BIOFISICA AUDIÇÃO [TEXTO]

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BIOFÍSICA DA AUDIÇÃO 
 
O sistema auditivo é um sistema de transdução de energia mecânica em energia elétrica. 
 
 
ANATOMIA 
 
O sistema auditivo pode ser divido em três partes: ouvido externo, ouvido médio e ouvido 
interno. 
O ouvido externo é composto pela concha auditiva (pavilhão auricular) e plo meato 
acústico externo. Sendo este, ocluído pela membrana timpânica. 
O ouvido médio é composto pela membrana timpânica (tímpano), pela tuba auditiva 
(Trompa de Eustáquio) e por uma cadeia de três ossículos. Esses ossículos, que são os menores 
ossos do corpo humano, são: o martelo, a bigorna e o estribo. 
Sendo o martelo articulado com o tímpano, ele recebe as vibrações e propaga a bigorna. 
Esta, propaga a vibração ao estribo. O estribo encontra-se articulado a membrana janela oval da 
cóclea. 
A Tuba Auditiva conecta o ouvido médio a rinofaringe e possui a função de equalizar a 
pressão dos dois lados do tímpano. 
O ouvido interno é composto pela cóclea e pelos canais semicirculares. Estes, estão 
intimamente ligados ao equilíbrio (movimento e posição) do corpo. Da cóclea emerge o nervo 
ótico (coclear), que leva as informações da cóclea ao SNC. 
 
 
 
 
CÓCLEA 
 
A cóclea possui formato de caracol com três giros. Internamente a cóclea é divida em três 
câmaras: a escala timpânica (rampa timpânica), escala média (rampa média) e escala vestibular 
(rampa vestibular). Sendo a escala timpânica e a escala vestibular preenchidas por um líquido de 
composição similar ao líquor, a perilinfa. E a escala média preenchida por um líquido de 
composição similar ao citosol celular e rico em potássio. 
Dividindo a escala timpânica da escala vestibular temos uma membrana elástica, a 
membrana basilar. Esta, também separa a escala timpânica da escala média. E, dividindo a escala 
vestibular da escala média temos a membrana de Reissner. 
A cóclea comunica-se com o ouvido médio através de dois orifícios fechados por 
membranas e localizados em sua base, a janela oval (que está em contato com o ossículo estribo) 
e a janela redonda. 
Na escala média, junto a membrana basilar e membrana de Reissner, podemos encontrar 
o Órgão de Corti. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÓRGÃO DE CORTI 
 
 
Como podemos observar na figura acima, no órgão de Corti podemos encontrar diversas 
estruturas microanatômicas. Porém, daremos destaque a três delas: a membrana basal, a 
membrana tectorial e as células ciliadas internas. Elas são as principais estruturas envolvidas na 
transdução do sinal mecânico em elétrico. 
A membrana basal possui movimento vertical, deslocando o órgão de Corti para cima e 
para baixo. A membrana tectorial possui movimento horizontal, deslocando-se para frente e para 
trás quando há o movimento da membrana basal. 
Os cílios das células ciliares internas ficam em contato com a membrana tectorial, assim 
quando há o deslocamento do órgão de Corti, as células ciliares são sensibilizadas; ou seja, os 
cílios são deslocados (dobrados). 
Esses movimentos nos cílios, das células ciliares internas, levam a despolarização da 
membrana celular. Quando o deslocamento dos cílios é no sentido da escala média a célula 
hiperpolariza e quando é em sentido oposto ela despolariza. 
O órgão de Corti é preenchido pela endolinfa, que possui elevada concentração de 
potássio, sendo maior que a concentração de potássio intracelular, com potencial de +80 mV. Já 
as células ciliares possuem potencial de -70 mV. 
 
TRAJETO DA ONDA SONORA 
O trajeto da onda sonora ao chegar no sistema auditivo pode ser resumido no seguinte 
esquema: 
 
Meato auditivo externo >>> tímpano >>> martelo >>> bigorna >>> estribo >>> janela oval 
>>> escala vestibular >>> escala timpânica >>> janela redonda >>> ouvido médio 
 
Ao chegar no Timpano a onda sonora é convertida em onda mecânica, que se propaga 
pelo sistema de ossículos do ouvido médio até chegar à janela oval da cóclea. Aqui, as vibrações 
que chegam à janela oval são transmitidas para a perilinfa, que levará ao deslocamento da 
membrana basilar. 
O deslocamento da membrana basilar, desloca o órgão de Corti, levando a transdução 
mecano-elétrica nas células ciliares. 
Importante! 
Como podemos observar no estudo da anatomia do sistema auditivo, o ouvido externo e 
o médio são preenchidos por ar e o ouvido interno é preenchido por líquido. Esses meios possuem 
impedância sonora diferentes, sendo a impedância dos líquidos maior que a do ar, levando a perda 
na transmissão das ondas de um meio para outro, chegando a quase 100 % de perda. 
Assim, a transmissão das ondas para o ouvido interna se dá pelo sistema de ossículos do 
ouvido médio. O martelo, a bigorna e o estribo formam um sistema de alavancas melhorando a 
eficácia na transmissão das ondas, que passam a ser convertidas de ondas sonoras em ondas 
mecânicas. 
Dessa forma, a energia sonora que chega ao tímpano é convertida em energia mecânica e 
transmitida pelos ossículos até chegar na janela oval. 
Por comporem um sistema de alavancas, a força necessária para deslocar (vibrar) a janela 
oval é imensamente menor do que aquela que seria necessária se a janela oval fosse deslocada 
diretamente pelas ondas sonoras. 
 
TRANSDUÇÃO MECANO-ELÉTRICA NAS CÉLULAS CILIARES 
 
A membrana basilar faz a torção dos cílios das células ciliares internas, levando a abertura 
dos canais de potássio. Observe que os canais de potássio são ativados pela deformação mecânica 
dos cílios. 
Com isso, o potássio, entra e despolariza a célula ciliar interna, levando a geração de 
potencial o suficiente para abrir canais de Ca2+ voltagem dependente, levando a entrada cálcio na 
célula e consequente ativação do mecanismo de exocitose, levando a liberação de vesículas 
sinápticas e de neurotransmissor excitatório (glutamato) ao ramo aferente do nervo ótico. 
No ramo aferente, o glutamato se liga a receptores químicos, levando a abertura de canais 
permeáveis ao sódio e ao cálcio e consequente despolarização do nervo e geração do potencial de 
ação. O potencial se propaga levando a informação até o SNC. 
 
 TEORIA DE LOCALIZAÇÃO TONAL 
 
 Goerge Von Békesy formulou a teoria segundo a qual as ondas sonoras de diferentes 
frequências possuem amplitude máxima em diferentes pontos da cóclea. Assim, as ondas de alta 
frequências estimulam principalmente as células ciliares da base da cóclea, enquanto as ondas de 
baixa frequências estimulam as células do ápice da cóclea. 
 A localização tonal só é possível devido a característica da membrana basilar em ser 
estreita e rígida na base e ser elástica e larga no ápice da cóclea. As áreas da membrana mais 
flácidas respondem melhor a sons mais graves e as áreas mais tensas respondem melhor a sons 
agudos.