De drie gepaarde halfcirkelvormige kanalen in het binnenoor, uitgerust met mechanoreceptoren, behoren tot de evenwichtsorganen en staan elk bijna loodrecht op elkaar, waardoor ze een halfcirkelvormig kanaal vormen voor elk van de drie hoofddraairichtingen in de driedimensionale ruimte. De boogvormen zijn gevoelig voor rotatieversnellingen, maar niet voor uniforme rotaties. Ze zijn gevuld met endolymfe, die, vanwege het traagheidsprincipe, begint te bewegen tijdens rotatieversnelling en kleine sensorische haartjes buigt die een overeenkomstig elektrisch signaal afgeven aan de nervus vestibulocochlearis.
Wat zijn de gebogen kanalen?
De drie boogvormige kanalen in het petroïde bot van het binnenoor vormen samen met de twee otolithorganen sacculus en utriculus het gepaarde vestibulaire of evenwichtsapparaat. Het werkingsprincipe van de halfcirkelvormige kanalen is gebaseerd op de traagheid van de endolymfe in de halfcirkelvormige kanalen. Tijdens rotatieversnelling, die ook kan worden veroorzaakt door snelle rotatie van de hoofd, pauzeert de endolymfe van het boogvormige kanaal, dat zich in het rotatievlak bevindt, even. In de ampulla, de onderste verdikking van het boogvormige kanaal, bevindt zich een mechanoreceptor met sensorische haren die worden gebogen door de beweging van de endolymfe en een overeenkomstig signaal geven aan de nervus vestibulocochlearis. Het stoppen van een rotatiebeweging wordt ook als versnelling ervaren, maar als versnelling in tegengestelde richting. Door hun werkingsprincipe reageren de boogvormen extreem snel op rotatieversnellingen. Een nadeel is dat de endolymfe na elke versnelling kort 'ronddraait' voordat hij weer tot rust komt in de uitgangspositie. Tijdens de bezinkingsfase, die tot een seconde kan duren na bijvoorbeeld een pirouette, wordt subjectief een versnelling gevoeld, hoewel objectief gezien geen versnelling aanwezig is.
Anatomie en structuur
De kleine buisvormige arcades in het vliezige labyrint in het linker en rechter binnenoor komen allemaal voort uit het atrium (vestibule), waarmee ook de twee otolietenorganen voor sensorische detectie van lineaire versnellingen zijn verbonden. De halfcirkelvormige kanalen hebben elk een verdikking, de crista ampullaris, aan het ene uiteinde net boven de vestibule, waarin het uiteinde van de receptorcel zich bevindt. Boven de crista ampullaris bogen een kleine capsule, de cupula, die is gevuld met een gelei en waarin de sensorische haren van de mechanoreceptor uitsteken. De crista met de cupula bovenop sluit praktisch de poort op de site af. Omdat de endolymfe, die alle vestibulaire organen vult, tijdelijk beweegt ten opzichte van de wanden van het boogvormige kanaal vanwege zijn traagheid tijdens rotatieversnelling, waarbij de cupula wordt 'meegesleept', worden de sensorische haren gebogen en genereren ze een elektrische potentiaal die ze overbrengen naar de vestibulocochlear zenuw. Het hele vliezige labyrint is omgeven door perilymfe, die zich onderscheidt van de endolymfe in de vestibulaire organen door een omkering van de elektrolytverhoudingen. De endolymfe is hoog in kalium en laag in natrium, terwijl de perilymfe, die identiek is aan de extracellulaire weefselvocht van de rest van het lichaamsweefsel, is laag in kalium en hoog in natrium.
Functie en taken
De belangrijkste taak en functie van de gebogen kanalen is het onderhouden van het lichaam evenwicht in "samenwerking" met de otolietorganen, het proprioceptorsysteem, ook wel het proprioceptorsysteem genoemd, en de ogen, en om bepaalde ogen te activeren reflexen Een belangrijke reflex is de vestibulo-oculaire reflex (VOR), waarmee het lichaam een object stevig kan fixeren, zelfs tijdens zeer snelle hoofd bewegingen. De vestibulaire organen zijn direct verbonden met de oogspieren en veroorzaken onvrijwillige corrigerende bewegingen van de ogen tegen de versnellingsrichting in, wat veel sneller kan zijn dan willekeurige oogbewegingen. Een ander voordeel van de VOR is dat je ook bij complexe bewegingen als lopend en springen. Het effect is enigszins vergelijkbaar met een gyro-gestabiliseerde camera die wordt gebruikt op bewegende platforms. De versnellingsberichten van de arcades zijn erg snel, veel sneller dan centrale visie, omdat er veel minder 'verwerkingskracht' moet worden geleverd door de hersenen voor vestibulaire berichten dan voor centraal zicht. De interactie van verschillende sensorsystemen voor beweging coördinatie heeft het voordeel dat de ene sensor het falen van een andere kan compenseren, althans voor een bepaalde tijd. Zo kunnen we ondanks het verlies van het gezichtsvermogen rechtop staan en lopen, zelfs in volledige duisternis. Helaas, na elke stop van een rotatieversnelling, geven de boogvormen kortstondig valse berichten omdat de endolymfe een beetje achterblijft als gevolg van traagheid, zodat de sensorische haren een korte tijd afgeleid blijven en "verkeerde" versnellingsindrukken rapporteren. Als er op dat moment goed zicht is op de omgeving of referentievlakken, is de hersenen accepteert de visuele impressies als "correct" en onderdrukt de "valse" bewegingsimpressies binnen minder dan 100 milliseconden.
Ziekten
De meest voorkomende klachten die verband houden met de arcades zijn zogenaamd duizeligheid, wat erg onaangenaam kan zijn en verschillende oorzaken kan hebben. Duizeligheid als leidend symptoom wordt - ook in de neurologie - verstaan symptomen zoals een verkeerde waarneming van een beweging. De duizeligheid kan vergezeld gaan van hoofdpijn en misselijkheid naar braken In de frequentie van oorzaken van alle duizeligheidssymptomen, benigne perifere paroxismale positionele duizeligheid (BPPV) voert de frequentielijst aan met ongeveer 17%. Het is een goedaardig voorwaarde, maar kan worden voorafgegaan door traumatisch hersenen letsel of ontsteking van de vestibulaire zenuw BPPV wordt veroorzaakt door het loslaten van een of meer calcietkristallen van een van de twee otolietorganen en hun transport naar de achterste boog. Dit is mogelijk omdat de endolymfe met elkaar is verbonden. Hoewel de symptomen ernstig kunnen zijn, kan het probleem worden opgelost door geschikte lichaamshoudingen, omdat dit het kristal toelaat korrels om de arcade op natuurlijke wijze te verlaten. Naast enkele andere oorzaken van duizeligheid, zoals neurotoxines, alcohol en andere gifstoffen, de ziekte van Menière is een relatief veel voorkomende oorzaak van symptomen, goed voor ongeveer 10%. de ziekte van Menière is te wijten aan een overdruk van de endolymfe in het binnenoor. Ernstige aanvallen van duizeligheid gaan meestal gepaard met tinnitus en het begin van gehoorverlies.
