Canales semicirculares

Los canales semicirculares o conductos semicirculares son tres tubos semicirculares interconectados situados en la parte más interna de cada oído, el oído interno. Los tres canales son los canales semicirculares horizontal, superior y posterior.

Estructura

Los canales semicirculares son un componente del laberinto óseo que forman ángulos rectos entre sí. En un extremo de cada uno de los canales semicirculares hay un saco dilatado llamado ampolla ósea, que tiene más del doble del diámetro del canal. Cada ampolla contiene una cresta ampular, la crista ampullaris, que consiste en una capa gelatinosa gruesa llamada cúpula y muchas células ciliadas. Los canales semicirculares superior y posterior están orientados verticalmente en ángulo recto entre sí. El canal semicircular lateral forma un ángulo de unos 30 grados con respecto al plano horizontal. Las orientaciones de los canales hacen que un canal diferente sea estimulado por el movimiento de la cabeza en diferentes planos, y más de un canal es estimulado a la vez si el movimiento se sale de esos planos. El canal lateral detecta la aceleración angular de la cabeza cuando se gira la cabeza y los canales superior y posterior detectan los movimientos verticales de la cabeza cuando la cabeza se mueve hacia arriba o hacia abajo. Cuando la cabeza cambia de posición, la endolinfa en los canales se retrasa debido a la inercia y esto actúa sobre la cúpula que dobla los cilios de las células ciliadas. La estimulación de las células ciliadas envía el mensaje al cerebro de que se está produciendo una aceleración. Las ampollas desembocan en el vestíbulo por cinco orificios, siendo uno de los orificios común a dos de los canales.

Entre las especies de mamíferos, el tamaño de los canales semicirculares se correlaciona con su tipo de locomoción. Específicamente, las especies que son ágiles y tienen una locomoción rápida y entrecortada tienen canales más grandes en relación con el tamaño de su cuerpo que aquellas que se mueven con más cautela.

Canal semicircular horizontal

El canal lateral u horizontal (canal semicircular externo) es el más corto de los tres canales. El movimiento del fluido dentro de este canal corresponde a la rotación de la cabeza alrededor de un eje vertical (es decir, el cuello), o en otras palabras, la rotación en el plano transversal. Esto ocurre, por ejemplo, cuando uno gira la cabeza de lado a lado.

Mide de 12 a 15 mm (0,47 a 0,59 pulgadas) y su arco se dirige horizontalmente hacia atrás y lateralmente; así, cada canal semicircular se encuentra en ángulo recto con los otros dos. Su extremo ampulado corresponde al ángulo superior y lateral del vestíbulo, justo encima de la ventana oval, donde se abre cerca del extremo ampulado del canal superior; su extremo opuesto se abre en la parte superior y posterior del vestíbulo. El canal lateral de un oído está casi en el mismo plano que el del otro.

Canal semicircular superior

El canal semicircular anterior o superior forma parte del sistema vestibular y detecta rotaciones de la cabeza alrededor del eje lateral, es decir, rotaciones en el plano sagital. Esto ocurre, por ejemplo, al asentir con la cabeza.

Mide de 15 a 20 mm (0,59 a 0,79 pulgadas) de largo, es de dirección vertical y se coloca transversalmente al eje largo de la parte petrosa del hueso temporal, en cuya superficie anterior su arco forma un proyección redonda. Describe alrededor de dos tercios de un círculo. Su extremidad lateral está ampulada y se abre hacia la parte superior del vestíbulo; el extremo opuesto se une con la parte superior del canal posterior para formar el crus commune, que desemboca en la parte superior y medial del vestíbulo.

Canal semicircular posterior

El canal semicircular posterior es una parte del sistema vestibular que detecta la rotación de la cabeza alrededor del eje anteroposterior (sagital), o en otras palabras, la rotación en el plano coronal. Esto ocurre, por ejemplo, cuando se mueve la cabeza para tocar los hombros, o al hacer una voltereta.

Se dirige hacia arriba, según su nomenclatura, y hacia atrás, casi paralelo a la superficie posterior del peñasco. El acueducto vestibular está inmediatamente medial a él. El canal posterior forma parte del laberinto óseo y es utilizado por el sistema vestibular para detectar rotaciones de la cabeza en el plano coronal. Es el más largo de los tres canales y mide de 18 a 22 mm (0,71 a 0,87 pulgadas). Su extremo inferior o ampulado desemboca en la parte inferior y trasera del vestíbulo, su superior en la crus commune.

Desarrollo

Los hallazgos de un estudio de 2009 demostraron un papel tardío crítico para BMP-2b en la morfogénesis de los canales semicirculares en el oído interno del pez cebra. Se sospecha que el papel de BMP-2 en el crecimiento del conducto del canal semicircular probablemente se conserve entre diferentes especies de vertebrados.

Además, se ha descubierto que los dos canales semicirculares que se encuentran en el oído interno de la lamprea tienen un desarrollo similar a los canales superior y posterior que se encuentran en los humanos, ya que los canales de ambos organismos surgen de dos depresiones en la vesícula ótica durante el desarrollo temprano.. Estas depresiones se forman primero en las lampreas entre los estadios larvarios de 11 y 42 milímetros y se forman en el pez cebra 57 horas después de la fecundación.

Función

Los conductos semicirculares proporcionan información sensorial para experiencias de movimientos giratorios. Están orientados a lo largo de los ejes de cabeceo, balanceo y guiñada.

Cada canal está lleno de un fluido llamado endolinfa y contiene sensores de movimiento dentro de los fluidos. En la base de cada canal, la región ósea del canal está agrandada y se abre hacia el utrículo y tiene un saco dilatado en un extremo llamado ampollas óseas. Dentro de la ampolla hay un montículo de células ciliadas y células de soporte llamadas crista ampullaris. Estas células ciliadas tienen muchas proyecciones citoplasmáticas en la superficie apical llamadas estereocilios que están incrustadas en una estructura gelatinosa llamada cúpula. A medida que la cabeza gira, el conducto se mueve, pero la endolinfa se retrasa debido a la inercia. Esto desvía la cúpula y dobla los estereocilios internos. La flexión de estos estereocilios altera una señal eléctrica que se transmite al cerebro. Aproximadamente a los 10 segundos de lograr un movimiento constante, la endolinfa se pone al día con el movimiento del conducto y la cúpula ya no se ve afectada, deteniendo la sensación de aceleración. La gravedad específica de la cúpula es comparable a la de la endolinfa circundante. En consecuencia, la cúpula no se desplaza por la gravedad, a diferencia de las membranas otolíticas del utrículo y el sáculo. Al igual que con las células ciliadas maculares, las células ciliadas de la cresta ampullaris se despolarizarán cuando los estereocilios se desvíen hacia el cinocilio. La desviación en la dirección opuesta da como resultado hiperpolarización e inhibición. En el canal horizontal, el flujo ampulópeto es necesario para la estimulación de las células ciliadas, mientras que el flujo ampulófugo es necesario para los canales anterior y posterior.

Este período de ajuste es en parte la causa de una ilusión conocida como "las inclinaciones" experimentado a menudo por los pilotos. Cuando un piloto entra en un giro, se estimulan las células ciliadas en los canales semicirculares, lo que le dice al cerebro que el avión y el piloto ya no se mueven en línea recta, sino que hacen un giro inclinado. Si el piloto mantuviera un giro de velocidad constante, la endolinfa finalmente alcanzaría los conductos y dejaría de desviar la cúpula. El piloto ya no sentiría como si la aeronave estuviera girando. Cuando el piloto sale del giro, los canales semicirculares se estimulan para que el piloto piense que ahora está girando en la dirección opuesta en lugar de volar en línea recta y nivelada. En respuesta a esto, el piloto a menudo se inclinará en la dirección del giro original en un intento de compensar esta ilusión. Una forma más seria de esto se llama espiral de cementerio. En lugar de que el piloto se incline en la dirección del giro original, en realidad puede volver a entrar en el giro. A medida que la endolinfa se estabiliza, los canales semicirculares dejan de registrar el giro gradual y la aeronave pierde altitud lentamente hasta impactar contra el suelo.

Historia

Jean Pierre Flourens, al destruir el canal semicircular horizontal de las palomas, notó que continúan volando en círculo, mostrando el propósito de los canales semicirculares.

Imágenes adicionales

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  Sección coronal de hueso temporal derecho.

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  El cochlea y el vestíbulo, visto desde arriba.

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  Sección transversal por cabeza de oveja fetal, en la región del laberinto. X 30.

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  Posición del laberinto del oído derecho en el cráneo, vista desde arriba.