Орган Корти
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( декабрь 2014 г. ) |
| Орган Корти | |
|---|---|
 Поперечный разрез улитки, показывающий кортиев орган. | |
| Подробности | |
| Часть | Улитка внутреннего уха |
| Идентификаторы | |
| латинский | спиральный орган |
| МеШ | D009925 |
| НейроЛекс ID | бирнлекс_2526 |
| ТА98 | А15.3.03.121 |
| ТА2 | 7035 |
| ФМА | 75715 |
| Анатомическая терминология | |
, Кортиев орган или спиральный орган , является рецепторным органом слуха и расположен в улитке млекопитающих . Эта весьма разнообразная полоска эпителиальных клеток позволяет преобразовывать слуховые сигналы в потенциал действия нервных импульсов . [1] Трансдукция происходит за счет вибраций структур внутреннего уха, вызывающих смещение улитковой жидкости и движение волосковых клеток в кортиевом органе для генерации электрохимических сигналов. [2]
Итальянский анатом Альфонсо Джакомо Гаспаре Корти (1822–1876) открыл Кортиев орган в 1851 году. [3] Эта структура произошла от базилярного сосочка и имеет решающее значение для механотрансдукции у млекопитающих.
Структура
[ редактировать ]
Кортиев орган расположен в средней лестнице улитки уха внутреннего волосковые между вестибулярным и барабанным протоками и состоит из механосенсорных клеток, известных как клетки . [2] На базилярной мембране кортиева органа стратегически расположены три ряда наружных 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 столбчатые клетки, которые разделяют и поддерживают как OHC, так и IHC. [4]
Из вершин волосковых клеток выступают крошечные пальцеобразные выступы, называемые стереоцилиями , которые расположены ступенчато: самые короткие стереоцилии расположены во внешних рядах, а самые длинные — в центре. Эта градация считается наиболее важной анатомической особенностью кортиева органа, поскольку она обеспечивает превосходную способность сенсорных клеток к настройке. [5]
Если бы улитку развернули, ее длина составила бы около 33 мм у женщин и 34 мм у мужчин, при стандартном отклонении около 2,28 мм для популяции. [6] Улитка также организована тонотопически, а это означает, что разные частоты звуковых волн взаимодействуют с разными местами структуры. Основание улитки, ближайшее к наружному уху, самое жесткое и узкое, именно здесь передаются высокочастотные звуки. Вершина или верхушка улитки шире, гораздо более гибкая и рыхлая и служит местом передачи низкочастотных звуков. [7]
Функция
[ редактировать ]
Функция кортиева органа заключается в преобразовании ( преобразовании ) звуков 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, благодаря чему звуковые волны в конечном итоге имеют амплитуду в 22 раза большую, чем при входе в ухо.
Слуховая трансдукция
[ редактировать ]При нормальном слухе большая часть слуховых сигналов, достигающих кортиева органа, в первую очередь поступает из наружного уха. Звуковые волны проникают 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 смещению улитковой жидкости. [8] Однако стимуляция может происходить и посредством прямой вибрации улитки от черепа. Последний называется слухом по костной проводимости (или BC) и является дополнением к первому описанному, который вместо этого называется слухом по воздушной проводимости (или AC). И AC, и BC одинаково стимулируют базилярную мембрану (Békésy, Gv, Experiments in Hearing. 1960).
Базилярная мембрана барабанного протока прижимается к волосковым клеткам органа при прохождении перилимфатических волн давления. Стереоцилии на вершине IHCs движутся вместе с этим смещением жидкости, и в ответ их катионные или селективные к положительным ионам каналы открываются кадгериновыми структурами, называемыми кончиковыми связями , 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 , над ней — лестница преддверия . 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 поступают в верхнюю часть волосковой клетки. При этом притоке положительных ионов ИГХ деполяризуется , открывая потенциалзависимые кальциевые каналы в базолатеральной области волосковых клеток и вызывая высвобождение нейромедиатора глутамата . Затем электрический сигнал посылается через слуховой нерв в слуховую кору головного мозга в виде нейронного сообщения.
Кохлеарное усиление
[ редактировать ]Кортиев орган также способен модулировать слуховой сигнал. [7] Наружные волосковые клетки (OHC) могут усиливать сигнал посредством процесса, называемого электромобильностью , при котором они увеличивают движение базилярной и текториальной мембран и, следовательно, увеличивают отклонение стереоцилий в IHC. [8] [10] [11]
Важнейшим элементом этой кохлеарной амплификации является моторный белок престин , который меняет форму в зависимости от потенциала напряжения внутри волосковой клетки. Когда клетка деполяризуется, престин укорачивается и, поскольку он расположен на мембране НВК, он затем натягивает базилярную мембрану и увеличивает степень отклонения мембраны, создавая более интенсивное воздействие на внутренние волосковые клетки (ВВК). Когда клетка гиперполяризуется, престин удлиняет и ослабляет напряжение IHC, что уменьшает нервные импульсы, поступающие в мозг. Таким образом, волосковая клетка сама способна модифицировать слуховой сигнал еще до того, как он достигнет мозга.
Разработка
[ редактировать ]Кортиев орган, расположенный между барабанной лестницей и средней лестницей , развивается после формирования и роста улиткового протока . [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 высокоспециализированных звуковых движений внутри кортиева органа. [7]
Развитие и рост кортиева органа зависит от специфических генов, многие из которых были идентифицированы в предыдущих исследованиях ( SOX2 , GATA3 , EYA1 , FOXG1 , BMP4 , RAC1 и др.). [7] пройти такую дифференциацию. В частности, рост протока улитки и образование волосковых клеток внутри кортиева органа.
Мутации в генах, экспрессируемых в кортиевом органе или рядом с ним до дифференцировки волосковых клеток, приведут к нарушению дифференцировки и потенциальному нарушению работы кортиева органа.
Клиническое значение
[ редактировать ]Потеря слуха
[ редактировать ]Кортиев орган может быть поврежден чрезмерным уровнем звука, что приводит к нарушениям, вызванным шумом . [12]
Наиболее распространенный вид нарушения слуха, нейросенсорная тугоухость , включает в себя в качестве одной из основных причин снижение функции кортиева органа. В частности, активная функция усиления внешних волосковых клеток очень чувствительна к повреждению в результате травмы, вызванной слишком громкими звуками или некоторыми ототоксичными препаратами. Когда внешние волосковые клетки повреждаются, они не восстанавливаются, в результате чего происходит потеря чувствительности и аномально большой рост громкости (известный как рекрутирование ) 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, которые обычно экспрессируются только во время развития волосковых клеток. Исследование проводилось в Гарвардской медицинской школе , Массачусетском университете глаз и ушей и Университета Кейо в Японии. Медицинской школе [14] [15]
Дополнительные изображения
[ редактировать ]
Поперечный срез улиткового протока плода кошки.
Схематический продольный разрез улитки.
Дно улиткового протока
Граница спиральной пластинки и базилярной мембраны
Разрез спирального кортиева органа (увеличено)
Примечания
[ редактировать ]- ^ Хадспет, А. (2014). «Интеграция активного процесса волосковых клеток с функцией улитки». Обзоры природы Неврология . 15 (9): 600–614. дои : 10.1038/nrn3786 . ПМИД 25096182 . S2CID 3716179 .
- ^ Перейти обратно: а б с Ухо Пужоль Р., Ирвинг С., 2013 г.
- ^ Бетлеевский, С (2008). «Наука и жизнь – история маркиза Альфонсо Корти». Отоларингология Польска . 62 (3): 344–347. дои : 10.1016/S0030-6657(08)70268-3 . ПМИД 18652163 .
- ^ Перейти обратно: а б Мальгранж, Б; Ван де Уотер, ТР; Нгуен, Л; Мунен, Г; Лефевр, ПП (2002). «Эпителиальные поддерживающие клетки могут дифференцироваться в наружные волосковые клетки и клетки Дейтерса в культивируемом кортиевом органе». Клеточные и молекулярные науки о жизни . 59 (10): 1744–1757. дои : 10.1007/pl00012502 . ПМИД 12475185 . S2CID 2962483 .
- ^ Лим, Д. (1986). «Функциональная структура кортиева органа: обзор». Исследование слуха . 22 (1–3): 117–146. дои : 10.1016/0378-5955(86)90089-4 . ПМИД 3525482 . S2CID 4764624 .
- ^ Миллер, доктор медицинских наук (2007). «Половые различия в длине кортиева органа у человека» . Журнал Акустического общества Америки . 121 (4): EL151-5. Бибкод : 2007ASAJ..121L.151M . дои : 10.1121/1.2710746 . ПМИД 17471760 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Фрич, Б; Джахан, я; Пан, Н; Керс, Дж; Дункан, Дж; Копецкий, Б (2012). «Раскрытие молекулярных основ развития кортиева органа: где мы сейчас находимся?» . Исследование слуха . 276 (1–2): 16–26. дои : 10.1016/j.heares.2011.01.007 . ПМК 3097286 . ПМИД 21256948 .
- ^ Перейти обратно: а б с Николс, Дж.Г.; Мартин, Арканзас; Фукс, Пенсильвания; Браун, округ Колумбия; Даймонд, Мэн; Вайсблат, Д.А. (2012). От нейрона к мозгу, 5-е издание . Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc., стр. 456–459. ISBN 978-0-87893-609-0 .
- ^ Мюллер, Ульрих; Гиллеспи, Питер Г.; Уильямс, Дэвид С.; Рейнольдс, Анна; Дюмон, Рэйчел А.; Лилло, Консепсьон; Сименс, январь (апрель 2004 г.). «Кадгерин 23 является компонентом кончикового звена стереоцилий волосковых клеток». Природа . 428 (6986): 950–955. Бибкод : 2004Natur.428..950S . дои : 10.1038/nature02483 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 15057245 . S2CID 3506274 .
- ^ Эшмор, Джонатан Феликс (1987). «Быстрая подвижная реакция в наружных волосковых клетках морской свинки: клеточная основа улиткового усилителя» . Журнал физиологии . 388 (1): 323–347. doi : 10.1113/jphysicalol.1987.sp016617 . ISSN 1469-7793 . ПМЦ 1192551 . ПМИД 3656195 .
- ^ Эшмор, Джонатан (2008). «Подвижность наружных волосковых клеток улитки». Физиологические обзоры . 88 (1): 173–210. doi : 10.1152/physrev.00044.2006 . ISSN 0031-9333 . ПМИД 18195086 . S2CID 17722638 .
- ^ Лим, Дэвид Дж. (март 1986 г.). «Влияние шума и ототоксических препаратов на клеточном уровне улитки: обзор». Американский журнал отоларингологии . 7 (2): 73–99. дои : 10.1016/S0196-0709(86)80037-0 . ПМИД 3515985 .
- ^ Роберт А. Доби (2001). Медико-правовая оценка потери слуха . Томсон Делмар Обучение. ISBN 0-7693-0052-9 .
- ^ «Волосковые клетки улитки – за пределами тарелки» . WordPress.com .
- ^ Аскью, Чарльз; Роша, Силия; Пан, Бифэн; Асаи, Юкако; Ахмед, Хена; Чайлд, Эрин; Шнайдер, Бернард Л.; Эбишер, Патрик; Холт, Джеффри Р. (8 июля 2015 г.). «Генная терапия Tmc восстанавливает слуховую функцию у глухих мышей» . Наука трансляционной медицины . 7 (295): 295ра108. doi : 10.1126/scitranslmed.aab1996 . ISSN 1946-6234 . ПМК 7298700 . ПМИД 26157030 .
Ссылки
[ редактировать ]- Корти А (1851 г.). «Исследования органов млекопитающих». Журнал научной зоологии . 3 : 106–169.
- Фрич Б., Джахан И., Пан Н., Керсиго Дж., Дункан Дж., Копецки Б. (2012). «Раскрытие молекулярных основ развития кортиева органа: где мы сейчас находимся?» . Исследование слуха . 276 (1–2): 16–26. дои : 10.1016/j.heares.2011.01.007 . ПМК 3097286 . ПМИД 21256948 .
История. (без даты).
- Хадспет А. (2014). «Интеграция активного процесса волосковых клеток с функцией улитки». Обзоры природы Неврология . 15 (9): 600–614. дои : 10.1038/nrn3786 . ПМИД 25096182 . S2CID 3716179 .
- Лим Д. (1986). «Функциональная структура кортиева органа: обзор». Исследование слуха . 22 (1–3): 117–146. дои : 10.1016/0378-5955(86)90089-4 . ПМИД 3525482 . S2CID 4764624 .
- Мальгранж Б., Тири М., Ван де Уотер Т.Р., Нгуен Л., Мунен Г., Лефевр П.П. (2002). «Эпителиальные поддерживающие клетки могут дифференцироваться в наружные волосковые клетки и клетки Дейтерса в культивируемом кортиевом органе». Клеточные и молекулярные науки о жизни . 59 (10): 1744–1757. дои : 10.1007/PL00012502 . ПМИД 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.
- Притчард У. «О кортиевом органе млекопитающих». 2 марта 1876 г., Труды Лондонского королевского общества , том 24, стр. 346–52. ОСЛК 1778190
- Пужоль Р. и Ирвинг С. (2013). Ухо.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Препарирование молекулярной основы кортиева органа развития PMC 3097286
- Кортиев орган 3D анимация
- http://lobe.ibme.utoronto.ca/presentations/OHC_Electromotility/sld005.htm. Архивировано 30 марта 2005 г. в Wayback Machine Diagram в Университете Торонто.
- http://mayoresearch.mayo.edu/mayo/research/ent_research/images/image02.gif Архивировано 5 марта 2007 г. в Wayback Machine Diagram в Мейо.
- http://www.iurc.montp.inserm.fr/cric51/audition/english/corti/fcorti.htm. Архивировано 30 ноября 2006 г. в Wayback Machine в Университете Монпелье 1.
