background image

EARS: THE VESTIBULOAUDITORY SYSTEM 

 

  

 

The ear is a three-chambered sensory structure has two main systems; the auditory system
for the perception of sound, and the vestibular system for the maintenance of balance. The 
three divisions of the ear are the external, the middle, and the inner (internal) ear, within 
which the auditory and vestibular systems are located. The sensory receptors transduce the 
sound waves to electrical impulse in the first, and to maintain equilibrium in the second.

 

 

EXTERNAL EAR

 

The External Ear is composed of an Auricle and an External Auditory Meatus. The auricle 
(pinna) is oval-shaped, composed of elastic cartilage with tightly adhering thin skin with hair 
follicles, sebaceous glands, and sweat glands. The pinna is an essential component in sound 
localization and amplification.

 

The external auditory meatus is an air-filled tubular space that follows slightly S-shaped 
course for about 25 mm to the tympanic membrane (eardrum). The wall of the lateral one 
third is cartilaginous and is continuous with the elastic cartilage of the auricle. The medial 
two thirds of the canal is contained within the temporal bone. The lateral part of the canal is 

lined by skin that contains hair follicles, sebaceous glands, and ceruminous glands
The

 secretion of the ceruminous glands mixes with the sebaceous glands and desquamated 

cells to form the cerumen or earwax. The cerumen is a brownish semisolid mixture of fats 
and waxes, lubricates the skin and impedes the entry of foreign particles. 
 The tympanic membrane is composed of tough connective tissue contains collagen, elastic 
fibers, and fibroblasts. Its external surface is covered with a thin layer of epidermis, and its 
inner surface is covered with simple cuboidal epithelium. 
 
MIDDLE EAR 
 

The middle ear, or the tympanic cavity, is an air-filled space within the temporal 
bone between the tympanic membrane and the bony surface of the internal ear. It 
contains three small bones, the auditory ossicles, connected by two movable joints. 
These bones are  

o  Malleus   (hammer), attached to the tympanic membrane 
o  Stapes  (Stirrup), whose footplate fits into the oval window 
o  Incus (anvil), linking the malleus to the stapes 

These ossicles cross the space in the middle ear and connect the tympanic 
membrane to the oval window. These bones convert sound waves in the air to 
mechanical (hydraulic) vibrations in tissues and fluid filled chambers. 
Anteriorly, the middle ear communicates with the pharynx via the auditory tube 
(Eustachian tube), posteriorly with the air-filled cavities of the mastoid process of 
the temporal bone.  The middle ear is bound laterally by the tympanic membrane 
and medially by the bony wall of the internal ear which contains two membrane-
covered openings, the oval window and the round window. In the middle ear, two 


background image

muscles, tensor tympani and stapedius, those are inserted into the stapes and 
malleus. 
The middle ear is lined with simple squamous epithelium, near the auditory tube and 
in its interior; the simple squamous is transformed gradually into ciliated 
pseudostratified columnar epithelium 
 
INTERNAL EAR 
 
The internal (inner) ear is located completely in the temporal bone, where the bony 
labyrinth (a complicated set of spaces) houses the smaller epithelium-lined, fluid 
filled spaces and tubes, the membranous labyrinth.  
 
The 

membranous labyrinth:  

lies within the bony labyrinth, it is divided into two 

major divisions 
 

                                                                                   

Utricle

          Semicircular ducts 

 

The 

membranous labyrinth      

 

                                                                                                

                                                                                

Saccule

             

Cochlear duct

 

     
 

               The semicircular ducts originate from the utricle, while the cochlea 
containing the cochlear duct, connected to the saccule, and provides for hearing 

 
In each of these structures the epithelial lining contains large areas of columnar 
sensory mechanoreceptors called the hair cells in the following regions 
 

i. 

Two 

 maculae      

in the utricle and saccule 

 

ii. 

Three 

cristae ampullaris     

in the enlarged ampullary region of each 

semicircular duct 

iii. 

Long spiral 

organ of Corti  

in the cochlear duct 

 
The 

bony labyrinth 

consists of spaces in the temporal bone, has the irregular 

central cavity, the vestibule within which the saccule and the utricle are enclosed. 
Behind this, three semicircular canals enclose the semicircular ducts; the 
anterolateral cochlea contains the cochlear duct 
 
                                           

Semicircular canals 

enclose the semicircular ducts 

                       

 

vestibule

,       

 

                                           

Cochlea

 containing the cochlear duct 

 
 


background image

The cochlea (L.cochlea, snail, screw) about 35 mm in total length, makes two-and-
one-half turns around a bony core known as the modiolus. The modiolus has spaces 
containing blood vessels and the cell bodies and processes of the acoustic branch of 
the eighth cranial nerve (spiral ganglion). Extending laterally from the modiolus is a 
thin bony ridge, the osseous spiral lamina. 

The bony labyrinth is filled with perilymph, which is similar in ionic composition to 
cerebrospinal fluid and the extracellular fluids elsewhere but has very low protein 
content. The perilymph emerges from the blood vessels of the periosteum and 
drained by a perilymphatic duct into the subarachnoid space. 

The membranous labyrinth contains endolymph, which is characterized by its low sodium 
(16mM) and high potassium (150mM) content. The protein concentration in endolymph is 
low, similar to the intracellular fluid. Endolymph is generated by capillaries in the stria 
vascularis in the wall of the cochlear duct and is drained from the vestibule into the venous 
sinuses of the dura mater by the endolymphatic duct.

 

 
SACCULE AND UTRICLE 
The saccule and the utricle are composed of a very thin connective tissue sheath 
lined with simple squamous epithelium. The two maculae in the wall of the saccule 
and utricle are small sensory areas of columnar neuroepithelial cells innervated by 
branches of the vestibular nerve. Both maculae are similar histologically and contain 
mechanoreceptor cells (hair cells) which use gravity and endolymph movement to 
detect the orientation of the stationary head and linear acceleration of the moving 
head. The macular wall is composed of hair cells, supporting cells, and endings of the 
vestibular branch of the eighth cranial nerve. The apical surface of the hair cells is 
covered by a gelatinous otolithic layer or membrane (contains otoliths which are 
crystalline structures). The hair cell contains numerous straight stereocilia and a 
longer single kinocilium, a modified cilium whose tip may be slightly enlarged. 
 
SEMICIRCULAR DUCTS 
The three semicircular ducts are parts of the membranous labyrinth having the same 
general form as the semicircular canals in the bony labyrinth. Each extends from and 
returns to the wall of the utricle. They lie in three different spatial planes at right 
angles to one another; their receptor areas are present in their ampullae and are 
called cristae ampullaris. 

Cristae are histologically similar to maculae, with hair cells, 

supporting cells, and nerve endings, with proteoglycan layer called the cupula. The cupula 
here is thick, and attached to the sensory cells' hair bundles. It does not have otoliths and 
extends completely across the ampulla. 

 

 
 COCHLEAR DUCT AND AUDITORY FUNCTIONS 
The cochlear duct, connected to the saccule, is the specialized sound receptor. It is 
about 35mm long and is surrounded by the perilymphatic spaces. In histological 
sections, the cochlea contains three spaces: the scala vestibule, the middle cochlear 
duct (or scala media), and the scala tympani. The cochlear duct contains edolymph 
and ends at the apex of the cochlea. The other two spaces contain perilymph and 
they are considered one long tube, beginning in the oval window and ending in the 


background image

round window. They communicate at the apex of the cochlea via the opening 
helicotrema
The cochlear duct is separated from the scala vestibule by the vestibular membrane
It consists of basement membrane with simple squamous epithelium on both sides. 
The epithelial cells have tight junctions to maintain the ionic gradient between 
perilymph and endolymph. 
In the lateral wall of the cochlear duct is the stria vascularis, an epithelium for the 
production and maintenance of the endolymph for the entire membranous 
labyrinth. Stria vascularis encloses a network of capillaries from which K ions and 
fluids are released. 
The spiral organ (organ of Corti) lies in the wall that separates the cochlear duct 
from the scala tympani. The spiral organ rests on a thick basal lamina- the basilar 
membrane. Two types of hair cells are present, outer hair cells OHC and inner hair 
cells
 IHC, both having stereocilia. No kinocilium is present in cochlear hair cells. 
The OHC are embedded in the tectorial membrane, an acellular layer extending over 
the spiral organ from the modiolus.  
The cell bodies of the afferent bipolar neuron are located in the bony core of the 
modiolus, the spiral ganglion
Two major types of columnar supporting cells, Pillar cells, and Phalangeal cells. The 
pillar cells contain large number of microtubules and keratin, they outline a 
triangular tunnel-like space between the outer and inner hair cells. 
 

Endolymphatic Duct and Sac 

The endolymphatic duct initially has a simple squamous epithelial lining. As it nears 
the endolymphatic sac, it gradually changes to tall columnar epithelium composed of 
two cell types; one of these cell types has microvilli on its apical surface and 
abundant pinocytotic vesicles and vacuoles. These cells may be responsible for the 
absorption of endolymph and for the endocytosis of foreign material and cellular 
remnants that may be present in endolymph. 

 
 
   

 

 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 9 أعضاء و 124 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل