FISIOLOGI PENDENGARAN Ginus Partadiredja Bagian Fisiologi FK UGM

1. Helix 2. Antihelix 3. Tympanic membrane (eardrum) 4. External auditory meatus 5. Lobule 6. Middle ear 7. Round window 8. Eustachian tube 9. Stapes footplate covering oval window 10. Cochlear and vestibular nerves 11. Cochlea 12. Lateral semicircular canal 13. Superior semicircular canal 14. Rear semicircular canal 15. Stapes 16. Incus 17. Malleus

ANATOMI TELINGA • Telinga luar (auris externa) – Auricula (helix, lobulus) – Canalis auditorius externus - cerumen – Membrana tympani • Telinga tengah (auris media) – Malleus – Incus – Stapes • Telinga dalam (auris interna) – Canalis semicircularis – Vestibula – Cochlea (35 mm, 2 ¾ lingkaran)

• Tuba auditiva (Eustachius) • M. tensor tympani (n. V) malleus • M. stapedius (n. VII) stapes - hyperacusia • Refleks tympani 40 – 160 ms

• Telinga dalam Labyrinthus osseus Labyrinthus membranaceus - Canalis semicircularis - Ductus semicircularis - Vestibulus - Utriculus - Sacculus - Cochlea - Scala vestibuli - Scala media (ductus cochlearis) - Scala tympani perilymphe endolymphe (kadar K+ tinggi) - Helicotrema - Membrana vestibularis (membrana Reissner) - Membrana basalis

• Scala vestibuli fenestra ovale • Scala tympani fenestra rotunda (membrana tympani secunder) • Scala media bermuatan + dibandingkan scala vestibuli & tympani

Organon Corti (organon spiralis) • Sel rambut • 3 baris “outer hair cells” (puncak tertanam di membrana tectoria; 5 -10% inervasi sensoris; 90% inervasi motoris kolinergik) • 1 baris “inner hair cells” (90 -95% inervasi sensoris; sedikit inervasi motoris) • “Hair bundle” = 30 – 150 stereocilia (panjang berbeda-beda); kinocilium di cochlea dewasa hilang • Stereocilia terendam endolymphe • Dasar sel rambut terendam perilymphe

• “Supporting cells”/ “Sustentacular cells” • Lamina reticularis & Membrana tectoria • Cabang cochlearis n. VIII & Ganglion spiralis

Gelombang Suara • Kecepatan di udara = 344 m/detik, 20°C • Kecepatan seiring suhu & ketinggian • Kecepatan di air tawar = 1450 m/s, 20°C • Kecepatan di air garam • Frekuensi getaran suara = pitch • Frekuensi suara terdengar: 20 – 20. 000 Hz (biasanya 500 – 5000 Hz) • Frekuensi bicara = 100 – 3000 Hz

• Semakin besar intensitas (amplitudo) suara semakin keras suara • Intensitas suara = decibels (d. B) • d. B = 10 log ____Intensitas suara_______ Intensitas suara standar • 0 d. B ketiadaan suara • 0 d. B intensitas suara = intensitas suara standar • Ambang pendengaran = 0 d. B 1000 Hz

Bunyi Intensitas Suara (d. B) Gemerisik daun 15 Bisikan 30 Percakapan normal 60 Vacuum cleaner 75 Teriakan 80 Suara motor 90 Suara tak nyaman 120 Suara menyakitkan telinga 140

• Masking: Berkurangnya kemampuan seseorang untuk mendengar suara akibat hadirnya suara lain

FISIOLOGI PENDENGARAN

FISIOLOGI PENDENGARAN 1. Auricula mengarahkan gelombang suara ke meatus acusticus externus canalis auditoris externus membrana tympani 2. Membrana tympani bergetar (resonator) tergantung frekuensi & intensitas 3. Vibrasi malleus incus stapes (kekuatan 1, 3 x) 4. Getaran stapes fenestra ovale (20 x > kuat daripada membrana tympani) 5. Getaran fenestra ovale perilymphe scala vestibuli

6. Scala vestibuli scala tympani fenestra rotunda 7. Deformasi dinding scalae membrana vestibularis 8. Membrana vestibularis endolymphe (ductus cochlearis) 9. Endolymphe membrana basalis 10. Membrana basalis menggerakkan sel rambut terhadap membrana tectoria

• Setiap bagian membrana basalis berespon maksimal terhadap gelombang suara frekuensi tertentu • Membrana basalis dekat basis cochlea: sempit & kaku frekuensi tinggi (20. 000 Hz) • Membrana basalis dekat apex cochlea: lebar & lentur frekuensi rendah (20 Hz)

Stimulasi pada Sel Rambut • Sel rambut mentransduksi getaran mekanis sinyal listrik • Membrana basalis bergetar stereocilia (hair bundles) pada apex sel rambut bergeser satu sama lain

• Protein “tip link” menghubungkan puncak tiap stereocilia dengan “mechanically gated ion channels” (kanal transduksi) pada stereocilia yang lebih tinggi di sebelahnya • Stereocilia menekuk ke arah stereocilia yang lebih tinggi “tip links” membuka kanal transduksi

• Ion K+ masuk ke dalam sel rambut potensial reseptor pendepolarisasi (potensial membran -60 m. V -50 m. V) menyebar di membran plasma membuka “voltage-gated Ca 2+ channels” di dasar sel rambut • Ca 2+ masuk sel rambut eksositosis vesikel sinaptik berisi neurotransmiter glutamat neuron sensoris

• Tekukan stereocilia ke arah berlawanan menutup kanal transduksi repolarisasi & hiperpolarisasi neurotransmiter frekuensi impuls saraf

• Emisi otoakustik: getaran “outer hair cells” sebagai respon gelombang suara & sinyal dari neuron motorik stapes • “Outer hair cells” memanjang/ hiperpolarisasi – memendek/ depolarisasi kekakuan membrana tectoria berubah gerakan membrana basalis respon “inner hair cells” • Deteksi emisi otoakustik pemeriksaan gangguan pendengaran pada bayi

Jaras Auditoris • Cabang cochlearis n. Vestibulocochlearis (VIII) nuclei cochlearis medulla oblongata nuclei olivarii superior pons Colliculus inferior mesencephalon nucleus geniculatum mediale thalamus area auditoris primer di gyrus temporalis superior cortex cerebri (Area Brodmann 41 & 42)

• Jaras dari berbagai bagian cochlea berbeda • Area yang berbeda di korteks auditoris primer untuk frekuensi berbeda • Gelombang suara intensitas tinggi vibrasi di membrana basalis frekuensi impuls saraf ke otak • Persepsi auditoris bersifat bilateral • Perbedaan “timing” impuls di nuclei olivarii lokalisasi suara

• Konduksi Tulang dan Udara • Konduksi osikular: udara ossicula auditiva • Konduksi udara: udara fenestra rotunda • Konduksi tulang: via tulang cranium

• Ketulian: • Tuli konduksi: Sumbat pada canalis auditorius externus, penebalan membrana tympani, rigiditas stapes • Tuli saraf: Kebisingan, tumor, presbycusis, aminoglycosida (streptomycin, gentamicin) obstruksi kanal stereocilia

Suara Keras & Kerusakan Sel Rambut • Musik keras, suara pesawat jet, mesin pemotong rumput, vacuum cleaners merusak sel rambut • Konser rock, headphones murah 110 d. B • Ketulian dimulai dari hilangnya sensitivitas terhadap suara “high pitch” • Kesehatan kerja pelindung telinga (> 90 d. B) • Ear plugs baik dapat mengurangi 30 d. B

Tes Pendengaran • Rinne Test - Garpu tala di processus mastoideus telinga - Normal: konduksi udara > konduksi tulang - Tuli konduksi: Konduksi udara tak terdengar - Tuli saraf: Konduksi udara terdengar (tuli parsial)

• Weber Test - Garpu tala di vertex - Normal: Mendengar sama kuat - Tuli konduksi: Terdengar > di telinga sakit - Tuli saraf: Terdengar > di telinga normal

• Schwabach test - Konduksi tulang pasien : pemeriksa - Tuli konduksi: Konduksi tulang > baik daripada normal - Tuli saraf: Konduksi tulang > buruk daripada normal

FISIOLOGI KESEIMBANGAN • Keseimbangan statis: Pemeliharaan posisi badan terhadap gravitasi • Keseimbangan dinamis: Pemeliharaan posisi badan terhadap gerakan cepat (rotasi, akselerasi, deselerasi) • Organ reseptor keseimbangan: Aparatus vestibularis (sacculus, utriculus, ductus semicircularis) • Canalis semicircularis akselerasi rotasional • Utriculus keseimbangan statis & akselerasi linear horizontal • Sacculus keseimbangan statis & akselerasi linear vertikal

Organ Otolitik (Macula): Utriculus dan Sacculus • Area kecil, menebal: macula • Macula: Sel rambut Sel pendukung (“supporting cells”) > 70 “Hair bundles” (stereocilia) + “tip links” 1 kinocilium > stereocilia Membran otolitik: lapisan glikoprotein gelatinosa tebal Otolith/ Otoconia: lapisan kalsium karbonat padat

• Menundukkan kepala membrana otolitik tertarik gravitasi menekuk stereocilia • Duduk di mobil bergerak ke depan tiba-tiba membrana otolitik “tertinggal” menekuk stereocilia • Tekukan stereocilia meregangkan “tip links” membuka kanal transduksi potensial reseptor depolarisasi • Tekukan ke arah berlawanan repolarisasi

Ductus Semicircularis • Crista ampullaris: - Sel rambut - “Supporting cells”/ “sustentacullar cells” - Cupula: materi gelatinosa

• Kepala bergerak endolymphe “tertinggal” deformasi cupula berlawanan arah terhadap rotasi menekuk stereocilia potensial reseptor impuls saraf • Rotasi konstan cupula tegak lagi • Rotasi berhenti endolymphe bergeser ke arah rotasi deformasi cupula searah rotasi

• Neurotransmiter dari sel rambut neuron sensoris orde 1 (cabang vestibular n. VIII) • Ganglion vestibular • Neuron motoris bersinaps dengan sel rambut & neuron sensoris regulasi sensitivitas

Jaras Keseimbangan • Mayoritas cabang vestibular n. VIII nuclei vestibular medulla oblongata & pons Nuclei n. III, IV, VI, XI tractus vestibulospinalis • Sebagian cabang vestibular n. VIII peduncullus cerebelli inferior cerebellum Area motorik cerebrum

• Refleks vestibulo-okular (nystagmus) • Stimulasi kalorik nystagmus, vertigo, nausea

Rujukan • Tortora GJ & Derrickson B (2006). Principles of Anatomy and Physiology, 11 th ed. Chapter 15, Pages: 595 – 605 • Ganong WF (2005). Review of Medical Physiology, 22 nd ed. Chapter 9, Pages 171 - 184.