平衡感覚器〜耳の解剖学〜

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1)耳

耳(平衡聴覚器)とは音の完治や重力・加速度の感知(※平衡感覚)に関与する器官であり、構造:外耳・中耳・内耳の3つの部位に分類される。

※平衡平衡感覚器
重力に対する身体(特に頭部)の傾きや加速度を感知する器官。姿勢保持や円滑に運動を実行する機能を持つ。

(1)外耳、耳介、外耳道

1.外耳
耳介と外耳道が存在する部位(聴覚器のみ)で、外界から音波を集め中耳へと伝える。

2.耳介
顔の横から広がった、貝形状の器官(皮膚、脂肪、男性軟骨により構成)。外界から音波を集める。

3.外耳道
外耳孔から鼓膜まで約2.5〜3.0cmの長さの器官。外側1/3が軟骨性。内側2/3が骨性で構成されており、音波を中耳に伝える。

(2)中耳、鼓膜、耳小骨、耳管

1.中耳
鼓膜と耳小骨(ツチ骨、キヌタ骨、アブミ骨)と耳管が存在する部位(聴覚器のみ)。外耳から受け取った音波を増幅させ、内耳へと伝える。また、中耳内の圧を一定に保つ役割がある。

2.鼓膜
半透明の膜で、音波により振動する。

3.耳小骨
鼓膜の奥にある3つの骨(ツチ骨、キヌタ骨、アブミ骨)の総称。音波を増幅させて内耳に伝える(耳小骨の配列は鼓膜→ツチ骨→キヌタ骨→アブミ骨→蝸牛)

4.耳管
鼓室と鼻(上咽頭)をつなぐ管→鼓室内の圧を調整する(普段は閉じているが、気圧が高いと鼓膜が窪み、気圧が低いと鼓膜が膨らむ)。排泄物を体外へ排出する。

(3)内耳、蝸牛

1.内耳
蝸牛・前庭・半規管が存在する部位(聴覚器・平衡感覚器の両方がある)。音波・物体の傾きや加速度といった機械的な信号を電気信号に変換し、脳に伝える。

※前庭
蝸牛と半規管の間に存在する骨腔

2.蝸牛
約2回半回転した渦巻き状の管。音波(アブミ骨の振動)を電気信号に変換して脳に伝える。

※蝸牛が音波方電気信号に変更する手順
①音波(アブミ骨の振動)→前庭階の外リンパを振動→蝸牛管の内リンパを振動(外リンパの振動の流れ=前庭階→蝸牛頂→鼓室階→蝸牛窓)

②蝸牛管の内リンパを振動→基底膜が振動→コルチ器が振動。

・コルチ器:聴覚受容器である有毛細胞と支持組織から成る器官
・有毛細胞(内有毛細胞)…電気信号を聴神経に伝える
・有毛細胞(外有毛細胞)…基底膜の振動を増幅する

③コルチ器が振動→内有毛細胞の感覚毛が変位→有毛細胞の興奮が聴神経に伝達される

※外有毛細胞が基底膜を振動する原理
コルチ器が振動→外有毛細胞の感覚毛と蓋膜の位置が変位→外有毛細胞が伸縮する

※蝸牛は音の周波数のより振動しやすい部位が異なる
・高音→前庭窓の入り口付近に近いコルチ器が興奮
・低音→前庭窓の奥にあたる蝸牛頂のコルチ器が興奮

2)平衡感覚器の種類

1.耳石器
前庭の中に存在する。直線加速度、直線加速度の一種である重力に対する頭部の傾きを感知する。

2.半規管
回転加速度を感知する。

有毛細胞の感覚毛(1本の長い動毛と4本の短い不動毛)が偏位し興奮することで、平衡感覚器が身体の傾き・加速度を感知する(ちなみに蝸牛にも有毛細胞が存在する)。

有毛細胞の興奮は、不動毛が偏位する方向により決まる。
・興奮(脱分極)→動毛側へ偏位
・抑制(過分極)→動毛側と逆方向へ偏位

(1)耳石と半規管の特徴

1.耳石器
前庭内に存在する直線加速度、重力に対する頭部の傾きを感知する器官。

1-1.種類
・卵形嚢:水平面(前後左右)の加速度を感知する
・球形嚢:垂直面(上下)の加速度を感知する。

1-2.耳石器の構造
・平衡班
卵形嚢・球形嚢に存在する楕円形の神経終末領域(平衡班の中に有毛細胞が存在する)

・耳石膜
平衡班全体を覆うゼラチン質の層(耳石膜の上には感覚毛が存在する)

・耳石
耳石膜上に存在する炭酸カルシウムを主成分とした粒子。

1-3.耳石器が直線加速度から電気信号に変更する手順
直線加速度や重力により耳石・耳石膜が動くことで、有毛細胞の感覚毛が偏位し興奮し、有毛細胞の興奮が前庭神経に伝わる。それにより、人は直線加速度や重力の傾きを感じることができる。

2.半規管
卵形嚢と繋がっている回転加速度を感知する器官

2-1.種類
外側(水平)半規管・前半規管・後半規管の3種類があり、互いの半規管の円弧はそれぞれ直交する3平面上にある。3つの半規管の総称を「三半規管」と呼ぶ。

2-2.構造
半規管の一端には有毛細胞が多数並んでいる膨大部陵が存在する。膨大部陵の中には内リンパと※クプラが存在する。

※クラプ
ゼラチン質の隔膜であり、有毛細胞の感覚毛を包みこむ。

2-3.半規管が回転加速度から電気信号に変換する手順
回転加速度により、膨大部陵内に存在する内リンパが回転方向とは逆方向に動く(慣性力)。その内リンパの圧力により、膨大部陵内に存在するクプラ・有毛細胞の感覚毛が偏位。有毛細胞の興奮が前庭神経に伝わることで、電気信号へと変換される。

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