Articulo de referencia

Canales semicirculares

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Los conductos semicirculares son tres tubos semicirculares interconectados ubicados en la parte más interna de cada oído , el oído interno . Los tres conductos son los semicirculares lateral, anterior y posterior. Forman parte del laberinto óseo , una cavidad revestida de periostio en la parte petrosa del hueso temporal , llena de perilinfa . 

Cada canal semicircular contiene su respectivo conducto semicircular , es decir, los conductos semicirculares lateral, anterior y posterior, que proporcionan la sensación de aceleración angular y forman parte del laberinto membranoso , por lo que están llenos de endolinfa .

Estructura

Los conductos semicirculares forman parte del laberinto óseo y se encuentran perpendiculares entre sí, conteniendo cada uno su respectivo conducto semicircular. En un extremo de cada conducto se halla una ampolla membranosa dilatada , cuyo diámetro es más del doble del diámetro del conducto. Cada ampolla contiene una cresta ampular, la crista ampularis, que consta de una gruesa capa gelatinosa llamada cúpula y numerosas células ciliadas . Los conductos semicirculares superior y posterior se orientan verticalmente formando un ángulo recto entre sí. El conducto semicircular lateral forma un ángulo de aproximadamente 30 grados con el plano horizontal. La orientación de los conductos provoca que cada movimiento de la cabeza en distintos planos estimule un conducto diferente, e incluso se estimulan varios conductos a la vez si el movimiento se produce fuera de dichos planos. El conducto semicircular lateral detecta la aceleración angular de la cabeza cuando esta gira, y los conductos semicirculares anterior y posterior detectan los movimientos verticales de la cabeza cuando esta se mueve hacia arriba o hacia abajo. [ 1 ] Cuando la cabeza cambia de posición, la endolinfa en los conductos se retrasa debido a la inercia, lo que actúa sobre la cúpula, que flexiona los cilios de las células ciliadas. La estimulación de las células ciliadas envía al cerebro el mensaje de que se está produciendo una aceleración. Los canales semicirculares se abren al vestíbulo mediante cinco orificios, uno de los cuales es común a dos de ellos.

Entre las especies de mamíferos, el tamaño de los canales semicirculares se correlaciona con su tipo de locomoción. Específicamente, las especies ágiles con locomoción rápida y brusca tienen canales más grandes en relación con el tamaño de su cuerpo que aquellas que se mueven con más cautela. [ 2 ]

Canal semicircular lateral

El canal semicircular lateral (también conocido como canal semicircular horizontal o externo ) es el más corto de los tres. El movimiento del líquido dentro de su conducto corresponde a la rotación de la cabeza alrededor de un eje vertical (es decir, el cuello), o dicho de otro modo, a la rotación en el plano transversal . Esto ocurre, por ejemplo, cuando se gira la cabeza de un lado a otro (eje de guiñada).

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

Canal semicircular anterior

El canal semicircular anterior (también conocido como canal semicircular superior ) contiene la parte del sistema vestibular que detecta las rotaciones de la cabeza alrededor del eje lateral, es decir, la rotación en el plano sagital . Esto ocurre, por ejemplo, al asentir con la cabeza (eje de cabeceo).

Tiene una longitud de 15 a 20 mm (0,59 a 0,79 pulgadas) , es vertical y se sitúa transversalmente al eje longitudinal de la porción petrosa del hueso temporal , en cuya superficie anterior su arco forma una proyección redonda. Describe aproximadamente dos tercios de un círculo. Su extremo lateral es ampular y se abre hacia la parte superior del vestíbulo; el extremo opuesto se une a la parte superior del conducto semicircular posterior para formar el crus osseum commune , que se abre hacia la parte superior y medial del vestíbulo.  

Canal semicircular posterior

El canal semicircular posterior contiene la parte del sistema vestibular que detecta la rotación de la cabeza alrededor del eje anteroposterior (sagital), o dicho de otro modo, la rotación en el plano coronal . Esto ocurre, por ejemplo, cuando se mueve la cabeza para tocarse los hombros o al hacer una voltereta lateral (eje de balanceo).

Está dirigido superior y posteriormente, según su nomenclatura, casi paralelo a la superficie posterior de la parte petrosa del hueso temporal. El acueducto vestibular está inmediatamente medial a él. El conducto semicircular posterior es parte del laberinto óseo y su conducto es utilizado por el sistema vestibular para detectar rotaciones de la cabeza en el plano coronal. Es el más largo de los tres conductos semicirculares, midiendo de 18 a 22 mm (0,71 a 0,87 pulgadas) . Su extremo inferior o ampular se abre en la parte inferior y posterior del vestíbulo, su extremo superior en el crus osseum commune .  

Desarrollo

Los hallazgos de un estudio de 2009 demostraron un papel crítico tardío de la proteína morfogenética ósea 2 (BMP-2) en la morfogénesis de los canales semicirculares en el oído interno del pez cebra . Se sospecha que el papel de la BMP-2 en el crecimiento de los conductos de los canales semicirculares probablemente se conserve entre diferentes especies de vertebrados . [ 3 ]

Además, se ha descubierto que los dos canales semicirculares que se encuentran en el oído interno de la lamprea son similares en su desarrollo 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 por primera vez en las lampreas entre las etapas larvarias de 11 y 42 milímetros y se forman en el pez cebra 57 horas después de la fertilización [ 4 ].

Función

Cóclea y sistema vestibular

Los conductos semicirculares proporcionan información sensorial para la percepción de movimientos rotatorios. Están orientados a lo largo de los ejes de cabeceo, balanceo y guiñada . El conducto semicircular lateral está orientado en el eje de guiñada, el conducto semicircular anterior en el eje de cabeceo y el conducto semicircular posterior en el eje de balanceo.

Cada conducto está lleno de un fluido llamado endolinfa y contiene sensores de movimiento. La base de cada conducto se ensancha, desembocando en el utrículo , y tiene un saco dilatado en un extremo llamado ampolla membranosa. Dentro de la ampolla se encuentra un cúmulo de células ciliadas y células de soporte llamado cresta ampular . 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 rota, el conducto se mueve, pero la endolinfa se queda rezagada debido a la inercia . Esto desvía la cúpula y dobla los estereocilios en su interior. El doblamiento de estos estereocilios altera una señal eléctrica que se transmite al cerebro. Aproximadamente a los 10 segundos de alcanzar un movimiento constante, la endolinfa se sincroniza con el movimiento del conducto y la cúpula deja de verse afectada, cesando así la sensación de aceleración. [ 1 ] 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 las células ciliadas maculares, las células ciliadas de la cresta ampular se despolarizan cuando los estereocilios se desvían hacia el cinocilio . La desviación en la dirección opuesta produce hiperpolarización e inhibición. En el conducto semicircular lateral, el flujo ampulópeto es necesario para la estimulación de las células ciliadas, mientras que el flujo ampulófugo es necesario para los conductos semicirculares anterior y posterior. [ 5 ]

Este periodo de ajuste es en parte la causa de una ilusión conocida como " inclinación ", que suelen experimentar los pilotos. Al entrar en un viraje, las células ciliadas de los conductos semicirculares se estimulan, indicando al cerebro que la aeronave, y el piloto, ya no se mueven en línea recta, sino que realizan un viraje inclinado. Si el piloto mantuviera un viraje a velocidad constante, la endolinfa acabaría por sincronizarse con los conductos y dejaría de desviar la cúpula. El piloto dejaría de sentir que la aeronave está virando. Al salir del viraje, los conductos semicirculares se estimulan, haciéndole creer que ahora gira en la dirección opuesta en lugar de volar en línea recta y nivelado. En respuesta a esto, el piloto suele inclinarse en la dirección del viraje original para intentar compensar esta ilusión. Una forma más grave de esto se denomina espiral del cementerio . En lugar de inclinarse en la dirección del viraje original, el piloto puede volver a entrar en él. A medida que la endolinfa se estabiliza, los conductos semicirculares dejan de registrar el giro gradual y la aeronave pierde altitud lentamente hasta impactar contra el suelo. [ 6 ]

Historia

Jean Pierre Flourens , al destruir el canal semicircular horizontal de las palomas , observó que estas continuaban volando en círculo, demostrando así la finalidad de los canales semicirculares. [ 7 ]

Anatomía comparada

Las mixinas tienen un solo canal semicircular pero dos ampollas, y generalmente se cree que es homólogo a los dos canales semicirculares verticales en todos los demás vertebrados. Las lampreas tienen dos canales semicirculares verticales, cada uno con una ampolla. En las lampreas, estos están en estrecho contacto con la parte utricular subyacente del laberinto. Se cree que esto se debe a que la parte utricular del laberinto está considerablemente agrandada. Las lampreas tienen dos ampollas con múltiples ramificaciones y, únicas entre todos los vertebrados, dos cámaras ciliadas cubiertas de cinocilios que se mueven activamente . [ 8 ] [ 9 ] Los gnatostomados y la mayoría de los demás vertebrados tienen 3 canales semicirculares, cada uno con una ampolla. [ 10 ] [ 11 ]

Los galeáspidos y los osteostráceos tienen 2 canales semicirculares verticales, cada uno con una ampolla. [ 12 ] El laberinto de los osteostráceos es único por expandirse lateral y dorsalmente en varios canales grandes que se ramifican distalmente ("canales sel"). [ 9 ]

Véase también

Referencias

Dominio públicoEste artículo incorpora texto de dominio público de la página 1049 de  la 20.ª edición de Gray's Anatomy (1918).

  1. 1 2 Saladin, Kenneth S. (2012). Anatomía y fisiología: la unidad de forma y función . Nueva York: McGraw Hill. págs. 607–8 . ISBN  978-0-07-337825-1.
  2. Spoor, Fred; Garland, Theodore; Krovitz, Gail; Ryan, Timothy M.; Silcox, Mary T.; Walker, Alan (2007). " El sistema de canales semicirculares de los primates y la locomoción" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 104 (26): 10808– 12. Bibcode : 2007PNAS..10410808S . doi : 10.1073/pnas.0704250104 . JSTOR 25436020. PMC 1892787. PMID 17576932 .   
  3. Hammond, Katherine L.; Loynes, Helen E.; Mowbray, Catriona; Runke, Greg; Hammerschmidt, Matthias; Mullins, Mary C.; Hildreth, Victoria; Chaudhry, Bill; Whitfield, Tanya T. (2009). Hendricks, Michael (ed.). "Un papel tardío para bmp2b en la morfogénesis de los conductos del canal semicircular en el oído interno del pez cebra" . PLOS ONE . 4 (2) e4368. Bibcode : 2009PLoSO...4.4368H . doi : 10.1371/ journal.pone.0004368 . PMC 2629815. PMID 19190757 .  
  4. ^ Higuchi, S.; Sugahara, F.; Pascual-Anaya, J.; et al. (2019). "Desarrollo del oído interno en ciclóstomos y evolución de los canales semicirculares de los vertebrados". Naturaleza . 565 (7739): 347– 350. doi : 10.1038/s41586-018-0782-y . hdl : 10630/33079 . PMID 30518864 . S2CID 54458839 .   
  5. Katz, Jack; Chasin, Marshall; English, Kristina; Hood, Linda J.; Tillery, Kim L. (2015). Manual de audiología clínica (7.ª ed.). Filadelfia, PA: Wolters Kluwer. págs. 383–385 . ISBN   978-1-4511-9163-9.
  6. Antunano, Melchor J. "FAA: Datos médicos para pilotos" (PDF) . Administración Federal de Aviación . Consultado el 8 de diciembre de 2011 .
  7. Pearce, JMS (17 de marzo de 2009). "Marie-Jean-Pierre Flourens (1794–1867) y la localización cortical" . European Neurology . 61 (5): 311– 314. doi : 10.1159/000206858 . PMID 19295220 . 
  8. Fritzsch, Bernd; Kopecky, Benjamin J.; Duncan, Jeremy S. (2014-01-01), "Capítulo 12 - Desarrollo del sistema 'vestibular' de los mamíferos: Evolución de la forma para detectar la aceleración angular y gravitatoria" , en Romand, Raymond; Varela-Nieto, Isabel (eds.), Desarrollo de los sistemas auditivo y vestibular , San Diego: Academic Press, pp. 339–367 , ISBN  978-0-12-408088-1, consultado el 29 de julio de 2025
  9. 1 2 Mazan, Sylvie; Jaillard, Danielle; Baratte, Blandine; Janvier, Philippe (julio de 2000). "Morfogénesis controlada por el gen Otx1 del canal semicircular horizontal y el origen de las características de los gnatostomados" . Evolution & Development . 2 (4): 186– 193. doi : 10.1046/j.1525-142x.2000.00062.x . ISSN 1520-541X . PMID 11252561 .  
  10. ^ Higuchi, Shinnosuke; Sugahara, Fumiaki; Pascual-Anaya, Juan; Takagi, Wataru; Oisi, Yasuhiro; Kuratani, Shigeru (enero de 2019). "Desarrollo del oído interno en ciclóstomos y evolución de los canales semicirculares de los vertebrados" . Naturaleza . 565 (7739): 347– 350. doi : 10.1038/s41586-018-0782-y . hdl : 10630/33079 . ISSN 1476-4687 . PMID 30518864 .  
  11. ^ Janvier, Philippe (abril de 2007). "Pez bruja renacido" . Naturaleza . 446 (7136): 622– 623. doi : 10.1038/naturaleza05712 . ISSN 1476-4687 . PMID 17377530 .  
  12. Zhu, You-an; Giles, Sam; Young, Gavin C.; Hu, Yuzhi; Bazzi, Mohamad; Ahlberg, Per E.; Zhu, Min; Lu, Jing (2021-03-08). "Endocast and Boney Labyrinth of a Devonian "Placoderm" Challenges Stem Gnathostoma Phylogeny" . Current Biology . 31 (5): 1112–1118.e4. doi : 10.1016/j.cub.2020.12.046 . ISSN 0960-9822 . PMID 33508218 .  

Imágenes adicionales

  • Modelo detallado del oído interno . Sistema nervioso y sentidos especiales . Archivado del original el 16 de junio de 2007.
  • Purves, Dale; Augustine, George J.; Fitzpatrick, David; Katz, Lawrence C.; LaMantia, Anthony-Samuel; McNamara, James O.; Williams, S. Mark (2001). «Los canales semicirculares». Neurociencia (2.ª  ed.). Sinauer Associates. Archivado del original el 6 de junio de 2023 , a través del Centro Nacional de Información Biotecnológica.
  • "Oído humano" . Encyclopædia Britannica . Archivado del original el 3 de diciembre de 2023.