Введение

Орган Корти, или спиральный орган, является органом-рецептором слуха и расположен в улитке млекопитающих. Эта высокодифференцированная полоса эпителиальных клеток обеспечивает преобразование слуховых сигналов в потенциалы действия нервных импульсов. Преобразование происходит посредством вибраций структур внутреннего уха, вызывающих смещение жидкости улитки и движение волосковых клеток в органе Корти, что приводит к образованию электрохимических сигналов. Итальянский анатом Альфонсо Джакомо Гаспаре Корти (1822–1876) открыл орган Корти в 1851 году. Эта структура эволюционировала из базилярной пластинки и играет решающую роль в механотрансдукции у млекопитающих.

Структура

Орган Корти расположен в среднем канале улитки внутреннего уха между преддверным протоком и барабанной лестницей и состоит из механосенсорных клеток, известных как волосковые клетки. Вокруг этих волосковых клеток располагаются поддерживающие клетки: клетки Дейтерса, также называемые фалангеальными клетками, которые тесно связаны с наружными волосковыми клетками (НВК), и столбовые клетки, которые разделяют и поддерживают как наружные, так и внутренние волосковые клетки (ВВК). Если бы улитка была развернута, ее длина составила бы около 33 мм у женщин и 34 мм у мужчин, при этом стандартное отклонение для популяции составляет примерно 2,28 мм. Улитка также организована тонотопически, то есть различные частоты звуковых волн взаимодействуют с разными участками структуры. Основание улитки, ближайшее к наружному уху, является наиболее жестким и узким и служит местом преобразования высокочастотных звуков. Верхушка улитки шире, более гибкая и эластичная и функционирует как место преобразования низкочастотных звуков.

Функция

Функция органа Корти заключается в преобразовании (трансдукции) звуков в электрические сигналы, которые могут быть переданы в ствол мозга через слуховой нерв. Однако стимуляция может происходить также посредством прямой вибрации кохлеи от черепа. Последнее называется слухом костной проводимости (или КП), в отличие от первого описанного способа, который называется слухом воздушной проводимости (или ВП). И ВП, и КП стимулируют базилярную мембрану одинаково (Békésy, G. v., Experiments in Hearing. 1960). Базилярная мембрана в барабанной лестнице давит на волосковые клетки органа, когда проходят волны давления перилимфы. Стереоцилии на вершине ВВК перемещаются вместе со смещением жидкости, и в ответ их катионные, или селективные к положительным ионам, каналы открываются кадериновыми структурами, называемыми кончиковыми связями, которые соединяют соседние стереоцилии. Орган Корти, окруженный богатой калием жидкостью эндолимфой, расположен на базилярной мембране в основании срединной лестницы. Под органом Корти находится лестница барабанная, а над ней – лестница преддверная. Обе структуры существуют в жидкости с низким содержанием калия, называемой перилимфой. Ключевым элементом кохлеарного усиления является моторный белок престин, который изменяет свою форму в зависимости от потенциала напряжения внутри волосковой клетки. Когда клетка деполяризована, престин укорачивается, и поскольку он расположен на мембране ОВК, он затем тянет базилярную мембрану, увеличивая степень ее отклонения и создавая более сильное воздействие на внутренние волосковые клетки (ВВК). Когда клетка гиперполяризована, престин удлиняется и ослабляет напряжение на ВВК, что уменьшает количество нервных импульсов, поступающих в мозг. Таким образом, сама волосковая клетка способна модифицировать слуховой сигнал еще до того, как он достигнет мозга.

Разработка

Орган Корти, расположенный между лестницей барабанной перепонки и средним проходом улитки, развивается после формирования и роста кохлеарного протока. Наиболее распространенный вид нарушения слуха – сенсоневральная тугоухость – включает в себя в качестве одной из основных причин снижение функции органа Корти. В частности, функция активного усиления наружных волосковых клеток очень чувствительна к повреждениям, вызванным травматическим воздействием чрезмерно громких звуков или определенных ототоксических препаратов. После повреждения наружные волосковые клетки не регенерируют, что приводит к потере чувствительности и аномально сильному увеличению громкости (известному как рекрутинг) в той части спектра, которую обслуживают поврежденные клетки. В то время как у млекопитающих потеря слуха всегда считалась необратимой, у рыб и птиц такие повреждения обычно восстанавливаются. Исследование 2013 года показало, что применение определенных лекарственных препаратов может реактивировать гены, которые обычно экспрессируются только в процессе развития волосковых клеток. Исследование проводилось в Гарвардской медицинской школе, Массачусетском глазном и ушном институте и Медицинской школе университета Кейо в Японии.