Из чего вестибулярный аппарат образован? Как устроен вестибулярный аппарат? Вестибулярный аппарат в организме — функции, нарушение координации и тренировка в домашних условиях.

Вестибулярный аппарат - рецепторный аппарат, расположенный в полукружных протоках и эллиптических (utriculus) и сферических (sacculus) мешочках внутреннего уха. Каждый перепончатый полукружный проток выходит из эллиптического мешочка и, описав 2/3 круга, вновь в негo впадает. На месте впадения имеется расширение - перепончатая ампула. Оба мешочка связаны посредством тонкого канала. Вестибулярный аппарат соединен с улиткой.

Функции

Функция вестибулярного аппарата - сохранение равновесия тела и его ориентации в пространстве. Однако только этого аппарата недостаточно для обеспечения этих функций. Точная ориентация в пространстве достигается согласованной работой органов зрения и слуха, а также информацией, поступающей от проприорецепторов и тактильных рецепторов. Все эти сигналы обрабатываются в среднем мозге и мозжечке.

Как действует?

Отолитовый аппарат (часть вестибулярного) состоит из двух заполненных эндолимфой мешочков, дно которых покрыто нервными клетками, снабженными волосками. В эндолимфе есть маленькие кристаллики карбоната кальция - отолиты. Они давят на волоски, в результате клетки постоянно возбуждены и импульсы от них по вестибулярному нерву поступают в мозг. Благодаря этому человек ощущает силу притяжения. При перемещении головы или тела отолиты смещаются, и меняется их давление на волоски. По вестибулярному нерву в мозг поступает информация об изменении положения тела. Благодаря отолитовому аппарату, человек воспринимает начало и конец равномерного прямолинейного движения, его ускорение или замедление, а главное, изменение силы притяжения.

Эллиптический мешочек посредством перепончатых ампул соединен с полукружными протоками, расположенными в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Внутри этих перепончатых ампул находятся ампулярные гребешки. Над ампулярным гребешком расположена желеобразная структура. Полукружные протоки заполнены эндолимфой. При любом движении головы или тела человека одновременно движутся и полукружные протоки. Ампулярные гребешки наклоняются в противоположную сторону и передают информацию об этих сигналах в головной мозг. Эта часть вестибулярного аппарата регистрирует вращательные движения тела и

Вместе со зрительной и двигательной рецепторными системами (рецептор - анатомическое образование, преобразующее воспринимаемое раздражение в нервные импульсы) он играет ведущую роль в ориентации человека в пространстве. Вестибулярный аппарат воспринимает информацию об ускорении или замедлении, возникающих при любом виде движений, а также при изменении положения головы в пространстве. Здесь же происходит анализ чувства земного тяготения, поэтому вестибулярный аппарат называют еще и органом гравитации. В условиях покоя рецепторы вестибулярного аппарата не возбуждаются. Раздражение рецепторов происходит при наклоне или движении головы. При этом возникают рефлекторные сокращения мышц, способствующие выпрямлению тела и сохранению равновесия.

Лабиринт
Вестибулярный аппарат находится внутри височной кости и тесно связан с органом слуха. В толще височной кости расположен сложно устроенный лабиринт, представляющий собой систему связанных между собой каналов и полостей. Различают костный лабиринт и помещающийся внутри него перепончатый лабиринт, имеющий соединительнотканную стенку и повторяющий в основных чертах форму костного лабиринта. Между костным и перепончатым лабиринтами имеется щель, заполненная жидкостью - перилимфой. Перепончатый лабиринт наполнен плотной эндолимфой, вязкость которой в 2-3 раза больше, чем у воды.

В лабиринте выделяют преддверие и полукружные каналы, в которых располагаются вестибулярные рецепторы, а также улитку, где находятся слуховые рецепторы. Полукружных каналов три, и лежат они во взаимно перпендикулярных плоскостях, что позволяет анализировать положение в трехмерном пространстве. Каждый полукружный канал имеет по две ножки, одна из которых перед преддверием расширяется, образуя ампулу. Преддверие представляет собой овальную полость, в которую с одной стороны открываются полукружные каналы, а с другой - улитка.

В соответствующих костных полукружных каналах лежат перепончатые полукружные протоки; в преддверии же располагаются перепончатые сферический и эллиптический мешочки. В полукружных протоках и мешочках преддверия находятся скопления рецепторных клеток. Вестибулярные рецепторы помещаются на возвышениях, которые имеются только в ампулах протоков в виде гребешков и в мешочках в виде пятен. Содержащаяся в лабиринте жидкость при движении головы и туловища перемещается (сначала перилимфа, а затем и эндолимфа) и раздражает рецепторные клетки. Последние в ампулах полукружных протоков возбуждаются при движении эндолимфы преимущественно во время угловых ускорений, а в пятнах мешочков - при линейных ускорениях.

Рецепторные клетки
В пятнах выступающая в полость мешочка часть рецепторной клетки оканчивается одним более длинным подвижным волоском и 60-80 склеенными неподвижными волосками. Эти волоски погружены в желеобразную мембрану, содержащую известковые кристаллики - отолиты. Раздражаются рецепторные клетки пятен вследствие скольжения отолитовой мембраны по волоскам при движениях эндолимфы. Чувствительность рецепторных волосковых клеток высока: порог различения наклона головы в сторону - всего около 1°, а вперед и назад - 1,5-2°. При ускорении вращения человек замечает изменение в 2-3° в 1 с2.

Считают, что рецепторные клетки в пятнах мешочков воспринимают силу тяжести и преимущественно регулируют равновесие головы и тела, находящихся в покое (статическое равновесие), а рецепторы в ампулах полукружных протоков реагируют на ускорение или замедление движения, то есть регулируют равновесие тела, движущегося в пространстве (динамическое равновесие).

Передача нервных импульсов

Возникающие в рецепторных клетках вестибулярного аппарата нервные импульсы передаются по чувствительным нервным волокнам VIII пары черепных нервов в головной мозг и сначала попадают в вестибулярные центры продолговатого мозга. Отсюда сигналы направляются во многие отделы центральной нервной системы: спинной мозг, мозжечок, кору полушарий большого мозга, ядра глазодвигательных нервов, ретикулярную формацию и вегетативные ядра.

Благодаря связям со спинным мозгом осуществляются вестибулярные рефлексы по поддержанию равновесия тела, в которых участвуют мышцы шеи, туловища и конечностей. В результате этих рефлексов перераспределяется мышечный тонус и сохраняется равновесие. Связи с мозжечком придают движениям плавность, точность и соразмерность.

Сигналы, которые направляются от вестибулярных центров к ядрам глазодвигательных нервов, позволяют сохранять направление взгляда при перемене положения головы. Этим же объясняется нистагм при нарушениях равновесия - непроизвольные ритмические движения глазных яблок в противоположную вращению сторону, сменяющиеся их скачкообразным движением обратно. Характеристики нистагма служат важным показателем состояния вестибулярного аппарата, поэтому анализируются в авиационной, морской и космической медицине, исследуются в эксперименте и клинике.

Вегетативные реакции

Через совокупность нервных структур, расположенных в центральных отделах стволовой части мозга (продолговатом и среднем мозге, зрительных буграх) в вестибулярные реакции вовлекаются сердечно-сосудистая система, желудочно-кишечный тракт и другие органы. При сильных и длительных нагрузках на вестибулярный аппарат возникают вегетативные реакции в виде замедления пульса, снижения артериального давления, головокружения, тошноты, рвоты, похолодания рук и ног, побледнения лица, появления холодного пота и т.п. Подобные симптомы возможны при морской болезни , подъеме на скоростном лифте. Связано это с тем, что человек привык к движениям в горизонтальной плоскости, а движения вверх и вниз или в стороны для него непривычны. Специальная тренировка (качели, вращение) и применение лекарственных средств понижают возбудимость органа равновесия и предотвращают нежелательные явления.

Состояние невесомости

В состоянии невесомости деятельность вестибулярного аппарата изменяется: в первые 70 часов активность вестибулярных рецепторов резко снижается, а затем повышается и через несколько суток возвращается к норме. Однако отсутствие нагрузки на опорно-двигательный аппарат уменьшает импульсы от мышц и может вызвать нарушение вегетативных функций, поэтому при длительном пребывании в состоянии невесомости обязательно выполняются специальные мышечные упражнения.

Пространственная ориентация

В нормальных условиях пространственная ориентация обеспечивается совместной деятельностью вестибулярного аппарата и зрения. Однако вестибулярный аппарат помогает организму ориентироваться в пространстве как при активном движении, так и при пассивном переносе с места на место с завязанными глазами. С помощью вестибулярного аппарата и коры мозга анализируются и запоминаются направление движения, повороты и пройденное расстояние. Клинические наблюдения свидетельствуют, что утрата вестибулярной функции у человека (например, как осложнение менингита) вызывает неустойчивость позы и вместе с тем делает его не подверженным морской болезни. У глухонемых вестибулярный аппарат не функционирует и наклон головы они ощущают вследствие сокращения мышц шеи.

Вестибулярный аппарат находится в тесном взаимодействии со зрительной и двигательной системами, что обеспечивает ориентацию человека в пространстве, сохранение равновесия и координацию движений.

Вестибулярная чувствительность наиболее древ-няя после общих видов чувствительности. Зарождение и формирование жизни на Земле происходило в условиях существования двух глобальных факторов геомагнитного поля и гравитации. Последний фактор оказал важ-ное влияние на формирование сложных организмов в свя-зи с необходимостью учета вектора гравитации для реа-лизации антигравитационного положения тела.

Функции вестибулярного аппарата

Вестибулярным аппаратом является орган чувств , воспринимаю-щий с помощью вестибулорецепторов изменения положения голо-вы и тела в пространстве, а также направление движения. Вестибу-лярный аппарат обеспечивает равновесие тела в положении стоя, при ходьбе, беге, прыжках, во время танца, при подъеме и спуске по лестнице, во время плавания, при езде на различных видах транс-порта, во время выполнения гимнастических упражнений, то есть при всех движениях, когда тело человека переходит из наиболее про-стого положения в самое сложное, является вестибулярный анали-затор (аппарат). При нарушении деятельности этого анализатора про-исходит снижение или полная потеря способности сохранять равно-весие тела в пространстве.

Строение вестибулярного аппарата

Преддверно-улитковый нерв

Основным каналом, сигнализирующим о положении организма в пространстве относительно вектора гравита-ции, стал вестибулярный аппарат. Вестибулярная чув-ствительность осуществляется преддверно-улитковым нервом (VIII пара), в составе которого реализуются два вида рецепции — вестибулярная и слуховая. Принцип организации тот же, что и общих видов чувствительно-сти, а именно: периферическая часть (рецепторный ней-рон с его узлом и корешком преддверно-улиткового нер-ва) и центральная (в данном случае слуховые и вестибу-лярные ядра — гомологи задних рогов спинного мозга).

Нарушение функций органа равновесия происходит в результате различных заболеваний, повреждений и вследствие не тренированности этого органа с ран-них лет. При ускорении движений человека, при вращательных, колебательных его движениях, при езде на транспорте сверхчувстви-тельность этих рецепторов вызывает сильное возбуждение их не-рвных центров, которые расположены в варолиевом мосту. В резуль-тате этого могут появиться головокружение, мелькание в глазах, сердцебиение, отмечаются понижение кровяного давления, поблед-нение лица, тошнота, рвота , иногда могут наблюдаться даже обмо-рочные состояния.

При тяжелых повреждениях этого анализатора у человека кру-жится голова даже при вставании с постели, появляются "мушки" перед глазами и тошнота и он вынужден быстро сесть или лечь. При легких повреждениях вестибулярного анализатора человеку трудно поддерживать равновесие и он испытывает неловкость при выпол-нении сложных движений — при быстром беге, прыжках, круже-нии, при подъеме и спуске пo лестнице и т. д. Следовательно, основная жалоба больных при поражении вестибулярного аппарата — головокружение, обычно сопровождаю-щееся атаксией. Материал с сайта

Раздражение вестибулярного аппарата вызывает ни-стагм в сторону поражения, а его угнетение — в непора-женную сторону. При необходимости проводят калориче-скую и вращательную пробы. Калорическая проба — вли-вание больному поочередно в оба уха холодной (около 20 С) воды — вызывает у здорового человека горизонталь-ный нистагм в противоположную сторону длительностью до 1 мин. При поражении вестибулярного аппарата кало-рический нистагм выпадает или, наоборот, усиливается.

Вращательная проба выполняется при нахождении больного в специальном кресле. После десяти оборотов кресло останавливают, при этом у обследуемого возника-ет нистагм в сторону, противоположную вращению, дли-тельностью 15-25 с. При поражении вестибулярного ап-парата вращательный нистагм выпадает или, наоборот, усиливается.

Коротко о строении вестибулярного аппарата. Он представляет собою периферический отдел вестибулярного анализатора - органа равновесия, в то время как вышележащие нервные пути, ядра и корковые нервные клетки составляют центральный отдел анализатора. Вестибулярный аппарат как составная часть внутреннего уха располагается в височной кости черепа, в его наиболее плотной «каменистой» части – пирамиде. Внутреннее ухо еще называют лабиринтом. Лабиринт состоит из слухового отдела - улитки (располагается кпереди и книзу), вестибулярного отдела - полукружных каналов (сзади и сверху) и преддверия (находится между ними). У человека существует три полукружных канала, имеющих вид полуколец, открытые концы которых (ножки) как бы впаяны в костную стенку преддверия. Каналы находятся в трех разных плоскостях, отчего и получили свое название - горизонтальный, фронтальный и сагиттальный. Преддверие имеет вид вытянутого шара, а улитка действительно напоминает собою улитку.

Внутреннее ухо связано со средним ухом посредством двух «окон»- овального и круглого. Эти окна не являются открытыми. Овальное окно находится в костной стенке преддверия и закрыто стременем - одной из трех слуховых косточек. Основание стремени закрывает окно не полностью; между ним и стенками окна находится узкая эластичная связка, благодаря которой стремя под влиянием звуковых колебаний легко смещается как в сторону преддверия (во внутреннее ухо), так и в направлении к барабанной полости (в среднее ухо). Другое окно (круглое) располагается в костной капсуле основного (первого) завитка улитки. Это окно также не зияет; оно закрыто плотной, но податливой эластичной (вторичной) мембраной.

Внутри костного лабиринта находится перепончатый лабиринт, который, за исключением преддверия, полностью повторяет контуры костного. Пространство между стенками костного и перепончатого лабиринта заполнено жидкостью - перилимфой, по своим свойствам близкой к межклеточной жидкости (к сыворотке крови). Перепончатый лабиринт - замкнутое пространство, заполненное другой жидкостью, эндолимфой. Эндолимфа не имеет непосредственного контакта с перилимфой и резко отличается от нее по многим показателям (например, по концентрации ионов калия и натрия).

Перепончатый лабиринт состоит из трех отделов: полукружных каналов, мешочков преддверия и улиткового хода. Все эти образования соединены между собою следующим образом: полукружные каналы имеют широкое сообщение с одним из мешочков преддверия - утрикулюсом, а улитковый ход посредством небольшого канальца соединен с другим мешочком преддверия - саккулюсом. От саккулюса и утрикулюса отходят тонкие канальцы (по одному от каждого), которые сразу же сливаются в один общий каналец, заканчивающийся расширением в виде мешка в толще твердой мозговой оболочки на задней стенке пирамиды височной кости. В отличие от эндолимфатического замкнутого пространства перилимфатическое сообщается с полостью черепа (с субарахноидальным пространством) через свой небольшой костный каналец. Однако это не значит, что перилимфа и спинномозговая жидкость в норме имеют контакт. Канал в пирамиде заполнен рыхлой соединительной тканью, служащей как бы фильтром, пропускающим лишь определенные вещества в ту или другую сторону.

При некоторых заболеваниях уха или головного мозга этот барьер может разрушаться, и тогда жидкости смешиваются (перилимфа и спинномозговая жидкость), биохимический состав которых в нормальных условиях различный.

«Загрязнение» перилимфы спинномозговой жидкостью может приводить к снижению слуха. По этому канальцу иногда распространяется микробная инфекция, которая вызывает арахноидиты, менингиты, абсцессы мозга.

В здоровом ухе существует определенное равновесие между давлением эндолимфатического и перилимфатического пространства, а также между эндолимфатическим пространством и субарахноидальным. Такое равновесие обеспечивает нормальный тонус перепончатого лабиринта, что весьма существенно для функционирования нервных рецепторных клеток. Изменение давления (главным образом между перилимфой и эндолимфой) может привести к слуховым или вестибулярным расстройствам.

Наиболее важной частью органа равновесия являются рецепторные клетки, располагающиеся в перепончатой части полукружных каналов мешочков преддверия. Каждый костный полукружный канал имеет на одном конце своего полукольца расширение - ампулу, в которой и располагаются рецепторные клетки. Скопления этих клеток названы купулой (заслонкой). Купула напоминает заслонку между полукружными каналами и утрикулюсом. Их всего три - по одной в каждой ампуле. Такое строение способствует легкому отклонению купулярных волосков в ту или другую сторону при малейших смещениях эндолимфы. Смещение волосков, выходящих из нервных клеток, воспринимается как сигнал о перемещении головы или тела в пространстве.

В мешочках преддверия - саккулюсе и утрикулюсе - находятся скопления другого рода нервных клеток, имеющие вид белого известкового пятнышка (макула) и представляющие собою отолитовый аппарат. Волоски нервных клеток погружены в кристаллы - отолиты (от греч. «отос» - ухо, «литое» - камень), которые омываются эндолимфой. Отолиты саккулюса расположены во фронтальной плоскости, а соотношение их положения в правом и левом лабиринте составляет 45°. Отолиты утрикулюса располагаются в сагиттальной плоскости, а по отношению друг к другу (в правом и левом ухе) - горизонтально.

Нервные волокна, отходящие от нервных клеток полукружных каналов и мешочков, собираются в нервные пучки и выходят через внутренний слуховой проход вместе с лицевым нервом в полость черепа - ствол мозга. Здесь они образуют ядра - скопления нервных промежуточных клеток. Между вестибулярными ядрами существует перекрестная связь. С помощью нервных волокон нервные клетки ядер соединены с клетками спинного мозга, мозжечка, ретикулярной формацией, таламусом, с ядрами глазодвигательных нервов, блуждающего нерва и коры головного мозга (главным образом височной доли)...

Все нервные пути, идущие от рецепторных клеток (от периферического отдела органа равновесия), называются афферентными, несущими сигнал" от периферии к центру. Наряду с этим существуют и эфферентные связи, передающие нервные импульсы от центральных отделов головного мозга к вестибулярному рецептору. Такая разнообразная и взаимная связь обеспечивает полное равновесие и сохранение тонуса скелетных мышц как в покое, так и при движениях (статику и кинетику человека). В то же время эта связь при патологии лабиринта или при чрезмерных вестибулярных нагрузках обусловливает появление тягостных побочных явлений сердцебиения, тошноты, рвоты, непроизвольного мочеиспускания и т. п.

Люди все время двигаются. Кто-то делает это изящно, кто-то неуклюже, но любому человеку необходимо каждое мгновение корректно оценивать свое положение в пространстве, чтобы иметь возможность сделать следующее движение. Эту оценку делает вестибулярный аппарат - часть внутреннего уха. Для надежности и уха, и аппарата у нас по два.

Вестибулярный аппарат - это система из трех полукружных каналов, которая оценивает ускорение, которое возникает при наклоне, повороте, или каком-то более сложном движении головы. В основе работы всей этой системы лежит давление жидкости на эластичную мембрану. Не самая очевидная, но понятная ассоциация - это наполненная водой трубка, которая с одной стороны запаяна, а с другой стороны на нее натянут воздушный шарик. Если такую трубку наклонять вверх-вниз, шарик будет периодически колебаться.

Составные части вестибулярного аппарата - это три полукружных канала, которые реагируют на наклоны и повороты головы, и отолитовый орган, который реагирует на ускорение при линейном движении.

Полукружные каналы замкнуты и заполнены вязкой жидкостью. В основании каждого канала есть утолщение, внутри которого находится купула - это такой желеобразный колпачок. Он и выступает в роли колеблющегося шарика на трубке с водой. Под купулой находятся клетки-рецепторы. Во время наклона головы или всего тела в ту или иную сторону, жидкость то давит на купулу, то не давит. Изменение положения купулы передается ресничкам клеток-рецепторов, которые, в свою очередь, передают эту информацию по нервам в мозг.

У речного рака тоже есть вестибулярный аппарат, но для того, чтобы он работал, в нем должны быть песчинки с речного дна. Если эти песчинки из рака достать и заменить их на железные опилки (это можно сделать, когда рак линяет), а потом подносить к раку магнит, он будет думать, что низ находится там, где магнит.

Каналы находятся в примерно перпендикулярных плоскостях, что позволяет реагировать на наклоны во всех направлениях. Поскольку в каждой голове два набора полукружных каналов, мы можем получать еще более точную информацию о положении головы: если голова поворачивается направо, рецепторы в правом горизонтальном полукружном канале стимулируются, тогда как рецепторы в левом горизонтальном канале тормозятся, и наоборот.

Отолитовые органы состоят из двух мешочков: круглого и овального. Эти мешочки тоже заполнены вязкой жидкостью, и в них тоже есть рецепторные клетки с ресничками. Над клетками расположен гелеобразный слой с маленькими, но довольно тяжелыми кристаллами карбоната кальция - отолитами . При ускорении в том или ином направлении кристаллы смещаются и стимулируют реснички рецепторов. Отолиты позволяют нам чувствовать, где верх, а где низ.

Почему людей укачивает

Укачивание может возникать, когда вестибулярный аппарат слишком сильно стимулируется и купула с отолитами то и дело дергают реснички клеток-рецепторов. Это запускает каскад реакций в мозге, который, среди прочего, затрагивает и рвотный центр. Вестибулярный аппарат можно тренировать - и тут подойдет любой спорт, кроме шахмат, - укачивать будет меньше.

А вот алкогольное опьянение на вестибулярный аппарат не влияет. Неуверенная походка - результат того, что продукты распада спирта поражают мозжечок, который отвечает за удержание равновесия.