Tři spárované půlkruhové kanály ve vnitřním uchu, vybavené mechanoreceptory, patří k orgánům rovnováhy a jsou téměř navzájem kolmé a poskytují jeden půlkruhový kanál pro každý ze tří hlavních směrů otáčení v trojrozměrném prostoru. Oblouky jsou citlivé na rotační zrychlení, ale ne na rovnoměrné rotace. Jsou naplněny endolymfou, která se díky principu setrvačnosti začne pohybovat během rotačního zrychlení a ohýbá malé smyslové chloupky, které dodávají odpovídající elektrický signál do vestibulocochleárního nervu.
Co jsou obloukovité kanály?
Tři obloukovité kanály umístěné ve skalní kosti vnitřního ucha tvoří společně se dvěma otolitovými orgány sacculus a utriculus spárovaný vestibulární nebo rovnovážný aparát. Princip činnosti půlkruhových kanálů je založen na setrvačnosti endolymfy umístěné v půlkruhových kanálech. Během rotačního zrychlení, které může být také způsobeno rychlou rotací hlava, endolymfa obloukovodu, který je umístěn v rovině otáčení, se na okamžik zastaví. V ampulce, dolním zesílení obloukovitého potrubí, je mechanoreceptor se smyslovými chlupy, které jsou ohnuty pohybem endolymfy a dávají odpovídající signál vestibulocochleárnímu nervu. Zastavení rotačního pohybu je také vnímáno jako zrychlení, ale jako zrychlení v opačném směru. Díky svému principu působení reagují oblouky extrémně rychle na rotační zrychlení. Nevýhodou je, že se endolymfa po každém zrychlení krátce „točí“, než se zastaví v původní poloze. Během fáze usazování, která může trvat například jednu sekundu po piruetě, je subjektivně pociťováno zrychlení, i když objektivně není přítomno žádné.
Anatomie a struktura
Malé trubkovité arkády v membranózním labyrintu v levém a pravém vnitřním uchu vznikají z atria (vestibulu), s nimiž jsou spojeny také dva otolitové orgány pro senzorickou detekci lineárních zrychlení. Každý půlkruhový kanál má zesílení, crista ampullaris, na jednom konci těsně nad vestibulem, ve kterém je umístěn konec receptorové buňky. Nad crista ampullaris se vyklenuje malá kapsle, kupula, která je naplněna želé a do které promítají senzorické chloupky mechanoreceptoru. Crista s kopulí sedící nahoře prakticky uzavírá oblouk v místě. Protože endolymfa, která vyplňuje všechny vestibulární orgány, se na okamžik pohybuje vzhledem ke stěnám obloukovitého potrubí díky své setrvačnosti během rotačního zrychlení, „strhávající“ kupuli, jsou smyslové chloupky ohnuté a generují elektrický potenciál, který přenášejí vestibulocochlear nerv. Celý membránový labyrint je obklopen perilymfou, která se odlišuje od endolymfy ve vestibulárních orgánech obrácením jejích poměrů elektrolytů. Endolymfa má vysoký obsah draslík a nízký sodík, zatímco perilymfa, která je identická s extracelulární lymfy zbytku tělesné tkáně, má nízký obsah draslíku a vysoký obsah sodík.
Funkce a úkoly
Nejdůležitějším úkolem a funkcí obloukových kanálků je udržovat tělo vyvážit ve „spolupráci“ s otolitovými orgány, proprioceptorový systém, nazývaný také proprioceptorový systém, a oči, a pro spuštění určitých očí reflex. Jedním z důležitých reflexů je vestibulo-oční reflex (VOR), který umožňuje tělu pevně fixovat předmět, a to i při velmi rychlých hlava pohyby. Vestibulární orgány jsou přímo spojeny s očními svaly a spouštějí nedobrovolné korekční pohyby očí proti směru zrychlení, které mohou být mnohem rychlejší než dobrovolné pohyby očí. Další výhodou VOR je schopnost bez námahy udržovat stacionární prostředí v dohledu i při složitých pohybech, jako je např běh a skákání. Efekt je do jisté míry srovnatelný s gyroskopicky stabilizovanou kamerou používanou na pohyblivých platformách. Zprávy o zrychlení z arkád jsou velmi rychlé, mnohem rychlejší než centrální vidění, protože procesor musí poskytovat mnohem menší „výpočetní výkon“ mozek pro vestibulární zprávy než pro centrální vidění. Interakce několika senzorových systémů pro pohyb koordinace má tu výhodu, že jeden snímač dokáže alespoň na určitou dobu kompenzovat selhání jiného. Můžeme tedy stát vzpřímeně a chodit i v úplné tmě navzdory ztrátě zraku. Bohužel po každém zastavení rotačního zrychlení oblouky krátce poskytují falešné zprávy, protože endolymfa kvůli setrvačnosti trochu zaostává, takže smyslové chloupky zůstávají na krátkou dobu rozptýleny a hlásí „nesprávné“ dojmy zrychlení. Pokud je v dané chvíli dobrý výhled na prostředí nebo na referenční povrchy, mozek přijímá vizuální dojmy jako „správné“ a potlačuje „falešné“ dojmy za méně než 100 milisekund.
Nemoci
Nejběžnější stížnosti spojené s arkádami jsou tzv závrať, což může být velmi nepříjemné a může to být způsobeno různými příčinami. Závrať jako hlavní příznak - také v neurologii - je chápán jako příznaky, jako je chybné vnímání pohybu. The závrať může být doprovázeno bolest hlavy a nevolnost na zvracení. Ve frekvenci příčin všech příznaků závratě je benigní periferní paroxysmální polohové vertigo (BPPV) zaujímá první místo v seznamu frekvencí přibližně o 17%. Je to neškodné stav, ale může předcházet traumatické mozek zranění nebo zánět z vestibulární nerv. BPPV je způsoben oddělením jednoho nebo více krystalů kalcitu od jednoho ze dvou otolitových orgánů a jejich transportem do zadního oblouku. To je možné, protože endolymfa je vzájemně propojena. I když mohou být příznaky závažné, problém lze vyřešit vhodnou polohou těla, protože to umožňuje krystal granule opustit pasáž přirozeně. Kromě některých dalších příčin závratí, jako jsou neurotoxiny, alkohol a další toxiny, meniérová nemoc je relativně častou příčinou příznaků, představuje přibližně 10%. meniérová nemoc je způsoben přetlakem endolymfy ve vnitřním uchu. Těžké záchvaty závratí jsou obvykle doprovázeny hučení v uších a nástup ztráta sluchu.
