Барабанная перепонка — это слабо растяжимая и мало податливая мембрана, отделяющая наружное ухо от среднего, которая выполняет функции преграды для проникновения микроорганизмов, посторонних предметов и жидкости вглубь уха. Основная её функция — передача звуковых колебаний.
Из чего состоит перепонка
Барабанная перепонка имеет прочную структуру, благодаря которой выдерживает давление, значительно превышающее атмосферное. Имеет трехслойное строение и состоит из:
- клеток плоского эпителия, являющегося продолжением покровных тканей уха;
- переплетения фиброзных волокон;
- однослойной слизистой оболочки.
Благодаря переплетению фибриновых волокон барабанная перепонка прочная и растяжимая конструкция. Радиальные волокна хорошо развиты и выходят из общего центра к краям мембраны. Циркулярные (круговые) располагаются только по краю и переходят в ткани надкостницы барабанного кольца.
Ее упругие свойства поддерживаются постоянной температурой и влажностью, сохраняющейся благодаря строению слухового прохода. Эти показатели в ухе, вблизи барабанной перепонки, не изменяются при колебании погодных условий вовне.
Наружная часть имеет небольшое углубление в сторону внутреннего уха (трельчево углубление). Наиболее вогнутое место мембраны называется пупком. Он располагается немного ниже центра мембраны.
Основная часть мембраны крепится к костному желобку барабанного кольца и туго натянута. Меньшая часть, располагающаяся между концами барабанной вырезки (Ривинуса), относительно свободна и называется шрапнелевой мембраной. В этой части барабанная перепонка состоит из двух слоев без соединительнотканного слоя. Шрапнелева мембрана снаружи ограничена эпителиальными (трельчевыми) складками. Они отходят от молоточкового выступа и заходят в барабанную полость.
От пупка до свободного края барабанная перепонка имеет S-образное выпячивание, которое образовано подлежащей рукояткой молоточка, — молоточковую полоску.
Расположение и иннервация
Данная мембрана расположена в конце наружного слухового прохода, а с обратной стороны примыкает к барабанной камере. У взрослых она крепится под углом к кости слухового прохода. В верхней части угол составляет около 140° и наклон идет в сторону внутреннего уха, а в нижней — 27°, наклон в сторону наружного. У новорожденных наклон больше, чем у взрослых, а у человеческого эмбриона она наклонена почти горизонтально.
Со стороны барабанной камеры к перепонке примыкает сложная шарнирная система — молоточек, наковальня и стремя.
Для удобства описания структур барабанная мембрана делится на квадраты. Вертикальная ось проходит по рукоятке молоточка сверху вниз, горизонтальная идет через выпячивание (пупок) перепонки. В задне-верхнем квадрате перепонки видна рукоятка молоточка и длинный отросток наковальни. Сзади них просматривается стремя.
Иннервация перепонки осуществляется ответвлениями слухового нерва. Разделяясь на несколько веточек, нервные окончания образуют сеть, которая пронизывает оба эпителиальных слоя мембраны.
Кровоснабжение осуществляется с двух сторон мембраны уха. Снаружи сеть капилляров идет от глубокой ушной артерии, проходящей вдоль рукоятки молоточка. Внутренняя сеть состоит из сосудов, отходящих от шилососцевидной и барабанной артерий. Отток крови происходит с помощью вен, расположенных также в эпителиальной и слизистой ткани перепонки. Лимфатическая сеть, лежащая под слоем эпидермиса и слизистой оболочки, имеет анастомозы между собой.
Биофизические характеристики
Строение и расположение барабанной перепонки обуславливают ее функции. Воронкообразная форма перепонки способствует усилению ее резонансных свойств. Сетчатая структура переплетенных волокон среднего слоя мембраны тоже играет важную роль. Ее значение впервые описал и изучил Г. Гельмгольц. Каждое радиальное волокно натянуто между центром и краем барабанной перепонки, середина волокна подвижна.
Волокна на своем протяжении колеблются с различной силой и частотой. Середина радиарных волокон дрожит с большей частотой и меньшей силой, чем концы. Там сила колебания больше при меньшей амплитуде. Совокупность радиарных и круговых волокон представляют собой трансформирующую систему. В результате исследований было установлено, что неэластичная часть барабанной перепонки, лежащая в центре схождения радиальных волокон, колеблется с одинаковой амплитудой при силе звука до 2400 Гц, если сила звука превышает это значение, то колебания ручки молоточка отстают от колебаний подлежащей мембраны почти в 3-4 раза.
Звуковые колебания, передающиеся на рычажную систему и далее на структуры во внутреннем ухе, снижаются по амплитуде, но увеличиваются по силе. Эластичные свойства барабанной перепонки быстро возвращают ее в исходное положение. Если давление нарастает постепенно, то барабанная перепонка способна выдержать давление до 2 атмосфер. В детстве мембрана не только имеет округлую форму, но и высокую эластичность. При дыхании перепонка совершает колебания с незначительной амплитудой, которые обусловлены открытием и закрытием отверстия евстахиевой трубы при вдохе и выдохе. Этот же механизм снижает образование эха при разговоре.
Размер воспринимающей поверхности мембраны значительно превышает площадь овального окна, расположенного во внутреннем ухе. Соответственно, давление на овальное окно увеличивается. Рычажный механизм слуховых косточек уменьшает амплитуду звуковых волн и усиливает их силу. Кроме того, силу звука увеличивает строение наружного уха. Таким образом, на овальное окно оказывается огромное по силе воздействие. Специальные защитные механизмы предохраняют внутреннее ухо от повреждения. В среднем ухе расположены две мышцы — натягивающая барабанную перепонку и фиксирующая стремя. При увеличении силы звука мышцы сокращаются и снижают колебания мембраны и стремени, что защищает рецепторный аппарат слухового анализатора от разрушения.
Равновесие между внешним и внутренним давлением в ухе поддерживается за счет евстахиевой трубы. При нарушении баланса человек не только испытывает неприятные ощущения, но и хуже слышит.
Во внутреннем располагается вторичная перепонка, закрывающая овальное окно улитки. Ее функция состоит в снижении колебаний перилимфы барабанной лестницы.
Функциональность барабанной перепонки
Функции барабанной перепонки в звуковом анализаторе заключаются не только в проведении звуков, но и в защите рецепторов внутреннего уха. Уникальное строение человеческого уха поражает своим совершенством. Ушная раковина помогает фокусировать звук в длинный (21-27 мм) слуховой проход, являющийся резонатором и имеющий собственную частоту колебаний. Если звук совпадает с собственным резонансом слухового прохода, то на барабанную перепонку оказывается сильное давление. Поэтому некоторые звуки воспринимаются как неприятные.
Собственные частотные колебания слухового прохода составляют, в среднем, 3000-4000 Гц. Строение наружного слухового прохода позволяет усилить звук на барабанной перепонке в несколько раз. При этом значение имеют не только резонирующие свойства, но и отражение звука от барабанной перепонки. С возрастом диаметр слухового прохода изменяется, снижается эластичность барабанной перепонки, соответственно, изменяется и сила звука.
Строение аппарата слуха позволяет не только воспринимать звуки в диапазоне от 16-20 Гц до 15-20 кГц, но и определять направление звука.
С возрастом верхний диапазон восприятия звука снижается. Существует и способность воспринимать звук без участия барабанной перепонки за счет его передачи через кости черепа прямо в улитку.
При разрыве волокон среднего слоя барабанной перепонки ее целостность не восстанавливается и колебательная способность нарушается, что приводит к снижению или полной потере слуха.
+1
