SALIK BLMLER FAKLTES ORTA KULAK FZYOLOJS Dr r

SAĞLIK BİLİMLERİ FAKÜLTESİ ORTA KULAK FİZYOLOJİSİ Dr. Öğr. Üyesi Ali Erman KENT

ORTA KULAK FİZYOLOJİSİ

Orta Kulağın İşitme Fizyolojisindeki Rolü Orta kulak, ses enerjisini dış kulak yolunun hava ortamından kokleanın sıvı ortamına iletme işlevini yapar

Orta Kulağın İşitme Fizyolojisindeki Rolü • • • Timpanik membran ve oval pencere yüzey alanı Kemikçiklerin kaldıraç etkisi Kulak zarının anatomik yapısı Orta kulak kasları Kemikçiklerin anatomik yapısı ve ligamentler Östaki tüpünün etkisi

Orta kulak havasının titreşimi • Orta kulak yapılarının anatomik konfigürasyonu, dış kulaktan alınan ses dalgalarının amplifikasyonunu kolaylaştırır. • Oval pencere içinde stapesin piston benzeri titreşimi, oval pencere aracılığıyla skala vestibüliye aktarılan basıncın, yuvarlak pencere aracılığıyla skala timpaniye aktarılan basınçtan çok daha yüksek olmasını sağlar. • İki skala arasındaki bu basınç farkı, koklear yapıların mekanik uyarımı için kritik öneme sahiptir.

Orta kulak, koklear sıvılara iletilen ses enerjisini artırmak suretiyle bir transformatör görevi de yapar. İç kulak yapılarını etkili bir şekilde harekete geçirmek için orta kulak mekanizmalarına ihtiyaç vardır.

Sesin Hava Ortamından Sıvı Ortama Geçişi • Bir ortamdaki ses iletimi, o ortamı oluşturan maddenin özelliklerine bağlıdır • Empedans olarak adlandırılan bu özellik şu formülle açıklanabilir Akustik empedans = Ortamdaki sesin hızı. ortamın yoğunluğu Havanın empedansı, sıvıdan (örn. koklear sıvılar) çok daha düşüktür. Bu nedenle hava sıvı yüzeylerinde, enerjinin büyük çoğunluğu sıvı yüzeyinden yansır ve çok az enerji sıvı ortama geçer.

Hava ortamından sıvı ortamına geçiş • Ses enerjisi için sıvı ve hava ortamları arasındaki akustik empedans uyumsuzluğu çok büyüktür (yaklaşık %99 oranında hava dan sıvı ortama geçerken yansır). • Bunun logaritmik değeri 30 d. B'dir. Yani ses havadan perilenfe geçerken 30 d. B'lik bir kayba uğramaktadır. • Orta kulak; ses sin yalini, düşük basınçlı hava ortamdan yüksek basınçlı sıvı ortama geçirirken kuvvetlendirir (empedans eşitleme)

Orta Kulak sisteminde empedansını etkileyen faktörler • Kütle (mass) kulak zarı+kemikçiklerin toplam ağırlığı • Sertlik (elastisite) ligamentler+eklemler+kulak zarı+orta kulak kaslarının gerginliği • Sürtünme zar ve kemikçiklerin hareketlerinde oluşan sürtünme

Orta kulak çeşitli mekanizmalar ile transformatör etkiye katılır Temel faktör; Timpanik Membran yüzeyi (At) ile stapes taban yüzeyi (As) arasındaki yüzey farkıdır. • Kuvvet sabit kaldığında yüzey küçülünce o oranda basınç (P) artacaktır. Pt: Timpanik membrana uygulanan basınç Ps: Stapes tabanına uygulanan basınç Ft=Pt. At Fs=Ps. As Ft=Fs

Yapılan ölçümlere göre; • Yüzey farkından kaynaklanan yaklaşık 17/1 oranında basınç artımı stapes tabanından koklear sıvılara doğru iletilecektir. • Ses daha geniş TM yüzeyinden daha dar oval pencere yüzeyine iletilir. • Böylece oval pencere düzeyinde ses enerjisinin yoğunlaşması sonucunda ses amplifiye olur. • Timpanik membranın (etkili) alanının (~ 55 mm 2), stapes taban alanına oranı (~ 3. 2 mm 2) = (55 / 3. 2) = 17 veya ~ 20 log (17) = 25 d. B, ses basıncında kazanç.

İkinci önemli faktör: Titreşen kemikçiklerin kaldıraç etkisidir. • Malleus'un uzun ekseni, inkus uzun kolundan 1. 3 kat daha uzundur. Ses dalgası ile inkudo malleolar kompleks tek bir ünite gibi hareket eder. Bu şekilde kulak zarını titreştiren ve manubrium üzerinde yoğunlaşan ses enerjisi inkudo malleolar kompleks aracılığıyla stapesin başına 1. 3 kat güçlenerek ulaşmış olur. Kuvvet x kuvvet kolu=yük x yük kolu Kemikçikler bir kaldıraç gibi etki eder. Bu kaldıraçta, manubrium mallei ve inkusun uzun kolu kaldıracın kollarını, malleus başı da destek noktasını oluşturur.

Üçüncü faktör; Timpanik Membran anatomik yapısı • Kulak zarı kenarlarda Annulus’a, orta bölgede ise Malleus’a tutunur (Umbo). • Böylece konik bir şekil alır. • Akustik basınç zarı harekete geçirdiğinde, yanaklar, Umbo’nun yapıştığı bölgeye göre iki kat daha fazla titreşir. • Bu da yaklaşık 6 d. B’lik şiddet artışı sağlar.

Dördüncü Faktör; Orta kulak kaslarının etkisi; • Malleus, inkus ve stapes'den oluşan kemikçik zincirinin yerleşimi, tensor timpani ve stapes kasları, bunların altı ligamenti ve iki tendonu tarafından sağlanır. • Tensor timpani kası malleusa yapışıktır, o nedenle kontraksiyonu, timpanik membranı gerginleştirir. • Stapes kası stapesin başına yapışıktır ve kontraksiyonu osiküler zinciri gerginleştirir

Akustik Refleks eşiği: 250 4000 Hz frekans aralığında, genellikle işitme eşiğinin 80 d. B üzerinde refleks eşiği saptanır. (Stapes refleksi) Stapes ve Tensor Timpani kaslarının fonksiyonları 1. Şiddet Kontrol; Yüksek şiddetli uyaranlardan kohleayı korumak için Stapes kasının kontraksiyonu refleks yolla olur Akustik refleks sırasında kasılarak alçak frekansların iç kulağa geçişini sınırlandırır 80 90 d. B'lik şiddetin üzerindeki ses uyaranlarında 10 20 d. B'lik şiddet azalması sağlar. Stapes kasının maksimum kontraksiyonu, uyaran kulağa geldikten ortalama 25 60 msn sonra oluşur (latans). Bu mekanizma, alçak frekanslı seslerin azalmasını sağlarken, yüksek frekanslı sesleri kapsayan konuşma seslerinin daha iyi duyulmasına neden olur. Tensor timpani kası da timpanik membran üzerindeki etkisinin yanısıra yüksek sese karşı oluşturduğu kontraksiyon hareketi ile kemikçik zinciri hareketini sınırlayarak, kohleayı korur

2. Frekans Ayrımı: Orta kulak kaslarının kontraksiyonu ile Düşük frekanslı sesleri baskılama ve bu sayede daha yüksek frekanslı seslerin daha kolay duyulabilmesi sağlanır • Tüm orta kulakta ses iletiminin 1 k. Hz' de pik yaptığı, daha düşük ve yüksek fre kanslarda iletim etkinliğinin düştüğü, yapılan çalışmalarla gösterilmiştir. Orta Kulak Rezonansı 800 -1200 hz

3. Friksiyon Etkisi: Kemikçik zincirinin ses iletiminde maksimum hareketini sağlamak için, orta kulak kaslarının anatomik yerleri ve kontraksiyonları, friksiyonu azaltmaya yöneliktir. Friksiyon, gelen ses uyaranına karşı koyan (rezistans) ve mekanik enerjiyi ısıya çeviren mekanizmadır

4. Labirente Basınç Etkisi: İç kulağın mekanik performansını sağlayan kohlear sıvının, basınç farklılıklarını meydana getiren stapesin hareketini de orta kulaktaki kasların (özellikle stapedius kası) kontraksiyonu ve annuler ligament regüle eder. • Stapes tabanının anterior kısmı hareketlidir, poste rior kısmı ise sabittir. • Bu şekilde stapes tabanı bütünü ile perilenfle temas edemez ve iç kulağa zararlı ses travması iletilmesi önlenmiş olur.

Orta Kulak Kasları Genel Olarak 1. Refleks kasılma, gürültüden iç kulağı koruma görevi yapar. Ani şiddetli gürültülerde refleksin latansı nedeniyle bu etki yetersiz olsa da daha uzun süreli gürültülerde etkisi kabul edilir. 2. Düşük frekanslı sesleri baskılama ve bu sayede daha yüksek frekanslı seslerin daha kolay duyulabilmesi 3. Çiğneme, öksürme, konuşma, esneme gibi "kendimize ürettiğimiz sesleri" baskılama

Beşinci faktör Kemikçiklerin anatomik yapısı ve ligamentler • Malleus başı ve inkus gövdesinin yapısal özellikleri, ağırlık merkezinin oluşu munda etkilidir. • Özellikle yüksek frekansların iletiminde bu etki daha baskındır (kütle hareketlenme etkisi) • Alçak frekanslarda ise bu küt le etkisi sınırlı olup kemikçiklerin pozisyonunu sürdürme de ligamentlerin önemli rolü vardır.

Kütle arttığında hareketlilik azalır

Ligamentlerin Etkisi • Kemikçiklerin rotasyon ekseni ile ligamentlerle asılma eksenleri hemen üstedir. • Özellikle alçak frekansların iletiminde ligamentlerin yaratttığı bu esneklik etkisi baskındır

Altıncı Faktör Östaki tüpünün etkisi • Sağlıklı bir orta kulak için etkili ve düzgün çalışan bir östaki tüpü gereklidir. • Orta kulak ile alakalı pek çok fonksiyonu olan östaki tüpünün en önemli görevleri; – Basınç eşitleme – Mukosilyer temizleme ve drenaj – Orta kulağı nazofarinks florasından ve yüksek sesten korumadır

Basınç eşitleme veya havalandırma Orta kulağın havalanması şu nedenlerle zorunludur; • Bir zarın titreşebilmesi için gergin olması yani her iki tarafında basıncın eşit olması gerekmektedir. Bir tarafta az basınç olursa zar basıncın az olduğu tarafa doğru yönelir ve titreşme yapamaz. • Ayrıca orta kulağın havalanması sağlanamazsa yani dış ortamla bağlantısı kesilirse hava basıncı düşer ve organizma içinde havalı boşluklarda mukoza, havayı sürekli emer. Bu da damarların permeabilitesini bozarak transudasyon olur ve hava yerine transuda dolar. • Yapılan çalışmalarda östaki tüpünün fizyolojik açılmaları olmazsa orta kulakta nazofarinkse göre hafif bir negativite oluşacağı ve östakinin sürekli kapalı kalmasının orta kulak patolojilerine neden olabileceği ortaya konmuştur (Hydrops ex vacuo modeli). Östaki tüpü, yutma ve esneme hareketleri ile açılır.

Mukosiliyer temizleme ve drenaj • Orta kulak boşluğunun temizlenmesi, östaki tüpünden mukus tabakanın programlı bir şekilde dışarı atılması ile olur. • Östaki tüpünün tabanında yer alan çok sayıdaki goblet hücreler ve kolumnar silyalı epitelyum bu görevini sağlamaktadır. • Hastalıksız orta kulaktaki bir materyalin östaki tüpü yoluyla drenaj süresinin yaklaşık 10 dakika olduğu kabul edilmektedir. • Dışarı drene edilecek mukusun viskositesi, silyalı epitelin hareket kabiliyetini de belirler. • Sinüzit, kistik fibrosis gibi hiperviskosite durumlarında östaki tüpünün drenaj fonksiyonu azalır. Viral bir enfeksiyon sonrası östaki tüpündeki silyalı epitelin yenilenmesi ise bir ay sürer

Orta kulağı koruma • Östaki tüpünün kemik kısmı kalıcı olarak açık olduğundan kıkırdak kısmının normalde kapalı olarak durması, orta kulağın korunması görevinde önemlidir. • Ayrıca östaki tüpü tabanında üretilen surfaktan proteinler (SP A), fagositik ve antiinflamatuar etki ile bu koruyucu görevde yer alır. • Timpanik kaviteye ve mastoid hava hücrelerine istenmeyen sekresyonların ve diğer olası patojenik ajanların girmesinin engellenmesi, gastroözefageal reflü materyalinin engellenmesi, konuşma sırasında kişinin kendi sesinin blokajı ve ani gaz değişimlerinin önlenmesi koruma fonksiyonu içinde değerlendirilir.

Ses iletimine etkisi (Koruma) • Glotiste ses üretildiğinde farinks ve oral kavitede en yüksek basınca ulaşır. Bu yüksek basınçlı sesin direkt olarak orta kulağa geçişi, östaki tüpünün kapalı olması ile önlenir. • Östaki tüpü ayrıca dış kulak yoluna gelen yüksek sesten orta kulağın korunmasında da görev alır. • Yüksek ses, timpanik membranı içeriye doğru iter ve bu koordine bir şekilde önce tensor timpani sonra da tensor veli palatini kaslarının kasılmasına neden olur. Bu da östaki tüpünü açarak orta kulağı nazofarinkse kadar uzanan devamlı bir kavite haline getirerek yüksek sesin basıncının sönmesine yardımcı olur.

Dış kulak ve orta kulak fizyolojisi Kulak kepçesi ve Dış Kulak Etkisi • Ses uyaranının timpanik membrana iletimi • Ses uyaranının amplifikasyonu İnsanlarda sesler, timpanik membrana 1, 5 -7 k. Hz arası, 5 -20 d. B amplifikasyon ile ulaşır. Orta Kulak Etkisi • Timpanik membrandan kohleaya akustik vibrasyonların geçmesi • Dış orta kulak yolundaki hava ile labirentteki sıvı arasında impedans eşleşmesi (kemik zincir, kaslar, ligamentler …) • Akustik refleks ile iç kulağın korunması • Östakinin fonksiyonları Sıvı ortama geçişte empedansa bağlı oluşan 20 -30 d. B enerji kaybı orta kulak mekanizmaları ile telafi edilir.

Dersi dinlediğiniz için teşekkürler Herkese iyi çalışmalar…