PERİFERİK İŞİTME SİSTEMİ

Periferik İşitme Sistemi Anatomisi

 

   Periferik işitme sistemi ve santral işitme sistemi, işitme sistemini oluşturan iki bölümdür. Periferik işitme sisteminde kulağa gelen seslerin toplanıp biyoelektriksel sinyallere dönüştürülmesi sağlanırken, santral işitme sisteminde seslerin çözümlenerek algısal işlemin gerçekleşmesi sağlanır.

   Periferik işitme sistemi, “dış kulak”, “orta kulak” ve “iç kulak” olmak üzere üç kısımda incelenir.

Dış Kulak

   Dış kulak, "Auricula–Pinna (Kulak kepçesi)" ve "Meatus Auditory Externa (Dış kulak yolu)" olarak iki yapıdan oluşur. Dış kulak, aurikula (kulak kepçesi) ve dış kulak yolundan (meatus auditory externa) gelen seslerin kulak zarına iletilmesini sağlar.

Kulak Kepçesi (Auricula-Pinna):

   Auricula, işitme sisteminin dışarıya açılan penceresidir. Dış ortamdan gelen sesleri yapısındaki oluşumlar sayesinde toplayarak dış kulak yoluna gönderir.

      Resim 1: Kulak kepçesi ve yapıları.

   Auricula, arka taraftan gelen gürültüleri bastırarak ön taraftan gelen seslerin daha iyi anlaşılmasını sağlar.

   Auricula aynı zamanda seslerin amplifiye (yükseltme) edilmesini ve seslerin yer-yön tayininin (lokalizasyon-lateralizasyon) yapılmasında görev alır.  

      

Dış Kulak Yolu (Meatus Auditory Externa):

   Dış kulak yolu, auricula ile kulak zarı (timpanik membran) arasında bulunan ve seslerin iletilmesini sağlayan kanaldır. Ortalama 2.5-2.7 cm uzunluğunda (erkeklerde kadınlara oranla daha uzundur) ve 7 mm çapındadır. Dış kulak yolunun 1/3’lük giriş bölümü kıkırdak (kartilaj) dokudan geri kalan 2/3’lük kısmı ise kemik dokudan oluşmuştur. Dış kulak yolunun içi serumen (kulak kiri, ear wax) adı verilen, koruyucu özelliği olan yapışkan bir madde ile kaplıdır.  

                Resim 2: Periferik İşitme Sistemi

  Dış kulak yolu sesleri iletirken aynı zamanda seslerin amplifiye edilmesini sağlar. Bu da dış kulak yolunun sadece sesi iletmekle görevli bir kanal olmadığını aynı zamanda rezonatör bir yapıya sahip olduğunu gösterir. 3000-4000 Hz aralığında amplifikasyon yapan dış kulak yolu (özellikle 4000 Hz’de) 12 dB civarında kazanç elde edilmesini sağlar. (Yenidoğanlarda dış kulak yolu rezonans frekansı 6000 Hz’dir).

   Dış ortamdan gelen ses, yakın kulaktan uzak kulağa geçerken 0.6msn’lik (interaural mesafe) gecikme yaşar. Bu sayede gelen seslerin yer-yön tayininin yapılması sağlanır.

Orta Kulak

   Orta kulak, kulak zarı (tympanic membrane) ile iç kulak arasında bulunur. İçerisinde kulak zarı, kulak kemikçikleri (malleus, incus, stapes), iki adet kas (m. tensor tympany, m. stapedius), östaki tüpü (eustachian tube) ve dört adet ligament (superior malleus ligamenti, anterior malleus ligamenti, posterior incus ligamenti, superior incus ligamenti) vardır.

   Orta kulak, etrafı duvarlarla çevrili bir odacık şeklindedir ve hacmi ortalama 2cm³ tür.  Duvarlar ve komşu oldukları yapılar şu şekildedir:

 

Resim 3: Orta kulak boşluğu.

Dış duvar: Kulak zarı

İç duvar: Promontoryum (kokleanın orta kulağa doğru yaptığı çıkıntı)

Ön duvar: Östaki tüpü açıklığı

Arka duvar:7. Kranial sinirin geçtiği kanal

Üst duvar: Tegmen tympani

Alt duvar: Boyun toplardamarının (Jugular ven) çıkıntısı.

 

 

Kulak Zarı (Tympanic Membrane):

   Dış kulak ile orta kulak arasındaki sınırı oluşturan kulak zarı, orta kulağın ilk yapısıdır. Kulak zarı üç farklı tabakadan oluşur; dış kulak tarafında yassı epitel, orta kulak tarafında tek katlı kübik epitel ve iki tabaka arasındaki kollajen elastik fibriller. Kulak zarı oval şekilde ve yarı saydam yapıdadır. Kalınlığı ortalama 0.1 mm, genişliği 8-9 mm, uzunluğu ise 10-11 mm’dir.

                   Resim 4: Kulak zarının yapıları.                                                

   Kulak zarının 3/4’lük kısmı, gergin yapıda olan ve sesin iletimini sağlayan "pars tensa" kısmından oluşur. Pars tensa yaklaşık 55 mm² lik alana sahiptir ve gelen seslerin orta kulağa iletilmesini sağlar. Malleusla bağlantılı olan kısma "manubrium", zarın en şişkin noktasına ise "umbo" denir. Alt kısımda otoskopik bakı yapıldığında parlayan kısım "light reflex (ışık üçgeni)" ve üst kısımda gevşek yapıda olan "pars flaccida" bulunur. 

   Kulak zarını, dışarıdan atmosfer basıncı, içeriden ise östaki borusu belirli bir dengede tutarak çökmesini engeller. Bu sayede kulak zarı anatomik yerini korumuş olur.

                                          

Kemikçik Zincir:

   Orta kulak boşluğunda kulak zarından gelen ses enerjisinin iç kulağa iletilmesini sağlayan kemikçik zincir, “malleus”, “incus” ve “stapes” adı verilen üç küçük kemikçikten oluşur. Bu kemikçikler vücudun en küçük kemikleri olup orta kulakta dört ligament ve iki kas ile bağlanmış durumdadır.

Malleus:

   Malleus, ortalalama 25 mg ağırlığı ve 9 mm uzunluğu ile kemikçiklerin en büyüğüdür. Manubrium ile kulak zarına bağlı olan malleus ses sinyallerini kulak zarından alıp incusa iletir.

İncus:

   İncus, ortalama 30 mg ağırlığında ve 7 mm uzunluğundadır. Kemikçiklerin ortasında bulunan incus malleustan aldığı ses enerjisini stapese iletir.

Stapes:

   Stapes, ortalama 4 mg ağırlığı ve 2.5 mm uzunluğu ile kemikçiklerin en küçüğüdür. Son kemikçik olan stapes, incustan aldığı ses enerjisini tabanı aracılığı ile iç kulağa iletir.

Resim 5: Orta kulak kemikçikleri.

   Normal koşullarda ses hava ortamından sıvı ortama geçerken enerjisinin %99’unu kaybeder. İşitme sisteminde de ses orta kulaktan iç kulağa geçerken ortam değiştirdiği için enerjisini kaybeder. Bu nedenle orta kulakta sesin kazancını artırmak için bazı telafi mekanizmaları çalışır. Bu mekanizmalar şu şekilde açıklanır:

1-      Kulak zarının titreşen bölümü (55mm²) ile stapes tabanının yüzey alanı (3.2 mm²) arasındaki 17 katlık fark, sesi 17 kat daha yüksek şiddette gönderir ve bu sayede 25 dB’lik kazanç sağlanır.

2-      Malleus ile incus arasındaki 1.3 katlık boyut farkı hidrolik kaldıraç etkisi oluşturarak sesi 1.3 kat daha şiddetli iletir ve bu sayede 2 dB’lik kazanç sağlanır.

3-      Kulak zarının konkav yapıda olması nedeniyle malleusun bağlı olduğu umbo daha fazla titreşerek ses şiddetini artırır ve bu sayede 6 dB’lik kazanç sağlanır.

      Ortalama 30-35 dB’ lik kazanç sağlanır ve sesin kaybettiği enerji tekrar kazanılır.

Orta Kulak Kasları:

   Orta kulak boşluğunda "M. Tensor Tympani" ve "M. Stapedius" adı verilen iki adet kas bulunur. Bu kaslar, kemikçikleri hareket ettirerek kulakta birtakım değişiklikler oluşturur.

M. Tensor Tympani:

   Malleusa bağlı olan bu kas, kulak zarının esnekliğini değiştirerek seslerin geçişini artırıp azaltmayı sağlar. Ortalama 25 mm uzunluğunda ve 6 mm²  çapında olan bu kas 5. Kranial sinirin (N. Trigeminus) mandibular dalı tarafından uyarılır.

M. Stapedius:

   Stapese bağlı olan bu kas, stapesi iç kulağa uzaklaştırıp yakınlaştırarak seslerin geçişini ayarlar. Bu sayede iç kulağı yüksek şiddetteki seslerden korur. Ortalama 6 mm uzunluğunda ve 5 mm² çapında olan bu kas 7. Kranial sinirin(N. Facialis) stapedial dalı tarafından uyarılır.

Östaki Tüpü (Eustachian Tube):

   Orta kulak boşluğunun ön duvarı ile nazofarenks arasında bulunan östaki, uzun ince bir tüp şeklindedir. Ortalama 3.5 cm uzunluğa sahip olan östaki tüpünün 1/3’lük kısmı kemik dokudan, 2/3’lük kısmı kıkırdak yapıdan oluşmuştur. Östaki tüpü, dış kulak ile orta kulak arasındaki basıncın dengelenmesini sağlar. Bu basınç dengesi kulak zarını anatomik pozisyonuna getirir ve bu sayede en iyi ses iletimini sağlanır.

Resim 6: Östaki tüpü.

   Östaki tüpünün bir diğer görevi ise orta kulakta drenajı sağlamaktır (Östaki tüpünün transvers kesitle olan açısı, yetişkinlerde 45⁰ bebeklerde ise 10⁰ dir).

İç Kulak

   İç kulak, işitme organının (koklea) ve denge organlarının (semisirküler kanallar, utrikül, sakkül) yer aldığı bölüme verilen isimdir. Temel olarak iç kulağın dış kısmı kemik yapıdan (kemik labirent), iç kısmı ise zar yapıdan (zar labirent) oluşmuştur.

Kemik labirent üç kısımdan oluşur:

Koklea

Vesibulum

Semisirküler kanallar

Zar labirent, kemik labirent içinde yer alır. Kemik labirent-zar labirent arasında "perilenf" sıvısı, zar labirent içerisinde ise "endolenf" sıvısı yer alır. Zar labirent yapıları şu şekildedir:

Koklea içerisindeki ductus cochlearis

Vestibulum içerisindeki utriculus (utrikül) ve sacculus (sakkül)

Semisirküler kanalar içerisindeki ductus semisirkülaris

Endolenfatik kese

Koklea (Cochlea):

   Koklea, iç kulak içerisindeki işitmeden sorumlu organdır. Dış kısmı salyangoza benzeyen bu organ kendi üzerinde yaklaşık 2.5 defa kıvrılmıştır ve 35 mm uzunluğundadır. Yüksek seslere duyarlı olan “bazal” kısım ile başlar, alçak frekanslara duyarlı olan “apeks” ile sonlanır. Kokleanın dış kısmını oluşturan kemik iskelete “modiolus” adı verilir.

Resim 7: İç kulak anatomisi.

Koklea içerisinde içerisinde sıvı dolu olan üç tüp vardır. Bunlar:

1- Scala vestibuli: En üstte yer alan bu tüp "perilenf" sıvısı doludur. Oval pencere ile orta kulağa bağlıdır.

2- Scala media (Ductus cochlearis): Ortada yer alan bu tüp içerisinde "endolenf" doludur ve ayrıca içerisinde işitmeden sorumlu olan "Corti organı" vardır.

3- Scala timpani: En altta yer alan bu tüp "perilenf" sıvısı ile doludur. Yuvarlak pencere ile orta kulağa bağlıdır.

   Perilenf, Na⁺  bakımından zengin olan ekstraselüler sıvı ile benzer iken; endolenf, K⁺  bakımından zengin olan intraselüler sıvı ile benzerdir.

   Scala vesibuli ile scala media, kokleanın apeksinde birbirine bağlanır. Bağlandıkları bu bölüme "helicotrema" adı verilir.

   Scala vestibuli ile scala media arasında "Reissner’s membranı", scala media ile scala timpani arasında ise "Basilar membran (baziler membran)" bulunur.

Resim 8: Kokleanın kesiti ve corti organı.

   Yüksek frekanslı seslerin dalga boyu küçük olduğu için daha çok bazalde, alçak frekanslı seslerin dalga boyu büyük olduğu için daha çok apekste algılanır. Çünkü basilar membran kokleanın bazal kısmında daha dar ve ince, apeksinde ise daha geniş ve kalındır. Basilar membrandan başlayıp işitsel kortekse kadar devam eden bu özelliğe “Tonotopik organizasyon” denir.

   Corti organı kokleanın içindeki sıvıların titreşimine bağlı olarak sesleri alır, işler ve işitme sinirine gönderir. Sesleri almak için kullandığı özelleşmiş hücrelere "tüylü hücreler" denir. Tüylü hücreler lokalizasyonuna göre ve özelliklerine göre sınıflandırılır.  Corti organında yaklaşık 16.000 tüylü hücre vardır ve bunların yaklaşık 12.000 tanesi dış tüylü hücre, 4.000 tanesi iç tüylü hücredir. Tüylü hücreler corti organında 3 dış tüylü hücre-1 iç tüylü hücre olarak sıralanmıştır.

Resim 9: Baziler membranın yapısı ve tüylü hücrelerin mikroskobik görüntüsü.                                                                                                                                                               

   Tüylü hücreler lokalizasyonuna göre dış tüylü hücreler ve iç tüylü hücreler olarak sınıflandırılır. Dış tüylü hücreler, corti organının stria vaskülarise yakın olan tarafında bulunurken, iç tüylü hücreler modiolus tarafında bulunur. Özelliklerine göre ise Tip1 ve Tip2 tüylü hücreler olarak sınıflandırılır. Tip 1ve Tip 2 hücrelerin özellikleri şu şekildedir:

Resim 10: Tip 1 ve Tip 2 tüylü hücrelerin özellikleri.

   Tüylü hücrelerin üst bölümünde tektorial membranla etkileşim halinde bulunan reseptör hücreler vardır. “Kinocilium (kinosilyum)” ve “Sterocilium (sterosilyum)” olarak ikiye ayrılan bu hücrelerin birbirlerine göre hareketleri sonucunda depolarizasyon veya hiperpolarizasyon gerçekleşir.

Resim 11: Tüylü hücrelerin uyarılması.

   Bir tüy hücresinde tek ve en uzun olan reseptör hücresine kinosilyum, birden fazla olan ve kısa olan reseptör hücrelere ise sterosilyum denir. Sterosilyumların kinosilyumlara doğru eğilmesi depolarizasyon yaparak uyarımı sağlarken, kinosilyumun sterosilyumlara doğru eğilmesi hiperpolarizasyon yaparak uyarımı zorlaştırır.

   Kokleada endolenf üretimini “stria vaskülaris”, vestibüler uç organlarda ise “dark hücreleri" yapmaktadır. İç kulaktaki fazla endolenfin absorbe edilmesi ise “endolenfatik kese” tarafından yapılmaktadır.

   Kokleanın gangliyonu “spiral gangliyon”, vestibüler uç organların gangliyonu ise “scarpa gangliyonu”dur.

Periferik İşitme Sistemi Fizyolojisi

   Dış ortamdan gelen akustik seslerin ilk olarak karşılaştığı yer kulak kepçesidir. Gelen sesler kulak kepçesi tarafından filtrelenir (ardalan gürültüyü baskılama), amplifiye edilir (sesleri yükseltme) ve dış kulak yoluna iletir. Ayrıca kulak kepçesi seslerin yer-yön tayinin yapılmasında yardımcı olur. Dış kulak yoluna gelen sesler dış kulak yolu rezonans frekansına (3000-4000 Hz) bağlı olarak tekrar amplifikasyona uğrar ve yaklaşık 12 dB kazanç sağlanır.

   Kulağa gelen seslerin bir kulaktan diğerine geçerken uğradığı zamansal gecikmeye "interaural mesafe" denir ve ortalama 0.6 msn’dir (kafa çapına bağlı olarak değişir). İnteraural mesafe, bu sayede seslerin yer-yön tayininin yapılmasını sağlar. 

Resim 12: İnteraural mesafe şeması.

   Dış kulak yolu amplifiye ettiği sesleri kulak zarına iletir. Kulak zarı titreşerek akustik sesi mekanik sese çevirir ve bağlı olduğu malleus kemikçiğine iletir. Ses sırasıyla malleus, incus ve stapese iletilir. Stapes tabanına ulaşan ses buradan da kokleaya iletilir. Ses hava ortamından sıvı ortama geçerken enerjisinin %99’unu kaybeder ve bu da yaklaşık 35 dB’lik bir kayba neden olur. Bu kaybı gidermek için yukarıda anlatılan üç telafi mekanizması devreye girerek 30-35 dB’lik kazanç sağlar ve kayıp giderilir.

   Orta kulaktaki östaki borusu orta kulak ve dış atmosfer basıncını eşitleyerek kulak zarının en yüksek seviyede titreşmesini sağlar ve en iyi ses geçişi sağlanır. Ayrıca östaki borusu orta kulakta drenajı sağlayarak orta kulağın herhangi bir üst solunum yolu enfeksiyonu sonucunda enfekte olmasını önler.

   Malleusa bağlı olan m. tensor tympani kulak zarını gerip gevşeterek ses geçişini artırıp azaltır ve bu sayede kulağı yüksek seslerden korur. Stapese bağlı olan m. stapedius ise stapesi iter ve çeker. Bu sayede yüksek seslerin kokleaya geçişini engeller ve iç kulağı korur.

   Stapes tabanından yuvarlak pencere aracılığı ile kokleaya gelen ses, koklea içerisindeki perilenf sıvısını titreştirir. Bu titreşim zar yapıdaki scala mediaya, scala mediadan da scala media içerisindeki endolenfe iletilir. Titreşen endolenf, corti organı üzerindeki tektorial membranı hareketlendirir ve tüylü hücreler uyarılır. Uyarım sonucunda ses elektriksel enerjiye çevrilir ve işitme siniri ile üst işitme merkezlerine gönderilir.

   Özetle, dış kulak ve orta kulak daha çok seslerin iletiminde ve amplifikasyonunda; iç kulak ise seslerin elektriksel enerjiye çevrilmesi ve tonotopik organizasyonunda (seslerin frekansal ayrımı) görevlidir.