем самые короткие стереоцилии находятся на внешних рядах, а самые длинные - в центре. Эта градация считается наиболее важной анатомической особенностью кортиевого органа, потому что это позволяет сенсорным клеткам превосходно настраиваться.[5]

Если бы улитка была развернута, она была бы длиной 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 различной частоты 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, гораздо более гибкая и рыхлая и функционирует как место передачи низкочастотных звуков.[7]

Функция

Изображение, показывающее наружное ухо, среднее ухо, и внутреннее ухо, и как звук проходит через внешнее ухо к косточки от среднего уха до внутреннего уха и улитки, где расположен кортиев орган.

Функция кортиева органа - изменять (преобразовывать ) слуховых сигналов и минимизируют извлечение звуковой энергии волосковыми клетками.[2] Это ушная раковина и среднее ухо которые действуют как механические преобразователи и усилители, так что звуковые волны в конечном итоге имеют амплитуду в 22 раза большую, чем когда они попадают в ухо.

Слуховая трансдукция

При нормальном слухе большинство слуховых сигналов, которые достигают кортиевого органа, исходят в первую очередь из внешнего уха. Звуковые волны войти через слуховой канал и вибрировать барабанная перепонка, также известная как барабанная перепонка, которая вызывает вибрацию трех маленьких костей, называемых косточки. В результате прикрепленный овальное окно движется и вызывает движение круглое окно, 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, G.v., Experiments in Hearing. 1960).

Базилярная мембрана барабанного протока давит на волосковые клетки органа как перилимфатический волны давления проходят. Стереоцилии на вершине IHC движутся с этим перемещением жидкости, и в ответ их катион, или положительные ионоселективные, каналы открываются кадгерин структуры, называемые советы ссылки соединяющие соседние стереоцилии.[9] Кортиев орган, окруженный богатой калием жидкостью эндолимфа, лежит на базилярная мембрана в основе scala media. Под органом Корти находится барабанная лестница а над ним scala vestibuli. Обе структуры существуют в жидкости с низким содержанием калия, называемой перилимфа.[8] Поскольку эти стереоцилии находятся в центре высокой концентрации 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 деполяризованный, открытие потенциалзависимых кальциевых каналов в базолатеральной области волосковых клеток и запуск высвобождения нейромедиатора глутамат. Затем электрический сигнал передается через слуховой нерв и в слуховая кора мозга как нейронное сообщение.

Кохлеарное усиление

Дальнейшая информация: Кохлеарный усилитель

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

Важная часть этого кохлеарное усиление это моторный белок престин, 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.

Разработка

Орган Корти, между scala tympani и scala media, развивается после образования и роста кохлеарный проток.[7] Затем внутренние и внешние волосковые клетки дифференцируются в соответствующие положения, после чего происходит организация поддерживающих клеток. Топология поддерживающих клеток соответствует реальным механическим свойствам, которые необходимы для узкоспециализированных движений, вызванных звуком в кортиевом органе.[7]

Развитие и рост кортиева органа зависит от определенных генов, многие из которых были идентифицированы в предыдущих исследованиях (SOX2, GATA3, EYA1, FOXG1, BMP4, RAC1, и больше),[7] пройти такую ​​дифференциацию. В частности, рост улиткового протока и образование волосковых клеток внутри кортиевого органа.

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

Потеря слуха

Основная статья: Нарушение слуха

Орган Корти может быть поврежден чрезмерным уровнем звука, что приведет к нарушение, вызванное шумом.[12]

Самый распространенный вид нарушения слуха, нейросенсорная тугоухость, включает в себя в качестве одной из основных причин снижение функции кортиевого органа. В частности, активная функция усиления внешние волосковые клетки очень чувствителен к повреждению от воздействия травмы из-за слишком громких звуков или определенных ототоксичный наркотики. Как только внешние волосковые клетки повреждены, они не регенерируют, и в результате происходит потеря чувствительности и аномально большой рост громкости (известный как набор персонала) 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 г. Гарвардская медицинская школа, Глаз и ухо Массачусетса, а Университет Кейо Школа медицины в Японии.[14]

Дополнительные изображения

  • Поперечный разрез протока улитки плода кошки.

  • Схематический продольный разрез улитки

  • Пол ductus cochlearis

  • Лимбус ламинат спирали и мембрана базилярис

  • Разрез спирального органа Кортиева (увеличено)

Примечания

  1. ^ Хадспет, А (2014). «Объединение активного процесса волосковых клеток с функцией улитки». Обзоры природы Неврология. 15 (9): 600–614. Дои:10.1038 / nrn3786. PMID  25096182. S2CID  3716179.
  2. ^ а б c Ухо Пуйоль, Р., Ирвинг, С., 2013
  3. ^ Бетлеевский, S (2008). «Наука и жизнь - история маркиза Альфонсо Корти». Otolaryngologia Polska. 62 (3): 344–347. Дои:10.1016 / S0030-6657 (08) 70268-3. PMID  18652163.
  4. ^ а б Мальгрейндж, B; Ван де Уотер, Т.Р .; Nguyen, L; Moonen, G; Лефевр, П.П (2002). «Опорные эпителиальные клетки могут дифференцироваться в внешние волосковые клетки и клетки Дейтерса в культивируемом органе Корти». Клеточные и молекулярные науки о жизни. 59 (10): 1744–1757. Дои:10.1007 / pl00012502. PMID  12475185. S2CID  2962483.
  5. ^ Лим, Д. (1986). «Функциональное строение кортиева органа: обзор». Слуховые исследования. 22 (1–3): 117–146. Дои:10.1016/0378-5955(86)90089-4. PMID  3525482. S2CID  4764624.
  6. ^ Миллер, Дж. Д. (2007). «Половые различия в длине кортиева органа у человека». Журнал акустического общества Америки. 121 (4): EL151-5. Bibcode:2007ASAJ..121L.151M. Дои:10.1121/1.2710746. PMID  17471760.
  7. ^ а б c d е Fritzsch, B; 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. Дои:10.1016 / j.heares.2011.01.007. ЧВК  3097286. PMID  21256948.
  8. ^ а б c Николс, Дж. Г.; Martin, A.R .; Fuchs, P.A; Браун, Д.А.; Diamond, M.E; 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; Dumont, Rachel A .; Лилло, Консепсьон; Сименс, янв (апрель 2004 г.). «Кадгерин 23 является компонентом концевого звена стереоцилий волосковых клеток». Природа. 428 (6986): 950–955. Bibcode:2004Натура.428..950С. Дои: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. Дои:10.1113 / jphysiol.1987.sp016617. ISSN  1469-7793. ЧВК  1192551. PMID  3656195. открытый доступ
  11. ^ Эшмор, Джонатан (2008). «Подвижность наружных волосковых клеток улитки». Физиологические обзоры. 88 (1): 173–210. Дои:10.1152 / физрев.00044.2006. ISSN  0031-9333. PMID  18195086. S2CID  17722638. открытый доступ
  12. ^ Лим, Дэвид Дж. (Март 1986 г.). «Эффекты шума и ототоксических препаратов на клеточном уровне в улитке: обзор». Американский журнал отоларингологии. 7 (2): 73–99. Дои: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.

Рекомендации

История. (нет данных).

  • Хадспет А (2014). «Объединение активного процесса волосковых клеток с функцией улитки». Обзоры природы Неврология. 15 (9): 600–614. Дои:10.1038 / nrn3786. PMID  25096182. S2CID  3716179.
  • Лим Д. (1986). «Функциональное строение кортиева органа: обзор». Слуховые исследования. 22 (1–3): 117–146. Дои: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 внешние волосковые клетки и клетки Дейтерса в культивируемом органе Корти». Клеточные и молекулярные науки о жизни. 59 (10): 1744–1757. Дои:10.1007 / PL00012502. PMID  12475185. S2CID  2962483.
  • Николлс, Дж. Г., Мартин, А. Р., Фукс, П. А., Браун, Д. А., Даймонд, М. Э., и Вейсблат, 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., Труды Лондонского королевского общества, том 24, стр. 346–52 OCLC  1778190
  • Пуйоль, Р., и Ирвинг, С. (2013). Ухо.

внешняя ссылка