Oído interno

La sensibilidad del oído al sonido está controlada por las células ciliadas externas

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El oído interno humano tiene un tipo de célula llamada célula ciliada externa. Se pensó que estos amplificaban los sonidos del entorno, según un artículo escrito por la Dra. Liji Thomas, MD, y publicado en el sitio web de información médica news-medical.net.

Sin embargo, un nuevo estudio basado en la audición en jerbos muestra que estas células probablemente están involucradas en la regulación de la sensibilidad del oído al sonido. Esto podría ayudar a encontrar formas de preservar la buena audición al proteger estas células de la destrucción.

Cómo funcionan las células ciliadas externas

Mecanismo de la audición – Crédito de la ilustración: Alila Medical Media / Shutterstock

El oído tiene tres zonas, el oído externo, medio e interno. El oído interno contiene células ciliadas que son células diminutas con proyecciones microscópicas protuberantes que parecen pelos. Funcionan como micrófonos, transformando las vibraciones inducidas por el sonido en impulsos nerviosos eléctricos que el cerebro traduce en la sensación de sonido, y simultáneamente amplificando las señales antes de enviarlas.


Estructura del órgano de Corti. – Crédito de la imagen: Sakurra / Shutterstock

Se han encontrado células ciliadas externas e internas. Las células ciliadas internas transmiten señales al cerebro mientras que las células ciliadas externas modulan los sonidos que llegan a la parte más interna del oído interno. El daño a las células ciliadas externas produce vibraciones significativamente más pequeñas que se transmiten a las células ciliadas internas.

Las células ciliadas externas también tienen una propiedad llamada electromotilidad. En otras palabras, cambian su longitud en respuesta a la estimulación eléctrica. Se pensó que esto actuaba como una función de amplificación mecánica.

Si esta fuera su función, tendrían que responder mediante cambios de longitud a las ondas individuales que inciden en el oído interno en todo el rango de sonido escuchado por la especie animal particular, que puede ser de hasta 150 kHz para algunos. Este es especialmente el caso de los animales que escuchan sonidos en el rango ultrasónico, donde la frecuencia es extremadamente alta. Sin embargo, su estructura no va bien con esta teoría: son demasiado grandes para vibrar de manera sensible en respuesta a las ondas de alta frecuencia de sonidos altos en el rango de ciclos individuales. Existen problemas eléctricos y mecánicos que hacen que este proceso no sea factible.

¿Qué muestra este estudio?

En el estudio actual, los investigadores trataron de resolver la cuestión utilizando una tecnología llamada vibrometría de tomografía de coherencia óptica (OCTV) para medir la frecuencia de esquina y el ancho de banda de electromotilidad en jerbos vivos. Utilizaron OCTV para medir los pequeños movimientos que ocurren en las células ciliadas externas cuando los jerbos escuchan un sonido.

Utilizaron sonidos entre 13-25 kHz para evaluar la motilidad de las células ciliadas externas. Descubrieron que los sonidos hasta aproximadamente la mitad de la octava superior del piano podían provocar tales movimientos, pero más allá de eso, las células ya no podían moverse lo suficientemente rápido como para mantener el ritmo. Esto es aproximadamente 2.5 octavas por debajo del rango de frecuencias requeridas para la audición ultrasónica.

Función de control automático de ganancia

La conclusión a la que llegaron fue que las células ciliadas externas son bastante similares a las células ciliadas internas en su frecuencia de esquina, que no va más allá de unos pocos kHz. Por lo tanto, no pueden amplificar los sonidos ultrasónicos de alta frecuencia (que los jerbos oyen bastante bien). Por lo tanto, esta no es su función. En cambio, en lugar de captar y responder a ondas de sonido individuales, actúan como detectores de envolvente.

Pueden detectar correctamente los cambios en el volumen de los sonidos y modularlos antes de pasarlos al oído interno. Esto protege las células ciliadas internas de vibraciones extremadamente violentas en respuesta a sonidos muy fuertes. Esto se denomina control automático de ganancia y se usa en numerosos dispositivos que reciben y transmiten ondas de sonido para lograr la compresión de rango dinámico (DCR). Esto significa que los sonidos fuertes se atenúan mientras que los silenciosos se amplifican,

La ventaja es que se percibe que el volumen general aumenta. En el presente modelo, la DCR en la cóclea se logra mediante la función de control automático de ganancia de las células ciliadas externas. En otras palabras, cuanto mayor es la excitación producida en la membrana de estas células por la vibración del sonido (como con los sonidos más fuertes), más se atenúa la vibración inducida por el sonido antes de pasarla a las células ciliadas internas. La investigadora Anna Vavakou dice: “En lugar de amplificar el sonido, las células parecen monitorear el nivel de sonido y regular la sensibilidad en consecuencia”. Esta hipótesis es radicalmente diferente del concepto actual de la función de las células ciliadas externas en la actualidad.

Saber qué hacen las células ciliadas externas es muy importante, según los autores del estudio. Estas células son vulnerables a los antibióticos, los ruidos fuertes y ciertas otras drogas. Esto reduce la sensibilidad auditiva. Según Marcel van der Heijden, “determinar su papel exacto podría ayudar a guiar los esfuerzos para prevenir o incluso curar formas comunes de pérdida auditiva”.

El estudio fue publicado en la revista eLife el 24 de septiembre de 2019.

Referencia del diario: El límite de frecuencia de la motilidad externa de las células ciliadas medida in vivo. Anna Vavakou, Nigel P Cooper y Marcel van der Heijden. eLife 2019; 8: e47667 doi: 10.7554 / eLife.47667. https://elifesciences.org/articles/47667

Vía: News Medical