Полукружные каналы — это три полукружные взаимосвязанные трубки, расположенные в самой внутренней части каждого уха , внутреннем ухе . Три канала — это латеральный, передний и задний полукружные каналы. Они являются частью костного лабиринта , выстланной надкостницей полости на каменистой части височной кости , заполненной перилимфой .
Каждый полукружный канал содержит свой соответствующий полукружный проток , т. е. боковой, передний и задний полукружные протоки, которые обеспечивают ощущение углового ускорения и являются частью перепончатого лабиринта , поэтому заполнены эндолимфой .
Полукружные каналы являются компонентом костного лабиринта , которые находятся под прямым углом друг к другу и содержат свой соответствующий полукружный проток. На одном конце каждого из полукружных протоков находится расширенный мешок, называемый перепончатой ампулой , который более чем в два раза превышает диаметр протоков. Каждая ампула содержит ампулярный гребень, crista ampullaris , который состоит из толстой студенистой крышки, называемой купулой , и множества волосковых клеток . Верхний и задний полукружные протоки ориентированы вертикально под прямым углом друг к другу. Боковой полукружный проток находится под углом около 30 градусов к горизонтальной плоскости. Ориентация протоков приводит к стимуляции разных протоков при движении головы в разных плоскостях, и одновременно стимулируется более одного протока, если движение происходит вне этих плоскостей. Боковой полукружный проток определяет угловое ускорение головы при повороте головы, а передний и задний полукружные протоки определяют вертикальные движения головы при ее движении вверх или вниз. [1] Когда голова меняет положение, эндолимфа в протоках отстает из-за инерции, и это действует на купулу, которая изгибает реснички волосковых клеток. Стимуляция волосковых клеток посылает в мозг сообщение о том, что происходит ускорение. Полукружные каналы открываются в преддверие пятью отверстиями, одно из которых является общим для двух из них.
Среди видов млекопитающих размер полукружных каналов коррелирует с типом их передвижения. В частности, виды, которые являются проворными и имеют быстрые, резкие передвижения, имеют более крупные каналы относительно размера их тела, чем те, которые двигаются более осторожно. [2]
Боковой полукружный канал (также известный как горизонтальный или наружный полукружный канал ) является самым коротким из трех каналов. Движение жидкости в его протоке соответствует вращению головы вокруг вертикальной оси (т. е. шеи), или, другими словами, вращению в поперечной плоскости . Это происходит, например, когда человек поворачивает голову из стороны в сторону (ось рыскания).
Он имеет размеры от 12 до 15 мм (от 0,47 до 0,59 дюйма), а его дуга направлена горизонтально назад и латерально; таким образом, каждый полукружный канал расположен под прямым углом к двум другим. Его ампулированный конец соответствует верхнему и латеральному углу преддверия , прямо над овальным окном , где он открывается близко к ампулированному концу переднего полукружного канала; его противоположный конец открывается в верхней и задней части преддверия. Боковой канал одного уха находится почти в той же плоскости, что и другой.
Передний полукружный канал (также известный как верхний полукружный канал ) содержит часть вестибулярной системы , которая обнаруживает повороты головы вокруг боковой оси, то есть повороты в сагиттальной плоскости . Это происходит, например, при кивке головой (ось наклона).
Он имеет длину от 15 до 20 мм (от 0,59 до 0,79 дюйма), имеет вертикальное направление и расположен поперечно длинной оси каменистой части височной кости , на передней поверхности которой его дуга образует круглый выступ. Он описывает около двух третей окружности. Его латеральный конец ампулирован и открывается в верхнюю часть преддверия; противоположный конец соединяется с верхней частью заднего полукружного канала, образуя crus osseum commune , который открывается в верхнюю и медиальную часть преддверия.
Задний полукружный канал содержит часть вестибулярной системы, которая обнаруживает вращение головы вокруг переднезадней (сагиттальной) оси, или, другими словами, вращение во фронтальной плоскости . Это происходит, например, когда человек поворачивает голову, чтобы коснуться плеч, или когда он делает колесо (ось вращения).
Он направлен вверх и назад, согласно его номенклатуре, почти параллельно задней поверхности каменистой части височной кости. Водопровод преддверия находится непосредственно медиально от него. Задний полукружный канал является частью костного лабиринта, и его проток используется вестибулярной системой для обнаружения поворотов головы во фронтальной плоскости. Это самый длинный из трех полукружных каналов, его размер составляет от 18 до 22 мм (от 0,71 до 0,87 дюйма). Его нижний или ампулированный конец открывается в нижнюю и заднюю часть преддверия, его верхний - в crus osseum commune .
Результаты исследования 2009 года продемонстрировали важную позднюю роль костного морфогенетического белка 2 (BMP-2) в морфогенезе полукружных каналов внутреннего уха данио-рерио . Предполагается, что роль BMP-2 в разрастании протоков полукружных каналов, вероятно, сохраняется у разных видов позвоночных . [3]
Кроме того, было обнаружено, что два полукружных канала, обнаруженных во внутреннем ухе миноги , по развитию схожи с верхним и задним каналами, обнаруженными у людей, поскольку каналы обоих организмов возникают из двух углублений в слуховом пузырьке на ранних стадиях развития. Эти углубления впервые формируются у миног между 11 и 42 миллиметровыми личиночными стадиями и формируются у данио-рерио через 57 часов после оплодотворения [4]
Полукружные каналы обеспечивают сенсорный вход для опыта вращательных движений. Они ориентированы вдоль осей тангажа, крена и рыскания . Боковой полукружный канал ориентирован по оси рыскания, передний полукружный канал ориентирован по оси тангажа, а задний полукружный канал ориентирован по оси крена.
Каждый проток заполнен жидкостью, называемой эндолимфой , и содержит датчики движения внутри жидкостей. Основание каждого протока увеличено, открывается в маточку и имеет расширенный мешок на одном конце, называемый мембранозной ампулой. Внутри ампулы находится холмик волосковых клеток и поддерживающих клеток, называемых crista ampullaris . Эти волосковые клетки имеют множество цитоплазматических выступов на апикальной поверхности, называемых стереоцилиями , которые встроены в студенистую структуру, называемую купулой . Когда голова вращается, проток движется, но эндолимфа отстает из-за инерции . Это отклоняет купулу и изгибает стереоцилии внутри. Изгиб этих стереоцилий изменяет электрический сигнал, который передается в мозг. Примерно через 10 секунд после достижения постоянного движения эндолимфа догоняет движение протока, и купула больше не подвергается воздействию, прекращая ощущение ускорения. [1] Удельный вес купулы сопоставим с удельным весом окружающей эндолимфы. Следовательно, купула не смещается под действием силы тяжести, в отличие от отолитовых мембран утрикулюса и саккулюса . Как и в случае с волосковыми клетками макулы, волосковые клетки crista ampullaris деполяризуются, когда стереоцилии отклоняются в сторону киноцилии . Отклонение в противоположном направлении приводит к гиперполяризации и торможению. В латеральном полукружном протоке ампулопетальный поток необходим для стимуляции волосковых клеток, тогда как ампулофугальный поток необходим для переднего и заднего полукружных протоков. [5]
Этот период адаптации отчасти является причиной иллюзии, известной как « наклоны », которую часто испытывают пилоты. Когда пилот входит в поворот, волосковые клетки в полукружных каналах стимулируются, сообщая мозгу, что самолет и пилот больше не движутся по прямой, а совершают вираж. Если бы пилот поддерживал поворот с постоянной скоростью, эндолимфа в конечном итоге догнала бы каналы и перестала бы отклонять купулу. Пилот больше не чувствовал бы, что самолет находится в повороте. Когда пилот выходит из поворота, полукружные каналы стимулируются, чтобы заставить пилота думать, что теперь он поворачивает в противоположном направлении, а не летит прямо и ровно. В ответ на это пилот часто наклоняется в направлении первоначального поворота, пытаясь компенсировать эту иллюзию. Более серьезная форма этого называется кладбищенской спиралью . Вместо того, чтобы пилот наклонялся в направлении первоначального поворота, он может фактически повторно войти в поворот. По мере стабилизации эндолимфы полукружные каналы перестают регистрировать постепенный поворот, и самолет медленно теряет высоту до момента столкновения с землей. [6]
Жан Пьер Флуранс , разрушив горизонтальный полукружный канал голубей , заметил, что они продолжают летать по кругу, что показывает назначение полукружных каналов. [7]
В данной статье использован текст, находящийся в общественном достоянии , со страницы 1049 20-го издания « Анатомии Грея» (1918 г.)
