Ucho
Obsah boxu
Ucho (latinsky auris) je párový orgán obratlovců, který slouží jako smyslové centrum pro dva klíčové smysly: sluch (percepce zvuku) a rovnováha (udržování polohy a orientace v prostoru). U savců se ucho typicky skládá ze tří hlavních částí: vnějšího, středního a vnitřního ucha. Zatímco vnější a střední ucho se podílejí především na zachycení a přenosu zvukových vln, vnitřní ucho je zodpovědné za jejich převedení na nervové impulsy a za vnímání pohybu a gravitace.
Anatomická a funkční složitost ucha z něj činí jeden z nejkomplexnějších a nejcitlivějších orgánů v těle. Jeho správná funkce je zásadní pro komunikaci, orientaci v prostředí a ochranu před nebezpečím.
👂 Anatomie ucha
Lidské ucho je komplexní struktura, kterou lze pro lepší pochopení rozdělit do tří anatomicky i funkčně odlišných oddílů.
🏞️ Vnější ucho
Vnější ucho (auris externa) je část, která je viditelná a slouží k zachycení a nasměrování zvukových vln do zvukovodu.
- Ušní boltec (auricula): Je tvořen elastickou chrupavkou pokrytou kůží. Jeho specifický tvar pomáhá lokalizovat zdroj zvuku a mírně zesiluje určité frekvence. Části boltce mají svá pojmenování, jako je lalůček (lobulus), helix nebo tragus.
- Zevní zvukovod (meatus acusticus externus): Jedná se o trubici dlouhou přibližně 2,5 cm, která vede od boltce k bubínku. Je vystlán kůží, která obsahuje mazové žlázy produkující ušní maz (cerumen). Maz chrání zvukovod před nečistotami, bakteriemi a hmyzem a udržuje jeho vlhkost.
🥁 Střední ucho
Střední ucho (auris media) je vzduchem vyplněná dutina v kosti spánkové, která přenáší vibrace z bubínku do vnitřního ucha.
- Bubínek (membrana tympani): Tenká, poloprůhledná membrána na konci zvukovodu. Zvukové vlny ji rozechvívají. Tvoří hranici mezi vnějším a středním uchem.
- Středoušní kůstky (ossicula auditus): Tři nejmenší kosti v lidském těle, které jsou navzájem kloubně spojeny a tvoří pákový systém. Jejich úkolem je mechanicky zesílit vibrace z bubínku a přenést je na vnitřní ucho.
- Kladívko (malleus): Je spojeno s bubínkem.
- Kovadlinka (incus): Prostřední kůstka, spojující kladívko a třmínek.
- Třmínek (stapes): Nejmenší lidská kost, která nasedá na oválné okénko vnitřního ucha.
- Eustachova trubice (tuba auditiva): Trubice spojující středoušní dutinu s nosohltanem. Jejím hlavním úkolem je vyrovnávat tlak vzduchu ve středním uchu s tlakem okolního prostředí. To je důležité pro správnou funkci bubínku a prevenci jeho poškození.
🐌 Vnitřní ucho
Vnitřní ucho (auris interna), také nazývané labyrint, je uloženo hluboko ve skalní kosti a obsahuje smyslové receptory pro sluch i rovnováhu.
- Kostěný labyrint (labyrinthus osseus): Systém dutin a kanálků v kosti.
- Blanitý labyrint (labyrinthus membranaceus): Nachází se uvnitř kostěného labyrintu a je vyplněn tekutinou zvanou endolymfa. Prostor mezi kostěným a blanitým labyrintem vyplňuje perilymfa.
Vnitřní ucho se dělí na dvě hlavní funkční části:
- Hlemýžď (cochlea): Spirálovitě stočená trubice připomínající ulitu šneka, která je zodpovědná za sluch. Uvnitř se nachází Cortiho orgán, který obsahuje tisíce vláskových buněk. Tyto buňky převádějí mechanické vibrace tekutiny (endolymfy) na elektrické signály, které jsou následně odesílány do mozku prostřednictvím sluchového nervu.
- Vestibulární aparát (apparatus vestibularis): Orgán rovnováhy. Skládá se ze dvou částí:
- Polokruhové kanálky (canales semicirculares): Tři na sebe kolmé kanálky, které detekují rotační (úhlové) zrychlení hlavy.
- Váčky (sacculus a utriculus): Obsahují krystalky uhličitanu vápenatého (otolity), které detekují lineární zrychlení a polohu hlavy vůči gravitaci.
⚙️ Funkce ucha
Ucho plní dvě odlišné, ale vzájemně propojené funkce.
🎶 Slyšení
Proces slyšení je komplexní děj, který lze shrnout do několika kroků: 1. Zachycení zvuku: Ušní boltec zachytí zvukové vlny a nasměruje je do zevního zvukovodu. 2. Vibrace bubínku: Zvukové vlny dopadnou na bubínek a rozechvějí ho. 3. Zesílení ve středním uchu: Vibrace se přenesou na systém středoušních kůstek (kladívko, kovadlinka, třmínek). Tento pákový systém a rozdíl v ploše mezi bubínkem a oválným okénkem vibrace zesílí přibližně 20krát. 4. Přenos do vnitřního ucha: Třmínek rozkmitá tekutinu (perilymfu) v hlemýždi. 5. Přeměna na nervový vzruch: Vibrace tekutiny stimulují vláskové buňky v Cortiho orgánu. Každá část hlemýždě je citlivá na jinou frekvenci zvuku (vysoké tóny u báze, nízké u vrcholu). Ohyb vláskových buněk generuje elektrický signál. 6. Zpracování v mozku: Elektrické signály jsou sluchovým nervem vedeny do sluchového centra v temporálním laloku mozkové kůry, kde jsou interpretovány jako zvuk, řeč nebo hudba.
Lidské ucho je schopno vnímat zvuky v frekvenčním rozsahu přibližně od 20 Hz do 20 000 Hz (20 kHz). S věkem se tento rozsah, zejména u vysokých frekvencí, zmenšuje.
🤸 Rovnováha
Vestibulární aparát ve vnitřním uchu je zodpovědný za udržování rovnováhy a prostorové orientace.
- Dynamická rovnováha: Polokruhové kanálky detekují otáčení hlavy. Při pohybu se tekutina (endolymfa) v kanálcích pohybuje setrvačností a ohýbá vláskové buňky, což vysílá signál do mozku o směru a rychlosti rotace.
- Statická rovnováha: Váčky (utriculus a sacculus) informují mozek o poloze hlavy vůči gravitaci a o lineárním zrychlení (např. jízda ve výtahu nebo v autě). Krystalky (otolity) v těchto váčcích tlačí na vláskové buňky v závislosti na poloze hlavy.
Informace z vestibulárního aparátu jsou v mozku integrovány s informacemi ze zraku a z proprioceptorů (receptorů ve svalech a kloubech), což umožňuje tělu udržovat stabilitu a koordinovat pohyby.
🩺 Onemocnění ucha
Ucho může být postiženo řadou onemocnění, od běžných infekcí po trvalé poruchy.
- Zánět středního ucha (otitis media): Časté, zejména u dětí. Jedná se o bakteriální nebo virovou infekci středoušní dutiny, často spojenou s infekcemi horních cest dýchacích.
- Zánět zevního zvukovodu (otitis externa): Také známý jako "plavecké ucho", je to infekce kůže zvukovodu.
- Tinnitus: Vnímání zvuku (pískání, hučení, šumění) bez vnějšího zdroje. Může mít mnoho příčin, včetně poškození sluchu hlukem nebo stárnutím.
- Ztráta sluchu: Může být převodní (problém ve vnějším nebo středním uchu) nebo senzorineurální (poškození hlemýždě nebo sluchového nervu). Častou příčinou je stárnutí (presbyakuzie) nebo vystavení nadměrnému hluku.
- Závrať (vertigo): Pocit točení nebo nestability, často způsobený poruchou vestibulárního systému, jako je benigní paroxysmální polohové vertigo (BPPV) nebo Menièrova choroba.
- Ucpání zvukovodu mazem: Nahromadění ušního mazu může způsobit dočasnou ztrátu sluchu, bolest nebo tinnitus.
🔬 Ucho u zvířat
Struktura a schopnosti ucha se v živočišné říši výrazně liší.
- Savci: Většina savců má podobnou třídílnou strukturu ucha jako člověk. Mnozí, například psi nebo kočky, mají pohyblivé boltce, které jim umožňují lépe lokalizovat zdroj zvuku. Některé druhy, jako netopýři nebo delfíni, využívají echolokaci, tedy vnímání odražených vysokofrekvenčních zvuků, pro orientaci a lov.
- Ptáci: Ptáci nemají vnější boltce, jejich ušní otvory jsou kryty peřím. Mají však vynikající sluch, který je klíčový pro komunikaci a detekci predátorů.
- Plazi a obojživelníci: Většina plazů má jednodušší strukturu ucha, často jen s jednou středoušní kůstkou (columella, obdoba třmínku). Hadi zvuk vnímají především vibracemi přenášenými přes kosti čelisti.
- Ryby: Ryby nemají vnější ani střední ucho. Zvuk vnímají prostřednictvím otolitů ve vnitřním uchu a postranní čáry, která detekuje vibrace a tlakové změny ve vodě.
- Hmyz: Hmyz má sluchové orgány (tympanální orgány) umístěné na různých částech těla, například na nohou (kobylek), hrudi nebo zadečku.
💡 Zajímavosti
- Třmínek ve středním uchu je nejmenší kostí v lidském těle, měří jen asi 3 x 2,5 mm.
- Vnitřní ucho má velikost přibližně jako hrášek.
- Ucho nikdy nespí. I během spánku mozek neustále zpracovává zvuky z okolí, ale rozhoduje se je ignorovat, pokud nejsou vyhodnoceny jako hrozba.
- Tvar ušního boltce je u každého člověka unikátní, podobně jako otisk prstu.
- Zvuk se šíří různou rychlostí v závislosti na prostředí. Ve vzduchu je to přibližně 343 m/s, ale pod vodou je to téměř 1500 m/s.
🧑🏫 Pro laiky
Představte si ucho jako velmi sofistikovaný hudební nástroj a navigační systém v jednom.
- **Vnější ucho (trychtýř):** Ušní boltec funguje jako trychtýř, který sbírá zvukové vlny (jako když si dáte dlaň za ucho, abyste lépe slyšeli) a posílá je do tunelu zvaného zvukovod.
- **Střední ucho (zesilovač):** Na konci tunelu je bubínek, který se rozechvěje jako blána na bubnu. Za ním jsou tři maličké páčky (kůstky), které tyto vibrace převezmou a mnohonásobně je zesílí. Je to podobné, jako když malým pohybem prstu na jednom konci páky zvednete těžký předmět na druhém konci. Eustachova trubice je jako ventil, který zajišťuje, aby byl na obou stranách bubínku stejný tlak – proto nám při změně nadmořské výšky (v letadle, v horách) "zaléhá v uších", dokud si nepolykáme a tlak nevyrovnáme.
- **Vnitřní ucho (převodník a vodováha):** Zesílené vibrace se přenesou do hlemýždě, který je naplněn tekutinou. Představte si ho jako klavír. Vibrace rozvlní tekutinu a podle toho, jak rychle se vlní (jaký je tón zvuku), se "zmáčkne" určitá klávesa – v tomto případě se ohne specifická skupina citlivých vláskových buněk. Tyto buňky pak pošlou elektrický signál do mozku, který řekne: "Slyším vysoké C!" nebo "Někdo mluví!".
- **Rovnováha (vodováha):** Vedle "klavíru" je ve vnitřním uchu i jakási "vodováha" (vestibulární aparát). Jsou to kanálky s tekutinou a drobné krystalky. Když pohnete hlavou, tekutina a krystalky se pohnou a dají mozku přesně vědět, jestli se otáčíte, zrychlujete, nebo stojíte hlavou dolů. Díky tomu víte, kde je nahoře a dole, a nespadnete.