orelha interna

ANATOMIA DA ORELHA
O órgão responsável pela audição é a orelha (antigamente denominado
ouvido), também chamada órgão vestíbulo-coclear ou estato-acústico.
A maior parte da orelha fica no osso temporal, que se localiza na caixa craniana.
Além da função de ouvir, o ouvido também é responsável pelo equilíbrio.
A orelha está dividida em três partes: orelhas externa, média e interna
(antigamente denominadas ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno).
Imagem: CÉSAR & CEZAR. Biologia. São Paulo, Ed Saraiva, 2002
ORELHA EXTERNA
A orelha externa é formada pelo pavilhão auditivo (antigamente denominado
orelha) e pelo canal auditivo externo ou meato auditivo.
Todo o pavilhão auditivo (exceto o lobo ou lóbulo) é constituído por tecido
cartilaginoso recoberto por pele, tendo como função captar e canalizar os sons
para a orelha média.
O canal auditivo externo estabelece a comunicação entre a orelha média e o
meio externo, tem cerca de três centímetros de comprimento e está escavado
em nosso osso temporal. É revestido internamente por pêlos e glândulas, que
fabricam uma substância gordurosa e amarelada, denominada cerume ou cera.
Tanto os pêlos como o cerume retêm poeira e micróbios que normalmente
existem no ar e eventualmente entram nos ouvidos.
O canal auditivo externo termina numa delicada membrana - tímpano ou
membrana timpânica - firmemente fixada ao conduto auditivo externo por um
anel de tecido fibroso, chamado anel timpânico.
ORELHA MÉDIA
A orelha média começa na membrana timpânica e consiste, em sua totalidade,
de um espaço aéreo – a cavidade timpânica – no osso temporal. Dentro dela
estão três ossículos articulados entre si, cujos nomes descrevem sua forma:
martelo, bigorna e estribo. Esses ossículos encontram-se suspensos na orelha
média, através de ligamentos.
O cabo do martelo está encostado no tímpano; o estribo apóia-se na janela oval,
um dos orifícios dotados de membrana da orelha interna que estabelecem
comunicação com a orelha média. O outro orifício é a janela redonda. A orelha
média comunica-se também com a faringe, através de um canal denominado
tuba auditiva (antigamente denominada trompa de Eustáquio). Esse canal
permite que o ar penetre no ouvido médio. Dessa forma, de um lado e de outro
do tímpano, a pressão do ar atmosférico é igual. Quando essas pressões ficam
diferentes, não ouvimos bem, até que o equilíbrio seja reestabelecido.
ORELHA INTERNA
A orelha interna, chamada labirinto, é formada por escavações no osso
temporal, revestidas por membrana e preenchidas por líquido. Limita-se com a
orelha média pelas janelas oval e a redonda. O labirinto apresenta uma parte
anterior, a cóclea ou caracol - relacionada com a audição, e uma parte posterior
- relacionada com o equilíbrio e constituída pelo vestíbulo e pelos canais
semicirculares.
A cóclea é um aparelho membranoso formado por tubos espiralados.
Imagens: GUYTON, A.C. Fisiologia Humana. 5ª ed., Rio de
Janeiro, Ed. Interamericana, 1981.
O diagrama da secção transversal (ao
lado), mostra que a cóclea é
composta por três tubos individuais,
colados um ao lado do outro: as
escalas ou rampas timpânica, média
ou coclear e vestibular. Todos esses
tubos são separados um do outro por
membranas. A membrana existente
entre a escala vestibular e a escala
média é tão fina que não oferece
obstáculo para a passagem das ondas
sonoras. Sua função é simplesmente
separar os líquidos das escalas média e
vestibular, pois esses têm origem e
composição química distintas entre si e
são importantes para o adequado
funcionamento das células receptoras
de som. Por outro lado, a membrana
que separa a escala média da escala
timpânica – chamada membrana
basilar – é uma estrutura bastante
resistente, que bloqueia as ondas
sonoras. Essa membrana é sustentada
por cerca de 25.000 estruturas finas,
com a forma de palheta, as quais se
projetam de um dos lados da
membrana e aparecem ao longo de
toda a sua extensão – as fibras
basilares.
As fibras basilares próximas à janela oval na base da cóclea são curtas, mas
tornam-se progressivamente mais longas à medida que se aproximam da porção
superior da cóclea. Na parte final da cóclea, essas fibras são aproximadamente
duas vezes mais longas do que as basais.
Na superfície da membrana basilar localiza-se o órgão de Corti, onde há células
nervosas ciliares (células sensoriais). Sobre o órgão de Corti há uma estrutura
membranosa, chamada membrana tectórica, que se apóia, como se fosse um
teto, sobre os cílios das células sensoriais.
Cóclea
Órgão de Corti
1- escala ou rampa média ou coclear
2- escala ou rampa vestibular
3- escala ou rampa timpânica
4- gânglio espiral
5- nervo coclear (partindo da
membrana basilar)
Imagem inferior: GUYTON, A.C. Fisiologia Humana. 5ª
ed., Rio de Janeiro, Ed. Interamericana, 1981.
O labirinto posterior (ou vestibular) é constituído pelos canais semicirculares e
pelo vestíbulo. Na parte posterior do vestíbulo estão as cinco aberturas dos canais
semicirculares, e na parte anterior, a abertura para o canal coclear.
Os canais semicirculares não têm função auditiva, mas são importantes na
manutenção do equilíbrio do corpo. São pequenos tubos circulares (três tubos em
forma de semicírculo) que contêm líquido e estão colocados, respectivamente,
em três planos espaciais (um horizontal e dois verticais) no labitinto posterior, em
cada lado da cabeça. No término de cada canal semicircular existe uma válvula
com a forma de uma folha - a crista ampular. Essa estrutura contém tufos pilosos
(cílios) que se projetam de células ciliares semelhantes às maculares.
Entre os canais semicirculares e a cóclea está uma grande cavidade cheia de
um líquido chamado perilinfa - o vestíbulo. No interior dessa cavidade existem
duas bolsas membranáceas, contendo outro líquido – a endolinfa: uma pósterosuperior, o utrículo, e uma ântero-inferior, o sáculo. Tanto o utrículo quanto o
sáculo contêm células sensoriais agrupadas em estruturas denominadas máculas.
Células nervosas da base da mácula projetam cílios sobre uma massa gelatinosa
na qual estão localizados minúsculos grânulos calcificados, semelhantes a
pequenos grãos de areia - os otólitos ou otocônios.
O utrículo e o sáculo comunicam-se através dos ductos utricular e sacular.
Imagens: GUYTON, A.C. Fisiologia Humana. 5ª ed., Rio de Janeiro, Ed. Interamericana, 1981.
O MECANISMO DA AUDIÇÃO
O som é produzido por ondas de compressão e descompressão alternadas do ar.
As ondas sonoras propagam-se através do ar exatamente da mesma forma que
as ondas propagam-se na superfície da água. Assim, a compressão do ar
adjacente de uma corda de violino cria uma pressão extra nessa região, e isso,
por sua vez, faz com que o ar um pouco mais afastado se torne pressionado
também. A pressão nessa segunda região comprime o ar ainda mais distante, e
esse processo repete-se continuamente até que a onda finalmente alcança a
orelha.
A orelha humana é um órgão altamente sensível que nos capacita a perceber e
interpretar ondas sonoras em uma gama muito ampla de freqüências (16 a 20.000
Hz - Hertz ou ondas por segundo).
A captação do som até sua percepção e interpretação é uma seqüência de
transformações de energia, iniciando pela sonora, passando pela mecânica,
hidráulica e finalizando com a energia elétrica dos impulsos nervosos que
chegam ao cérebro.
ENERGIA SONORA – ORELHA EXTERNA
O pavilhão auditivo capta e canaliza as ondas para o canal auditivo e para o
tímpano
O canal auditivo serve como proteção e como amplificador de pressão
Quando se choca com a membrana timpânica, a pressão e a descompressão
alternadas do ar adjacente à membrana provocam o deslocamento do tímpano
para trás e para frente.
Imagem: www.if.ufrj.br/teaching/fis2/ondas2/ouvido/ouvido.html
Como mostrado acima, uma compressão força o tímpano para dentro e a
descompressão o força para fora. Logo, o tímpano vibra com a mesma
freqüência da onda. Dessa forma, o tímpano transforma as vibrações sonoras em
vibrações mecânicas que são comunicadas aos ossículos (martelo, bigorna e
estribo).
ENERGIA MECÂNICA – ORELHA MÉDIA
O centro da membrana timpânica conecta-se com o cabo do martelo. Este, por
sua vez, conecta-se com a bigorna, e a bigorna com o estribo. Essas estruturas,
como já mencionado anteriormente (anatomia da orelha média), encontram-se
suspensas através de ligamentos, razão pela qual oscilam para trás e para frente.
A movimentação do cabo do martelo determina também, no estribo, um
movimento de vaivém, de encontro à janela oval da cóclea, transmitindo assim o
som para o líquido coclear. Dessa forma, a energia mecânica é convertida em
energia hidráulica.
Os ossículos funcionam como alavancas, aumentando a força das vibrações
mecânicas e por isso, agindo como amplificadores das vibrações da onda
sonora. Se as ondas sonoras dessem diretamente na janela oval, não teriam
pressão suficiente para mover o líquido coclear para frente e para trás, a fim de
produzir a audição adequada, pois o líquido possui inércia muito maior que o ar,
e uma intensidade maior de pressão seria necessária para movimenta-lo. A
membrana timpânica e o sistema ossicular convertem a pressão das ondas
sonoras em uma forma útil, da seguinte maneira: as ondas sonoras são coletadas
pelo tímpano, cuja área é 22 vezes maior que a área da janela oval. Portanto,
uma energia 22 vezes maior do que aquela que a janela oval coletaria sozinha é
captada e transmitida, através dos ossículos, à janela oval. Da mesma forma, a
pressão de movimento da base do estribo apresenta-se 22 vezes maior do que
aquela que seria obtida aplicando-se ondas sonoras diretamente à janela oval.
Essa pressão é, então, suficiente para mover o líquido coclear para frente e para
trás.
ENERGIA HIDRÁULICA – ORELHA INTERNA
À medida que cada vibração sonora penetra na cóclea, a janela oval move-se
para dentro, lançando o líquido da escala vestibular numa profundidade maior
dentro da cóclea. A pressão aumentada na escala vestibular desloca a
membrana basilar para dentro da escala timpânica; isso faz com que o líquido
dessa câmara seja empurrado na direção da janela oval, provocando, por sua
vez, o arqueamento dela para fora. Assim, quando as vibrações sonoras
provocam a movimentação do estribo para trás, o processo é invertido, e o
líquido, então, move-se na direção oposta através do mesmo caminho, e a
membrana basilar desloca-se para dentro da escala vestibular.
Movimento do líquido na cóclea quando o estribo é impelido para frente.
Imagem: GUYTON, A.C. Fisiologia Humana. 5ª ed., Rio de Janeiro, Ed. Interamericana, 1981.
A vibração da membrana basilar faz com que as células ciliares do órgão de
Corti se agitem para frente e para trás; isso flexiona os cílios nos pontos de
contato com a membrana tectórica (tectorial). A flexão dos cílios excita as
células sensoriais e gera impulsos nas pequenas terminações nervosas
filamentares da cóclea que enlaçam essas células. Esses impulsos são então
transmitidos através do nervo coclear até os centros auditivos do tronco
encefálico e córtex cerebral. Dessa forma, a energia hidráulica é convertida em
energia elétrica.
A flexão dos cílios nos pontos de
contato com a membrana tectórica
excita as células sensoriais, gerando
impulsos nervosos nas pequenas
terminações nervosas filamentares
da cóclea que enlaçam essas
células.
PERCEPÇÃO DA ALTURA DE UM SOM
Um fenômeno chamado ressonância ocorre na cóclea para permitir que cada
freqüência sonora faça vibrar uma secção diferente da membrana basilar. Essas
vibrações são semelhantes àquelas que ocorrem em instrumentos musicais de
corda. Quando a corda de um violino, por exemplo, é puxada para um lado, fica
um pouco mais esticada do que o normal e esse estiramento faz com que se
mova de volta na direção oposta, o que faz com que a corda se torne esticada
mais uma vez, mas agora na direção oposta, voltando então à primeira posição.
Esse ciclo repete-se várias vezes, razão pela qual uma vez que a corda começa a
vibrar, assim permanece por algum tempo.
Quando sons de alta freqüência penetram na janela oval, sua propagação faz-se
apenas num pequeno trecho da membrana basilar, antes que um ponto de
ressonância seja alcançado. Como resultado, a membrana move-se
forçosamente nesse ponto, enquanto o movimento de vibração é mínimo por
toda a membrana. Quando uma freqüência média sonora penetra na janela
oval, a onda propaga-se numa maior extensão ao longo da membrana basilar
antes da área de ressonância ser atingida. Finalmente, uma baixa freqüência
sonora propaga-se ao longo de quase toda a membrana antes de atingir seu
ponto de ressonância. Dessa forma, quando as células ciliares próximas à base da
cóclea são estimuladas, o cérebro interpreta o som como sendo de alta
freqüência (agudo), quando as células da porção média da cóclea são
estimuladas, o cérebro interpreta o som como de altura intermediária, e a
estimulação da porção superir da cóclea é interpretada como som grave.
PERCEPÇÃO DA INTENSIDADE DE UM SOM
A intensidade de um som é determinada pela intensidade de movimento das
fibras basilares. Quanto maior o deslocamento para frente e para trás, mais
intensamente as células ciliares sensitivas são estimuladas e maior é o número de
estímulos transmitidos ao cérebro para indicar o grau de intensidade. Por
exemplo, se uma única célula ciliar próxima da base da cóclea transmite um
único estímulo por segundo, a altura do som será interpretada como sendo de
um som agudo, porém de intensidade quase zero. Se essa mesma célula ciliar é
estimulada 1.000 vezes por segundo, a altura do som permanecerá a mesma
(continuará agudo), mas a sua intensidade será extrema (a potência do som será
maior devido à intensidade de movimento das fibras basilares).
ENERGIA ELÉTRICA – DA ORELHA INTERNA AOS CENTROS AUDITIVOS DO
TRONCO ENCEFÁLICO E CÓRTEX CEREBRAL
Após atravessarem o nervo coclear, os estímulos são transmitidos, como já dito
anteriormente, aos centros auditivos do tronco encefálico e córtex cerebral, onde
são processados.
Os centros auditivos do tronco encefálico relacionam-se com a localização da
direção da qual o som emana e com a produção reflexa de movimentos rápidos
da cabeça, dos olhos ou mesmo de todo o corpo, em resposta a estímulos
auditivos.
O córtex auditivo, localizado na porção média do giro superior do lobo temporal,
recebe os estímulos auditivos e interpreta-os como sons diferentes.
Resumindo: na orelha interna, as vibrações mecânicas se transformam em ondas
de pressão hidráulica que se propagam pela endolinfa. A vibração da janela
oval, provocada pela movimentação da cadeia ossicular, move a endolinfa e as
células ciliares do órgão de Corti, gerando um potencial de ação que é
transmitido aos centros auditivos do tronco encefálico e do córtex cerebral.
PERCEPÇÃO DA FORÇA GRAVITACIONAL E DO MOVIMENTO
O aparelho vestibular detecta a posição da cabeça no espaço; isto é, determina
se ela está ereta com relação à força gravitacional da Terra, se está jogada para
trás, se está voltada para baixo, ou em outra posição. Detecta também as
mudanças bruscas de movimento. Para a execução dessas funções, o aparelho
vestibular divide-se em duas secções fisiologicamente distintas: a mácula do
utrículo e do sáculo e os canais semicirculares.
Máculas
As máculas ficam posicionadas em diferentes graus de inclinação em relação ao
corpo, de tal forma que, quando uma está em posição horizontal, uma outra fica
em posição vertical.
Quando se inclina a cabeça para um lado, o peso dos otólitos (otocônios)
desloca os cílios para esse lado, estimulando as fibras nervosas. Dessa forma, a
mácula supre as regiões de equilíbrio do sistema nervoso central com as
informações necessárias à manutenção do equilíbrio. As máculas também
auxiliam na manutenção do equilíbrio quando se começa a andar subitamente
para a frente, para o lado, ou em qualquer outra direção linear. Isto é, quando se
inicia um movimento para a frente, a inércia faz com que os otólitos sejam
deslocados para trás, inclinando os cílios nessa direção. Esse fenômeno dá uma
sensação de desequilíbrio para trás. Como resposta, o indivíduo inclina-se para a
frente, a fim de não cair. Por outro lado, quando se quer frear um movimento,
deve-se inclinar o corpo para trás. Outra vez, são os otólitos das máculas que
iniciam automaticamente esse movimento; dessa forma, quando se pára, os
otólitos se conservam em movimento para frente enquanto todo o corpo está
parando. Isso desloca os cílios das células maculares para a frente, fazendo com
que a pessoa tenha a sensação de estar caindo com a cabeça em direção ao
chão. Como resposta, o mecanismo de equilíbrio inclina o corpo para trás,
automaticamente.
Mudanças na posição da cabeça fazem com que a força da gravidade,
atraindo os otólitos, estimule os cílios das células sensoriais maculares. Os impulsos
nervosos produzidos nas máculas permitem ao sistema nervoso central calcular a
orientação da força gravitacional. Assim, percebemos se estamos de cabeça
para cima ou para baixo e a velocidade de nosso deslocamento.
Canais semicirculares
Voltando-se subitamente a cabeça em qualquer direção, o líquido presente nos
canais semicirculares desloca-se para trás em um ou mais canais, em
conseqüência de sua inércia (o mesmo efeito é obtido quando subitamente se
gira um copo com água). Com o movimento do fluido dos canais semicirculares
ocorre um fluxo contra a crista ampular, cujos cílios se deslocam de um lado para
o outro, dando à pessoa a sensação de que sua cabeça está começando a
rodar. A informação transmitida dos canais semicirculares avisa o sistema nervoso
sobre as súbitas mudanças na direção do movimento. De posse dessa
informação, a formação bulboreticular (da porção inferior do tronco cerebral),
pode corrigir qualquer desequilíbrio, antes mesmo que ocorra. Isso é
particularmente importante quando se muda rapidamente a direção de um
movimento (por exemplo, numa competição de corrida).
Imagem: GUYTON, A.C. Fisiologia Humana. 5ª ed., Rio de Janeiro, Ed.
Interamericana, 1981.
Cerebelo
Além de transmitir estímulos nervosos à formação bulborreticular, os canais
semicirculares e as máculas enviam informações ao cerebelo, que prevê
quando vai ocorrer um estado de desequilíbrio. Isso permite que estímulos
corretivos apropriados sejam enviados à formação bulborreticular,
principalmente antes do desequilíbrio acontecer, de forma a evitá-lo, ao
invés de corrigi-lo depois de ocorrido. Pessoas que não possuem cerebelo
não têm capacidade de previsão e, como resultado, executam todos os
movimentos lentamente a fim de evitar quedas.
Resumindo, o sentido de equilíbrio depende de grupos de células sensoriais
ciliadas localizadas na parede interna do sáculo e do utrículo e na base dos
canais semicirculares. As fibras nervosas que partem dessas células sensoriais
levam informações sobre a posição relativa dos cílios até os centros de equilíbrio
no encéfalo. Quando a cabeça se movimenta, a inércia do líquido no interior dos
canais semicirculares exerce pressão sobre os cílios das células sensoriais. A
pressão faz com que os cílios se curvem, estimulando as células sensoriais a gerar
impulsos nervosos e transmiti-los ao encéfalo. Se rodopiarmos a uma velocidade
constante, o líquido no interior dos canais semicirculares vai passando a se mover
em consonância com os canais, o que diminui a pressão sobre as células
sensoriais. Se pararmos bruscamente de rodopiar, o líquido dos canais
semicirculares continuará a se mover devido à inércia, estimulando as células
sensoriais. A sensação de tontura que sentimos resulta do conflito de duas
percepções: os olhos informam ao sistema nervoso que paramos de rodopiar,
mas o movimento do líquido dos canais semicirculares da orelha interna informa
que nossa cabeça ainda está em movimento.