Johan Dahlin
52dc089662
15 KiB
source, lecture, block
| source | lecture | block |
|---|---|---|
| Gabriels anteckningar | Vestibularis | 2 |
Vestibularis
Vesitbularis
- Vestibularisapparaten består av vätskefyllt rum (endolymfa), hinnlabyrinten.
-
Detta rum finns i/begränsas av benlabyrinten. Mellan hinn- och benlabyrinten finns perilymfa.
En hålighet i os temporale, pars petrosa ossis temporalis
-
En vestibularisapparat i varje öra och består av:
Två hinnsäckar: utriculus och sacculus
Tre båggångar: Semicirulares posterior/anterior/lateralis
-
Vestibularis från båda öronen samarbetar och båggångarna ligger i samma plan.
-
Mynningen från hinnsäckar till båggångar är kulformade, kallas ampulla.
-
N. Vestibulocochlearis
Nerven från cochlea och nerven från vestibularis förenas till en nerv.
N.vestibularis binder till fem olika ställen
-
Går endast till ställen med sinnesceller
N.cochlea däremot innerverar hela cochlea.
- Semicircularis laterale sitter i samma plan i respektive öra och därmed samarbetar (lutar 30o framåt-uppåt).
- Semicircularis anterior i ena örat ligger i samma plan som semicircularis posterior i det motsatta örat och därför samarbetar de. Frågor 1. Var finns vestibularis apparaten? Vilka strukturer omges den av? 2. Vad består apparaten av? Var innerverar N. vestibulocochlearis? 3. Hur samarbetar höger och vänster vestibularisapparat? Hårceller
- Nervtrådar skär igenom bindvävsväggen (hinnlabyrinten) och får kontakt med hårceller (sinnesceller), afferenta nervtrådar.
-
Hårcellerna har utskott apikalt, stereocilier som är olika långa som en trappa.
Det längsta kallas kinocilium
- Hårcellerna omges av stödjeceller.
!
!
!
!
!
!
-
Stimuli
Stimuleras mest av sidled rörelse.
När cilierna böjs mot kinocilium → depolarisering
När cilierna böjs mot kortaste cilier → hyperpolarisering
-
Beror på jonkanaler där positiva joner strömma in till cellen öppnas/stängs)
Små böjningar kan orsaka ändring i membranpotentialen.
-
Synaps
Hårcellen kan inte leda aktionspotentialer, utan förändringar i membranpotentialen styr glutamatfrisättning.
Hårcellen är presynapsen, axonet från afferenta nervtråden är postsynapsen.
Ju högre depolarisering desto högre Ca-inflöde (mer spänningsstyrda kanaler öppnas) och desto högre glutamatfrisättning till postsynapsen.
Glutamat exciterar axonet som i sin tur kan få aktionspotential.
Notera att vid vilomembranpotential sker en spontan glutamatfrisättning. Depolarisering ökar frekvensen av ap vilket informerar CNS om stimuli av hårceller. Frågor 1. Var finns hårceller och hur är de uppbyggda, vilka strukturer i omgivningen? 2. Hur stimuleras hårcellerna bäst, varför? Beskriv synapsen och hur den fungerar. Hinnsäckar
- Hårcellerna finns i makula (fläck) vars stereocilier finns i otolitmembran.
-
Otolitmembran består av geléliknande substans med kalciumkarbonatkristaller, otolitkristaller
Otolitkristaller ger membranet tyngd, högre densitet, och kan därför reagera på gravitation.
-
När membranet förskjuts påverkas även stereocilierna som böjs.
T.ex böjer huvudetbakåt → otolitmembran förskjuts pga gravitationen → stereocilier förskjuts och frisätter glutamat.
Varje rörelse av huvudet motsvarar aktivering av vissa stereocilier och inaktivering av andra, på så sätt kan hjärnan avgöra exakt rörelsen även utan synintryck.
!
!
-
Utöver gravitationen, kan reaktionskrafter påverka hinnsäckarna
Reaktionskrafter = linjäracceleration, t.ex när man bromsar en bil.
Då förskjuts membranet framåt → aktivering av hårcellerna.
Om bilen accelererar, förskjuts membranet bakåt osv.
Båda sacculus och utriculus registrerar sådana rörelser.
-
Sammantaget: Hinnsäckar registrerar huvudets orientering/lutning (gravitation) och reaktionskrafter/linjär acceleration.
-
3D-bild
Utriculus och sacculus finns i olika planer
-
Utriculus i “golvet”, sacculus mot medialväggen
I makula är hårcellerna orienterade i olika riktningar.
Detta medför att en viss reaktionskraft/lutning orsakar aktivering för vissa stereocilier och inhibering av andra vilket då CNS kan översätta till exakta “koordinater” och få en 3D-bild.
Pilarna visar åt vilket håll otolitmembranet måste röra sig för att aktivera stereocilierna. Om membranet förskjuts åt höger (huvudet böjs höger) depolariseras de hårceller vars pilar pekar åt höger osv.
Sammantaget: Hjärnan får en 3D-bild av huvudets orientering dels för att hinnsäckarna finns i olika plan och dels för att stereocilierna har olika riktningar → kombinerar dessa faktorer och får en 3D-bild. Frågor 1. Var i hinnsäckarna finns hårceller? Vad är otolitmembran, varför är det viktigt? 2. Vilka rörelser registreras av hinnsäckar, hur? Hur får hjärnan 3D-bild? Båggångar
- Axoner passerar in i en ampull och synapsar med hårcellerna i crista ampullaris.
-
Stereocilierna är omgivna av cupula (geléartad, saknar kristaller)
Känner därför inte till gravitation (cupulas densitet är för låg).
Påverkas inte av samma stimuli som påverkar hinnsäckar.
- Cupulan är formad som ett segel som fyller ut ampullan, där endolymfans flöde i båggångarna påverkar ciliernas rörelse och därmed sinnescellernas membranpotential.
!
!
!
!
-
Rotationsrörelser
Rotation med konstant hastighet: Endolymfan förflyttas i samma hastighet som hinnlabyrinten, därmed stimuleras inte hårcellerna.
-
Enda kraften som verkar är centrifugalkraft som pekar ut åt och därmed ger ingen rotatorisk rörelse.
Rotation vid inbromsning: Endolymfan under inbromsningen, pga tröghet, kommer att fortsätta flöda fram, i samma riktning. Nu verkar centrifugalkraft + rotatorisk kraft som inte är exakt lika stora.
-
Rotatoriska kraften är inte lika stor överallt, utan större vid större avstånd från rotationscentrum.
Rotation vid acceleration: Endolymfan, pga tröghet, flödar i den motsatta riktningen, även nu verkar centrifugal- & rotatorisk kraft.
Sinnescellerna registrerar acceleration/retardation av endolymfan men inte konstant hastighet.
-
Båggångar i olika planer
Alla former av rörelser inducerar en viss stimulans för respektive plan, dock i olika storlekar. T.ex:
- Piruett: Störst i den laterala (horisontella) planen
-
Hjular: Verkar i alla planer
CNS sammanställer informationen från de olika båggångarna och jämför deras cellaktivitet för att få en tydlig bild på rotationen.
Vestibularisapparaten kan inte ensam skilja mellan rotation av endast huvudet och rotation av huvudet med kroppen, information från nackmuskelreceptorer kompletterar detta.
-
Rotationsriktning
Stereocilierna i alla båggångar har samma riktning, kinocilium mot utriculus. Olika rotationer ger upphov till olika rörelser
- Utriculopetal rörelse: Endolymfan flödar från båggångar till utriculus via ampulla→ depolarisering
- Utrifculofugal rörelse: Endolymfan flödar från utriculus till båggången via ampulla→ hyperpolarisering
!
!
!
Om huvudet roteras åt höger kommer endolymfan, pga tröghet, att flöda i motsatt riktning, till vänster.
Här samarbetar olika båggångar (från vardera öra) i samma plan.
-
Höger vestibularisapparat:
Upplever utriculopetal rotation → depolarisering.
-
Vänster vestibularisapparat:
Upplever utriculofugal rotation → hyperpolarisering.
Bågen är spegelvänd!
Vid rotation kommer därför alltid en sida uppleva en depolarisation och den andra en hyperpolarisation.
CNS kan därmed (utifrån ap-frekvensen från varje öra) avgöra rotationsriktningen.
-
Om huvudet vrids åt höger, ökar ap-frekvensen i höger öra
-
Projektionsbanor
N.vestibularis går in på hjärnstamsnivå – vestibulariskärnor.
Vissa celler tar emot information om lutning samt reaktionskrafter från hinnsäckar medan andra om rotation från båggångar.
Från dessa kärnor förs signaln vidare till olika bansystem 1. Första målområdet: Till hjärnbarken via thalamus. 2. Andra målområdet: Område i hjärnstammen som styr ögonmotoriken. 3. Tredje målområdet: Till ryggmärgen via vestibulospinala banan 4. Fjärde målområdet: Kräkningscentrum, kärnor i hjärnstammen Frågor 1. Var finns hårceller i båggångar, vad omges de av? Hur/varför stimuleras cilier? 2. Båggångar: rotation vid konstant, accelererad och retarderad hastighet? 3. Hur kan hjärnan avgöra rotationens riktning? 4. Vilka projektionsbanor har vestibularisapparaten (målområden)? 5. Vad är skillnaden mellan hinnsäckar och båggångarnas funktioner?
Läkemedel i 1950-talet hade obekant biverkan, nämligen aminoglykosider som förstör hårceller i vestibularisapparaten genom att mekaniskt & irreversibelt stänga jonkanalerna. Utfallet blev att: 1. Perceptionsstörning – Hjärnan får felaktiga (eller inga) signaler från innerörat → svårt att uppfatta kroppens position i rummet. 2. Ingen stabil blickriktning – ögonen kan inte hålla bilden stabil vid huvudrörelse → skakig syn som en ostabil kamera. 3. Störd balanskontroll – Utan korrekt vestibulär input och i mörker/utan synintryck blir det mycket svårt att stå eller gå → fallrisk.
Perception
- Uppfattningen av rummet, hjärnbarken är där informationen bearbetas.
-
Primärt skickas signaler från vestibularisapparaten till ett område i hjärnbarken kallad PIVC (parietonisular vestibular cortex), posterior i insula (parietalloben).
PIVC är i direkt förbindelse med hjärnstammen.
PIVC är en del av större område som bearbetar vestibulär information, TPJ (temporoparietal binding junction)
- I området finns även VIP (ventral intraparietal region) respektive MST (medial superior temporal region) som också mottar sensorisk information.
- Dessutom adderas information från synen och receptorer i muskeln.
-
All denna information synkroniseras för att förstå kroppen orientering i förhållande till sin omgivning och synintryck.
Om TPJ stimuleras elektriskt upplevs en out of body illusion då hjärnan mottar “konstiga signaler” och därmed uppfattar inte kroppens orientering i förhållande till omgivningen/synintryck. Frågor 1. Hur och var i hjärnan uppfattas kroppens position och orientering i rummet, och hur integreras vestibulär, visuell och proprioceptiv information? Balans
- Ögonmotoriken styrs av kranialnerver (N. III, IV, VI).
-
Vestibulookulär reflex (VOR)
Vestibularisapparaten ser till att hålla blicken stabil, utan att påverkas av huvudetsrörelser så att bilden i näthinnan inte ändras
Ögonen vrids i motsatt riktning i förhållande till huvudet
- Huvudet vrider åt höger → ögonen vrids till vänster, i motsatt riktning.
-
Finns i alla riktningar
Utlöses automatiskt av vestibularisapparaten
Utan denna reflex skulle vår syn efterlikna en ostabil kamera.
-
Funktion
Figuren visar banan schematiskt där heldragen linje utgår från höger båggång, streckade linjer utgår från vänstra.
Om huvudet vrids åt höger, vrids ögonen åt vänster:
Från båggången aktiveras n.vestibularis.
!
!
!
N.vesitbularis i sin tur aktiverar motorneuron i vänstra abducens-kärnan (VI) som är ansluten till laterala rectus-muskeln → vänstra ögat vrider åt vänster.
I abducens-kärnan förs signalen vidare via en interneuron till oculomotorius-kärnan (III) som är ansluten till mediala rectus muskeln → högra ögat vrider åt vänster.
Vid rotation åt vänster används den spegelvända banan (exakt samma mekanism, kranialnerver finns i par!) → Ögonen vrids åt höger.
Reglering: Vid rotation åt höger, aktiveras huvudsakligen den högra N.vestibularis (högre AP-frekvens) och därmed är det den högra banan som tar över och vice versa.
-
Balanskontroll
Vestibulo- och retikulospinala banorna förmedlar vestibulär-inflöde till motorneuroner i ryggmärgen som kontrollerar olika muskler i kroppen.
Därmed kan olika, oftast autonoma, reflexer sättas igång. Detta kallas balanskontroll, postural kontroll. T.ex:
- Faller bakåt → rotation i båggångar → ryggmärg skickar signaler till musklerna.
-
Resultatet är att man tar några steg bakåt samtidigt som man böjer överkroppen framåt för att undvika fallet.
Postural tonus
-
Retikulo- & vestibulospinala banorna exciterar ständigt, utifrån information om kroppens orientering, motorneuroner som orsakar kontraktion i olika muskler för att upprätthålla kroppsställning.
-
T.ex om man lutar sig fram, ökar spänningen i benmuskler.
-
Det beror på ffa hinnsäckar som känner igen lutning och därmed justerar posturala tonusen så att man inte faller.
Problem!
- Hinnsäckarna registrerar lutning utan att skilja om det är hela kroppen eller endast huvudet som lutar sig.
- Hinnsäckarna kompletteras därför med receptorer i nackmuskler som inhiberar posturala reflexer från hinnsäckarna.
- Utan dessa receptorer skulle stora posturala tonus justeringar ske ifall man endast lutade huvudet
!
!
!
Toniska reflexer
- Det finns två typer av toniska reflexer som “tar ut varandra” när man böjer på huvudet utan hela kroppen.
-
Toniska vestibulariseflexer
Justerar postural tonus utifrån huvudets position i förhållande till gravitationen.
Utlöses från hinnsäckar.
-
Toniska nackreflexer
Justerar postural tonus utifrån huvudets position i förhållande till bålen.
Utlöses från receptorer i nackmuskler.
-
Kräkcentrum
Förgiftningsskydd.
Gifter i naturen påverkar vestibularisapparaten → synen förmedlar signaler som motstrider vestibularisapparaten → tecken på förgiftning → kräkning!
Förklarar åksjuka (synen visar ingen rörelse, vestibularis visar rörelse) Frågor 1. Vad är VOR, funktionsmekanism? Varför är den viktig? Hur regleras den? 2. Vad innebär postural kontroll? Hur upprätthålls den? Hur medverkar båggångar och hinnsäckar till postural kontroll? 3. Vilka två typer av toniska reflexer finns det, varför är de viktiga? 4. Varför uppstår kräkning vid förgiftning eller åksjuka?