《前庭系统的功能解剖学》----2

前庭感觉性毛细胞VestibularHairCells•前庭感受器的基本单元；•前庭有I和II型毛细胞；•顶端均有一个较长的动纤毛和数根静纤毛；•朝向动纤毛偏倒，毛细胞去极化；反之则极化；•支持细胞充填在细胞与细胞之间，起着稳定毛细胞的作用，细胞体几乎不随嵴帽发生明显移动。两类毛细胞HairCell去极化Depolarization头动与半规管HeadMovementandSemicircularCanals头动与半规管功能SemicircularCanalwithHeadMovement内淋巴的流动方式EndolymphFlows头与嵴帽的互动HeadMovement&Cupula动画演示Flash纤毛的运动MovementofCilia纤毛的钟摆模式Flash半规管的功能Hydrodynamics•半规管内充满着内淋巴液，感觉性毛细胞沐浴其中，构成了头部运动和毛细胞纤毛随波逐流的互动模式；•半规管不完全的环形构造，沿其平面进行运动，对内淋巴液的作用力最大；•因此，半规管司理着各自平面上的头部旋转运动；•半规管的动态功能遵循三个基本规律，即Flourens-Ewald、EwaldI和II定律。半规管与头动WithHeadMovement半规管的刺激方式旋转性运动加速度解剖平面内耳液的流动嵴帽偏斜毛细胞纤毛的摆动感受器去极化内淋巴液的流动方向DirectionofEndolymphFlow•半规管的内淋巴液呈线性特征，仅能够沿着管腔的长轴流动;•沿着半规管的长轴进行往返运动，即朝向壶腹和离开壶腹两个方向;•壶腹嵴毛细胞的纤毛排列次序决定了内淋巴液流动引发的功能兴奋抑或抑制;•朝向动纤毛方向的偏斜，毛细胞兴奋;反之,则抑制。半规管构型与纤毛排列Configuration&Arangement半规管与内淋巴流动EndolymphFlows壶腹嵴与毛细胞CristaeAmpularis&HiarCells前庭毛细胞VestibularHairCells前庭毛细胞Model毛细胞的纤毛CiliaofHairCell毛细胞的去极化DepolarizationofHairCell电镜照片ElectronPhotomicrograph电镜照片ElectronPhotomicrograph电镜照片ElectronPhotomicrograph毛细胞之纤毛CiliaofHairCells毛细胞之纤毛CiliaofHairCells毛细胞之纤毛CilliaofHairCells毛细胞之纤毛CilliaofHairCells顶端连接Tiplinkage毛细胞的电生理过程PhysiologicalProcessFlourens定律Flourens·LawPierreFlourens,(1794－1867)，法国神经生理和解剖学家。1823年，他利用破坏法分别切除鸽子的三个半规管后，发现鸽子会发生不同平面的倾倒和眼球震颤，被人们称为Flourens定律，即半规管受到刺激后仅出现所在解剖平面的眼震，即水平规管为水平眼振、上半规管为垂直眼振，后半规管多为旋转性眼震。理论基础ThoreticalBackground半规管与眼震SemicircularCanalswithNystagmus眼震与半规管平面一致Nystagmus范例眼震Flash水平性眼震HorizontalNystagmus责任眼肌ExtraocularMuscles自发或诱发性眼震DrwaningIllustration•外半规管水平性眼震；•后半规管垂直性眼震；•上半规管旋转性眼震摇头试验的诱发方向ShakingHeadTest功能意义FunctionalImplication这个定律的重要性在于•眼震的平面能够体现责任半规管；•同时，采用不同平面上的摇头，诱发相应的眼震，进而推断对应半规管的功能状态。关于这个定律ViewabouttheLaw五十余年后，德国人Ewald更为详尽地研究了半规管与眼震的关系，再次确认了Flourens定律的内容，即眼震与所受刺激半规管的平面一致；同时，还发现半规管内淋巴液流动与功能之间的关系，便有了Ewald第I、II和III定律。Flourens-Ewald定律•过去，常将这个规律名为Flourens定律；•近年来，不少教科书将其归为Ewald第I定律；•结合Ewald的另外发现，依次称为Ewald第I、II和III定律；•法国人Flourens早于Ewald五十余年，应该尊重历史的事实；•目前，有将其称为Flourens–Ewald定律，还原了历史的真实，也对他们各自的科学发现还以公道。Ewald第I定律•外半规管内，内淋巴液朝向壶腹流动，导致该半规管功能的兴奋；反之则形成抑制；•后和上半规管内，淋巴液的流动形成的刺激相反，即向壶腹侧流动产生抑制，离壶腹流动造成兴奋；•这些现象与毛细胞动纤毛的分布不同有关。理论基础ThoreticalBackground•毛细胞的纤毛分布关乎感受器的去极化过程；•朝向动纤毛偏移，引发毛细胞的去极化；反之，则导致毛细胞极化；•外半规管内，动毛排列靠近椭圆囊侧；而上和后半规管则位于半规管侧，这是内淋巴液流动引发半规管功能兴奋和抑制的组织学基础。毛细胞的去极化DepolarizationofHairCell毛细胞的去极化与纤毛的运动外半规管HorizontalCanals去极化DepolarizationEwald第II定律•眼震是前庭的一面镜子；•眼震有快慢相；•慢相反映了半规管的前庭-眼反射；•中枢神经司理眼震的快相，作为眼震的方向记录；•眼震的快相指向前庭功能亢进侧。前庭-眼运动OcularMovementinVestibularReflex1.当头向右侧转动时，同侧外半规管内淋巴液朝向壶腹流动；2.壶腹嵴毛细胞的纤毛朝向动纤毛方向偏倒，引发去极化；3.神经冲动沿着前庭神经传至脑干的前庭神经核；4.交叉传导至对侧外展神经核；5.分别通过外展神经引发外直肌的收缩；同时，传至对侧动眼神经核，通过动眼神经引起内直肌收缩。结果导致眼球朝向对侧运动，形成慢相；6.当眼球移动至眼眶的最外极限时，启动中枢矫正，使眼球朝相反方向快速返回，形成快相。神经经路NervePathway临床意义ClinicalImplication•前庭感受器是一个对称性器官，两侧功能的对等对于平衡的调节十分重要；•眩晕是前庭功能不对称产生的空间位置感的错觉；•半规管疾病多造成旋转性眩晕，因为它们主要司理角加速度运动的平衡调节。•眼震的快相源自前庭功能亢进侧半规管，可用于判断病侧半规管的功能状态。中枢性眼震CentralNystagmus中枢性眼震，没有快慢相，如同钟摆牢记历史KeptinOurMind•十七世纪，意大利人Scarpa让我们认识了膜迷路，还有其中的前庭感受器官；•后来，Flourens和Ewald不仅描述了前庭与眼之间的互动关系，给了我们透过眼睛洞穿前庭功能的机会。半规管型眩晕的简化模式SimplifiedModel•半规管司理旋转运动的感受，或许采用马缰的模式更容易理解•双侧前庭张力对称性，如同马头两侧的缰绳一样，保持着马头的平衡的位置。对称失衡Imbalance骑马时，马缰是必备的马具之一，作用在于控制马跑的速度和方向。当拉紧一侧的马缰时，马头就朝该侧方向转动，形成旋转运动。眩晕Vertigo假如一侧的前庭功能亢进时，使得身体两侧的张力不对称。倘若这种不对称状况持续下去，就形成了一个环形的螺旋运动。关于半规管的静息电位CanalRestingPotential•生理状况下,半规管司理着人体的动态平衡,即头动是半规管功能的有效刺激，换句话说，半规管仅司理加速度的运动感受，匀速运动或静止时不对半规管的感受器构成有效刺激;•但是，静止时,半规管壶腹嵴的毛细胞也存在着静息电位,以保持两侧半规管功能的对称性;•倘若一侧半规管损害,或亢进或低下,均能够造成两侧半规管的张力失衡;•两侧半规管的静息电位不对称,可以造成静止状态下的平衡失调,即自发性眩晕或眼震.半规管的静息电位CanalRestingPotential后半规管填塞术PosteriorCanalPlug•后半规管填塞术是BPPV的外科治疗手段之一；•准确开放骨性半规管，从膜迷路以外进行填塞，阻断内外淋巴的流动；•切勿损伤膜迷路结构，尤其是半规管的壶腹嵴；否则，手术会造成半规管感受器的损害，进而造成自发性眩晕或眼震。小结Summary半规管不完全环形充满内淋巴液角加速度随头而动内淋巴液+壶腹嵴前庭毛细胞三维感受旋转运动半规管的功能图FunctionalPrinciple半规管外半规管后半规管上半规管水平面冠状面矢状面动纤毛靠近椭圆囊动纤毛靠近管臂朝壶腹流动离壶腹流动兴奋兴奋眼震的平面与方向Plane＆DirectionofNystagmus眼震半规管平面内淋巴流动与半规管功能外半规管后半规管上半规管水平性旋转性垂直性指向功能亢进耳前庭囊的形态与功能Anatomy&FunctionofVestibularSacs•球囊与椭圆囊•耳石器•壶腹嵴与囊斑毛细胞•前庭囊的功能椭圆囊与球囊Utricle&Saccule•在骨迷路前庭的内侧面，膜迷路的球囊和椭圆囊分别形成两个球形的凹陷，分别称为球囊和椭圆囊隐窝；•球囊位于前庭的内侧壁；•椭圆囊腔位于球囊的下方，近乎水平位，通过五个孔与膜性半规管延续；•球囊和椭圆囊斑的感觉区域为囊斑，相当于半规管的壶腹嵴；•两囊之间形成相互垂直的空间关系，有椭圆囊-球囊管彼此沟通。椭圆囊与球囊的位置LocationsofUtricle&Saccule示意图SchematicDiagram示意图SchematicDiagram前庭囊的结构PartsofVestibularSacs球囊与椭圆囊斑MaculaofVestibularScas前庭囊与半规管VestibularSacs&SemicircularDucts空间位置SpatialOrientation囊斑Maculae•囊斑，系球囊和椭圆囊内侧壁的分化斑，呈钩状的垂直隆起。•椭圆囊和球囊斑的表面被覆耳石膜，后者是一种由网状纤维和酸性粘多糖组成的结构。示意图SchematicDiagram示意图SchematicDiagram示意图SchematicDiagram囊斑Specimen扫描电镜ScanningElectronPhotomicrograph囊斑ScanningElectronPhomicrograph囊斑的纤毛Ultrastructure囊斑Macula耳石器OtolithOrgans•组织学上，椭圆囊和球囊的囊斑上面存在着一种相同的感受结构，名为耳石器。自上而下，依次为耳石、耳石膜、毛细胞和囊斑；•其中，耳石系碳酸钙结晶形成的细小颗粒，覆盖在毛细胞的纤毛顶部；耳石膜则为粘多糖构成的膜状结构。耳石器的构造OtolithOrgan结构图Structure耳石器的模式图OtolithModel囊斑macula光学显微镜LightPhotomicrograph组织学切片HistologicalPhotomicrograph耳石Otolith耳石结晶OtolithCrystals耳石膜与耳石Otoliths&OtolithMembrane耳石的代谢OtolithMetabolism耳石膜OtolithMembrane耳石膜（去耳石）OtolithMembranewithoutOtoconia囊斑毛细胞HairCellsintheMaculea•囊斑毛细胞的纤毛突入耳石膜内，微纹将每个囊斑分成两个区域；•耳石膜沿着一个方向的移动对纹沟两侧的毛细胞产生相反的生理学影响，囊斑对多个方向拥有敏感性。毛细胞HairCells毛细胞的纤毛HairCellCili纤毛ElectronPhotomicrograph囊斑纤毛的去极化Depolarization壶腹嵴与耳石器CristeaAmpularis&OtolithOrgans球囊与椭圆囊的空间关系OrientationofTwoSacs球囊与椭圆囊的空间位置Int