簡介
半規管(
semicircular canals)是脊椎動物內耳迷路中掌管平衡感的器官,同樣是維持平衡和與控制生物體姿勢的一內耳感受裝置,包括
球囊(saccule)、
橢圓囊(utricle)和半規管(semicircular canals)。
基本結構
骨半規管
骨半規管(
bony semicircular canals),屬於
骨迷路(bony labyrinth)的一部分。三個骨半規管呈“C”形且互相垂直。位置最高者稱為
上骨半規管(superior canal),大致呈水平位者稱為
外骨半規管(horizontal canal),位置靠後者稱為
後骨半規管(posterior canal)。每個骨半規管均有一個單骨腳和一個壺腹骨腳,後者在近前庭處的膨大稱骨壺腹,上後骨半規管的單骨腳合成一總骨腳。
膜半規管
膜半規管(semicircular ducts),屬於膜迷路(membranous labyrinth)的一部分。套於骨半規管內,在各骨壺腹內,膜半規管也有相應膨大的膜壺腹。膜壺腹壁上有壺腹嵴,亦為位覺感受器,能感受頭部旋轉運動的刺激。
橢圓囊和球囊
橢圓囊(utricle)和球囊(saccule)位於前庭(膜迷路)內,前方為球囊,通蝸管;後上方為橢圓囊,通膜半規管;兩囊間有小管聯通。在橢圓囊和球囊壁上分別有橢圓囊斑和球囊斑,它們是位覺感受器,能感受頭部直線變速運動的刺激。
位置
圖1 半規管為三條半規管。兩囊之間有短管相通,半規管與耳蝸又分別與兩囊相連通,所以膜迷路各部分之間的內淋巴是相通的。橢圓囊和球囊的囊壁上,各有一個直徑為2毫米多、加厚的小區域,稱為
囊斑(macula)。囊斑也稱位覺斑,由一層
結締組織、一層上皮和
耳石膜組成。
耳石膜覆蓋在囊斑上皮層表面,為一層厚的蛋白樣
膠質膜,它的淺層含有
碳酸鈣和蛋白質組成的結晶體,稱為耳石(otolith),所以
橢圓囊和球囊也稱耳石器官。囊斑上皮內含有
毛細胞及
支持細胞兩種細胞。毛細胞為感覺
上皮細胞,夾在支持細胞之間,其底部為前庭
神經節內的
雙極細胞的
周圍突所包繞。毛細胞的頂端有一束纖毛伸入至耳石膜內。三條半規管(外半規管、上半規管和後半規管)互成直角,代表空間的三個面。外半規管又稱水平半規管,當人直立時,它和地面成30°角,如頭部向前傾30°,則它恰與地面平行。
上半規管、後半規管又稱垂直管,與地面成垂直關係。每管均有一端略膨大,稱
壺腹(ampullae)。壺腹內一側黏膜增厚,並向管腔內突出,形成一個與管長軸相垂直的
壺腹嵴。壺腹嵴的構造與
囊斑相似,其不同處為
毛細胞頂端的纖毛束較長,並包埋於高帽狀的膠質性的終帽(也稱蓋帽)內,其中無
耳石,但終帽與嵴上皮之間有一微細的腔隙,此腔隙與毛細胞的纖毛活動有關。壺腹嵴毛細胞的基部也被前庭
神經節細胞周圍突的末梢所包繞。
結構
骨半規管
骨半規管(
bony semicircular canals),屬於
骨迷路的一部分。三個骨半規管呈“C”形且互相垂直。位置最高者稱為
前骨半規管,大致呈水平位者稱為
外骨半規管,位置靠後者稱為
後骨半規管。每個骨半規管均有一個單骨腳和一個壺腹骨腳,後者在近前庭處的膨大稱骨壺腹,前後骨半規管的單骨腳合成一總骨腳。
膜半規管
膜半規管(
semicircular ducts),屬於
膜迷路的一部分。套於骨半規管內,在各骨壺腹內,膜半規管也有相應膨大的
膜壺腹。膜壺腹壁上有
壺腹嵴,亦為
位覺感受器,能感受頭部旋轉運動的刺激。
橢圓囊(
urticle)和
球囊(
saccule)位於前庭(
膜迷路)內,前方為球囊,通
蝸管;後上方為橢圓囊,通膜半規管;兩囊間有小管聯通。在橢圓囊和球囊壁上分別有
橢圓囊斑和
球囊斑,它們是位覺感受器,能感受頭部直線變速運動的刺激。
功能
橢圓囊和球囊的適宜刺激為
耳石的重力。因此,它們是提供與地心引力有關的頭
圖2 半規管部方位(傾斜度)的信息的,也因直線加(減)速運動而興奮。頭部處於正常位置時,耳石與
毛細胞間呈一定的壓力關係。頭部位置改變時,兩者在空間的相對位置也發生改變,耳石就不同程度地牽拉毛細胞的
纖毛,從而刺激了毛細胞。毛細胞興奮後,衝動經
前庭神經傳至前庭神經核,反射性地引起
肌緊張的變化,維持了身體平衡。
半規管的適宜刺激是旋轉
加速運動。在頭旋轉時,內淋巴因惰性而向與旋轉相反的方向移位,終帽隨之彎曲變形,這就間接地刺激了毛細胞及其基部的前庭
神經末梢。電生理研究表明:當頭部在靜位狀態下,終帽內的神經末梢發放一定的衝動。當終帽向一側移位,即當水平管內淋巴流向
壺腹和垂直管內淋巴流出壺腹而導致終帽彎曲時,衝動發放增加;當向相反方向移位時,發放就減少。旋轉在等速持續進行時,發放開始時與加速度時相同,以後逐漸恢復到原先水平,而旋轉突然停止時(減速運動),則終帽也受到移位,但方向與開始時相反。雖然內淋巴移位在3秒內即停止,而終帽卻要25~30秒鐘才回到靜息狀態,此時,人會有一種向相反方向旋轉的感覺。
控制平衡
內耳前庭部分是控制體平衡的器官。該處有三個互垂直的半規管。當人體失衡時,
圖3 半規管半規管便產生平衡脈衝,通過大腦的平衡中樞激發相應的反射動作,以使人體恢復平衡,並避免可能的傷害。這也是先天的本能反射之一。為什麼半規管不是兩個或四個,而恰巧是三個,而且又互相垂直呢?其理由至為明顯:因為人是生活面對在
三維空間之內,可以有前後,左右和上下三種互相垂直的運動方向,故必須有三個互相垂直的半規管才能全面監控。少於三個不夠用,多於三個不需要。
作用
半規管是人和脊椎動物
內耳迷路的組成部分,為三個互相垂直的半圓形小管。可分骨半規管和膜半規管。不論骨半規管和膜半規管,均可分為上半規管、後半規管和外半規管。膜半規管內外充滿淋巴。半規管一端稍膨大處有位覺感受器,能感受旋轉運動的刺激,通過它引起運動感覺和
姿勢反射,以維持運動時身體的平衡。