Fisiologia de l’orella

L’orella té dues funcions diferents: actua com a òrgan de l’oïda, és a dir, de la percepció de sons, i forma part dels òrgans que intervenen en la consecució de l’equilibri, és a dir, el manteniment d’una postura corporal estable.

Oïda

L’oïda consisteix a percebre les ones sonores que corresponen a sons que es produeixen en l’entorn. Les ones sonores són vibracions de les molècules d’aire que s’expandeixen des del punt en què es genera l’energia sonora. Les molècules en moviment transmeten la vibració a d’altres molècules, i l’efecte es propaga fins que l’energia sonora s’esgota.

Les vibracions sonores arriben des de l’exterior per l’aire fins al pavelló auricular, estructura que en l’ésser humà no és rellevant.

Des de l’exterior, el so penetra en el conducte auditiu extern. Per aquest conducte, les ones sonores són transmeses en direcció a l’orella mitjana, vers la membrana timpànica. La forma i les dimensions del conducte afavoreixen que la ressonància s’ajusti a la freqüència de sons que correspon a la parla humana. Una altra funció del conducte auditiu extern és la de protegir l’orella mitjana d’agressions procedents de l’exterior, com ara partícules de pols, gràcies a la forma tortuosa que té i als annexos cutanis com els pèls i les glàndules.

Quan arriben al timpà, les ones sonores xoquen contra la membrana i la fan vibrar. La vibració es transmet directament al mànec del martell perquè aquesta porció de l’os és inserida en el gruix de la mateixa membrana timpànica. Així, la vibració sonora procedent de l’exterior penetra en l’orella mitjana.

Una funció de l’orella mitjana és la de fer arribar la vibració sonora fins a l’orella interna. D’aquesta manera, a partir del mànec del martell, la vibració es transmet per tota la cadena ossicular fins a la finestra oval: el martell mou l’enclusa, i aquesta mou l’estrep. Per les característiques de les articulacions dels os-sets, quan l’estrep vibra, llur base es mou i s’introdueix en la finestra oval, tot copejant la perilimfa, com si fos un pistó. Així, les vibracions es transmeten al líquid perilimfàtic, ja a l’interior de l’orella interna.

Una altra funció de l’orella mitjana, a més de transmetre les vibracions, consisteix a amplificar-les. Aquesta amplificació és necessària perquè les vibracions procedents d’un medi aeri arriben fins a un medi líquid, i com que en el canvi de medi es reflecteix gairebé tota l’energia sonora, només una mínima part d’aquesta penetra en l’orella interna. L’amplificació és possible per la diferència que hi ha entre la superfície de la membrana timpànica, que vibra en rebre el so de l’exterior, i la superfície de la finestra oval, on arriben les vibracions a través de la cadena ossicular. Aquesta diferència és de 20 a 1 en favor de la superfície timpànica. Així, en el seu recorregut per la cadena ossicular, el so es concentra i s’intensifica de manera que es compensa la pèrdua d’energia del canvi de medi.

Els dos músculs petits que són a la caixa timpànica, el de l’estrep i el del martell, tenen una funció d’esmorteïment del so. Davant sons molt intensos, reaccionen contraient-se i provocant rigidesa en la cadena ossicular i el timpà. Com que per a una bona conducció del so és molt important l’elasticitat del timpà i la cadena ossicular, com més rígides es trobin aquestes estructures menys so arribarà a la finestra oval. Amb aquest mecanisme és possible d’evitar que alguns sons molt intensos provoquin molèsties i causin sensacions doloroses a més de les auditives. D’altra banda, aquest mecanisme és especialment útil en presència d’un soroll persistent, perquè quan el so intens és brusc pot arribar fins a la còclea abans que els músculs es contreguin. Un altre efecte del mecanisme és de millorar l’audició en ambients sorollosos, esmorteint els sorolls profunds de fons.

Per tal que la membrana timpànica enregistri les vibracions sonores és molt important que tingui una bona mobilitat i que pugui vibrar o oscil·lar de manera adequada. En la capacitat oscil·latòria del timpà incideix prioritàriament el fet que als dos costats, és a dir, en l’orella externa i la mitjana, hi hagi la mateixa pressió. La trompa d’Eustaqui té la responsabilitat de mantenir equilibrada la pressió a ambdues bandes del timpà, perquè comunica l’interior de la caixa timpànica amb la cavitat rinofaríngia, que es relaciona directament amb la cavitat nasal. Així, s’iguala la pressió de l’interior de la caixa timpànica amb la del medi exterior, és a dir, l’existent en l’orella externa. Habitualment la trompa és tancada, però s’obre de tant en tant per deixar passar aire a l’orella mitjana o expulsar-lo cap a la rinofaringe, de manera que s’equilibra automàticament la pressió entre l’una i l’altra. La trompa s’obre amb diversos moviments com la deglució o el badall per la contracció dels músculs peristafilins.

Les vibracions sonores passen de l’orella mitjana a la interna a través dels moviments de l’estrep tot incidint en la finestra oval. Així, atenyen la perilimfa, el líquid que ocupa l’espai comprès entre el laberint ossi i el laberint membranós. Davant una vibració sonora, en la perilimfa es produeix un impuls, com una onada, que es desplaça per tot l’interior del cargol. El desplaçament de la perilimfa fa vibrar la membrana basilar que forma el sòl de la còclea. Així, la vibració es transmet a l’òrgan de Corti, situat per sobre de la membrana basilar. Aquest procés provoca el moviment de les cèl·lules sensorials de l’òrgan de Corti, de manera que els cilis del seu pol superior xoquen contra la membrana tectòria, és a dir la massa gelatinosa que se situa a la part superior. El moviment dels cilis provoca un canvi metabòlic a l’interior de les cèl·lules sensorials que descarreguen pel pol inferior un neurotransmissor, una substància que excita les terminacions nervioses del nervi coclear. Així, les cèl·lules sensorials que reben un estímul mecànic, el transformen en un estímul nerviós que es transmet a les fibres que formen el nervi coclear, i després el nervi acústic el transmet fins al cervell. Quan arriben al cervell els impulsos nerviosos són descodificats i interpretats, i es fa conscient el so, les característiques del qual depenen de l’estímul sonor que l’hagi generat.

Les ones sonores també fan vibrar els ossos del crani. La vibració que aquestes ones provoquen arriba a la càpsula òtica. Encara que aquesta vibració no arribi a l’orella interna per la finestra oval, sinó per qualsevol punt de l’os de l’orella mitjana, la perilimfa es desplaça tot estimulant la còclea. Els sons són percebuts amb una intensitat molt inferior a la que tenen quan hi arriben des de l’orella externa i mitjana.

Equilibri

El manteniment de l’equilibri corporal s’aconsegueix gràcies al control exercit pel sistema nerviós central sobre l’aparell locomotor, de manera que manté alguns músculs més contrets o d’altres més relaxats per compensar la força de gravetat i encara d’altres com ara la centrífuga o la de la inèrcia. Es tracta d’un control dinàmic i inconscient, perquè davant qualsevol moviment cal una correcció de la postura ja que el centre de gravetat corporal experimenta desplaçaments quan hom canvia de posició. Per tal que el sistema nerviós central pugui efectuar les correccions pertinents, cal que tingui una informació adequada pel que fa a la postura de cada part del cos en cada moment. Aquesta informació prové de diverses fonts: la sensibilitat cutània i la sensibilitat profunda, la visió i la informació procedent de l’aparell vesti-bular de l’orella interna. Mentre es mantinguin indemnes almenys dues d’aquestes fonts, el sistema nerviós rep prou informació per a efectuar les correccions de la postura que són necessàries. En canvi, quan només rep informació d’una sola font, no pot mantenir d’una manera adequada l’equilibri. Així, els moviments corporals són anormals, i la persona que n’és afectada pot caure.

La sensibilitat, tant la cutània, que recull l’estimulació dels receptors tàctils, com la profunda, sobretot, rebuda dels múltiples receptors situats en les articulacions, permeten a l’encèfal de conèixer la situació del cos en l’espai i la de diverses parts del cos entre si. La visió permet d’observar les característiques de l’espai que envolta la persona, tot oferint punts de referència. I, d’altra banda, l’aparell vesti-bular ofereix informació sobre la posició del cap i dels desplaçaments que efectua.

L’aparell vestibular conté unes estructures específiques de l’equilibri: les màcules otolítiques i les crestes ampul·lars, que, en conjunt, recullen la informació de la postura i els moviments del cap i la transmeten a l’encèfal a través del nervi vestibular. Les màcules otolítiques, situades en el sàcul i l’utricle, reaccionen en resposta a l’acció de la gravetat terrestre i els moviments d’acceleració lineal del cap. Les crestes ampul·lars, situades en les ampul·les dels canals semicirculars, detecten els moviments de rotació i les acceleracions angulars.

En el cas de les màcules, l’estimulació sensorial es produeix per l’acció de la membrana gelatinosa que cobreix els cilis de les cèl·lules sensorials. La membrana gelatinosa conté cristalls de carbonat càlcic, que amb llur pes causen una torsió més accentuada o menys dels cilis, la qual cosa provoca un canvi metabòlic en les cèl·lules sensorials que origina l’impuls nerviós que haurà d’arribar a l’encèfal a través del nervi vestibular. La torsió dels cilis provocada pels grànuls de carbonat càlcic informa l’encèfal de la posició del cap en l’espai. D’altra banda, quan s’esdevé un moviment lineal i progressiu del cap, degut al pes dels cristalls, aquests s’endarrereixen en el moviment i torcen els cilis en el sentit contrari al moviment com si fossin els pèls d’un pinzell. Així, s’informa el cervell de les acceleracions lineals del cap en les tres dimensions de l’espai.

Les crestes ampul·lars transmeten informació a l’encèfal sobre els moviments rotatoris del cap. Cadascun dels conductes semicirculars se situa en un dels tres plans de l’espai. Com que són plens de líquid endolimfàtic, qualsevol moviment de rotació en provoca un desplaçament i, quan el líquid es mou, la massa gelatinosa que se situa per sobre de les crestes origina una torsió dels cilis de les cèl·lules sensorials, que dóna lloc als estímuls nerviosos. Davant l’inici de qualsevol moviment rotatori, es generen estímuls en totes les crestes, però especialment en la que es troba en el conducte semicircular situat en el pla de l’espai en què el moviment s’ha efectuat bàsicament. D’aquesta manera, gràcies a l’acció de les crestes ampul·lars, l’encèfal pot discriminar el sentit i la intensitat dels moviments rotatoris i les acceleracions angulars en qualsevol pla de l’espai.

D’altra banda, els òrgans de l’equilibri situats en cadascuna de les orelles internes es mantenen en una activitat constant, és a dir que sempre envien informació a l’encèfal, encara que hom mantingui el cap en un repòs absolut. Per tant, en cada costat del cap actuen constantment cinc terminacions sensitives, l’utricle, el sàcul i els conductes semicirculars. En resposta a qualsevol moviment, com que les estructures són simètriques i se situen en tots els plans de l’espai, mentre que l’estímul s’intensifica en algunes, en d’altres s’atenua. Així, l’encèfal rep una informació molt precisa sobre la posició i tots els moviments del cap.