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.
The organ of Corti, or spiral organ, is the receptor organ for hearing and is located in the mammalian cochlea. This highly varied strip of epithelial cells allows for transduction of auditory signals into nerve impulses' action potential. Transduction occurs through vibrations of structures in the inner ear causing displacement of cochlear fluid and movement of hair cells at the organ of Corti to produce electrochemical signals. Italian anatomist Alfonso Giacomo Gaspare Corti (1822–1876) discovered the organ of Corti in 1851. The structure evolved from the basilar papilla and is crucial for mechanotransduction in mammals.
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.