Coclea: Cos'è, Struttura e Funzione

Coclea: Cos'è, Struttura e Funzione
Ultima modifica 02.10.2019
INDICE
  1. Generalità
  2. Cos'è
  3. Sede
  4. Struttura
  5. Vascolarizzazione
  6. Innervazione
  7. Funzione
  8. Patologie

Generalità

La coclea è la struttura dell'orecchio interno che traduce l'informazione acustica in impulsi nervosi, in modo da renderla comprensibile al cervello umano.

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Componente del labirinto membranoso, la coclea risiede in una cavità dell'osso temporale denominata labirinto osseo e si trova a stretto contatto con l'apparato vestibolare.
La coclea è una struttura cava a forma di spirale, entro la quale possono distinguersi tre distinti distretti: la scala vestibolare, la scala cocleare e la scala timpanica.
La coclea provvede alla funzione di traduzione dell'informazione acustica in impulso nervoso attraverso l'organo del Corti, una struttura costituita da cellule altamente specializzate che alloggia all'interno della scala cocleare.
Se danneggiata, la coclea perde permanentemente le proprie funzioni e l'individuo interessato sviluppa un tipo di sordità che i medici definiscono con l'espressione "ipoacusia neurosensoriale".  

Cos'è

Cos'è la Coclea?

La coclea è la componente dell'orecchio interno che traduce l'informazione acustica in un linguaggio comprensibile al cervello umano, permettendo così la percezione dei suoni.
Conosciuta anche con il nome di chiocciola, la coclea è una delle due strutture che costituiscono il cosiddetto labirinto membranoso (l'altra struttura è l'apparato vestibolare).  

Anatomia dell’Orecchio Interno: un breve ripasso

L'orecchio interno è la porzione più profonda (o mediale) dell'orecchio, preceduto dall'orecchio medio (porzione intermedia) e ancora prima dall'orecchio esterno (porzione più laterale).
Confinato in una rete di cavità dell'osso temporale che prende il nome di labirinto osseo, l'orecchio interno si compone fondamentalmente di due elementi strutturali: l'apparato vestibolare e la coclea; tralasciando volutamente il ruolo della coclea in quanto sarà oggetto di discussione nei prossimi capitoli di questo articolo, l'apparato vestibolare è la struttura dell'orecchio interno deputata al controllo dell'equilibrio statico e dinamico.

Si ricorda che il complesso formato dall'apparato vestibolare e dalla coclea è noto come labirinto membranoso.

Origine del nome Coclea

Il termine "coclea" deriva dal greco antico "kōhlias" ("κοχλίας"), parola che voleva indicare il concetto di spirale o il guscio della chiocciola.

Sede

Dove si Trova la Coclea?

La coclea alloggia nel cosiddetto labirinto osseo; il labirinto osseo è l'insieme di cavità scavate in un'area dell'osso temporale denominata parte petrosa (o rocca petrosa).

La rocca petrosa (o parte petrosa) è la porzione di osso temporale dalla forma piramidale, compresa tra l'osso occipitale e l'osso sfenoide, a cui spetta il compito di alloggiare e proteggere l'orecchio medio e l'orecchio interno.

L'osso temporale è l'osso pari e simmetrico della regione latero-inferiore della volta cranica, posto a protezione del lobo temporale del cervello e dell'orecchio medio e interno.

Rapporti e Confini della Coclea

All'interno del labirinto osseo, la coclea aderisce all'apparato vestibolare, collocandosi, rispetto a quest'ultimo, in una posizione infero-mediale.  

Sul fronte laterale, la coclea è in rapporto con le strutture dell'orecchio medio, in particolare i tre ossicini; sul fronte mediale e inferiormente, invece, confina con il periostio del labirinto osseo.

Come si vedrà anche successivamente, la coclea è collegata alle fibre nervose del nervo cocleare.

Struttura

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La coclea è un struttura cava, a forma di spirale, che ricorda molto il guscio della chiocciola (il che spiega per quale ragione la coclea è detta anche chiocciola).

La sezione trasversale della coclea mostra che, internamente, quest'ultima è organizzata in tre distinti distretti sovrapposti, chiamati scale o dotti; osservando la sezione trasversale della coclea dall'alto verso il basso, queste tre scale (o dotti) sono nell'ordine: la scala vestibolare, la scala cocleare e la scala timpanica.
In altri termini, internamente, la coclea è percorsa per l'intera sua estensione da tre canali sostanzialmente isolati: uno superiore, denominato dotto vestibolare (o scala vestibolare), uno intermedio, definito dotto cocleare (o scala cocleare), e uno inferiore, chiamato dotto timpanico (o dotto timpanico).

Scala Vestibolare della Coclea

La scala vestibolare (o dotto vestibolare) è il distretto superiore della coclea.

A un'estremità, la scala vestibolare si apre nell'apparato vestibolare, per esattezza nel vestibolo, che è una delle due componenti del suddetto apparato vestibolare (l'altra componente è il complesso dei canali semicircolari); a questa stessa estremità, la scala vestibolare comunica anche con la finestra ovale, una struttura funzionale dell'orecchio medio.

Alla estremità opposta, invece, la scala vestibolare è in comunicazione con la scala timpanica, attraverso un foro che gli anatomisti chiamano elicotrema.

All'interno della scala vestibolare circola un fluido extracellulare particolare, la cosiddetta perilinfa, il quale gioca un ruolo cardine nel processo di percezione dei suoni.

Scala Timpanica della Coclea

La scala timpanica (o dotto timpanico) è il distretto inferiore della coclea.

A un'estremità, la scala timpanica è in comunicazione con la finestra rotonda, una struttura funzionale dell'orecchio medio.

All'estremità opposta, invece, la scala timpanica si unisce alla scala vestibolare, attraverso il già citato elicotrema.

Come nella scala vestibolare, anche all'interno della scala timpanica circola la perilinfa.

Scala Cocleare della Coclea

La scala cocleare (o dotto cocleare) è il distretto della coclea interposto tra la scala vestibolare, superiormente, e la scala timpanica, inferiormente.

La scala cocleare è un condotto in cui è possibile riconoscere tre margini ben definiti:

  • Il margine su cui si estende la cosiddetta membrana di Reissner; tale margine separa la scala cocleare dalla scala vestibolare soprastante.
  • Il margine su cui si estende la cosiddetta membrana basilare; questo margine separa la scala cocleare dalla sottostante scala timpanica;
  • Il margine su cui si estende la stria vascularis e che confina con il legamento spirale; la stria vascularis è un epitelio cellulare frammisto a vasi sanguigni, che produce un liquido chiamato endolinfa; il legamento spirale, invece, è un ispessimento della porzione di periosteo che circonda il dotto cocleare;

Al suo interno, la scala cocleare ospita due elementi fondamentali ai fini della percezione dei suoni: l'organo del Corti e la già citata endolinfa.

Organo del Corti

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Stereociglia dell'organo del Corti

L'organo del Corti è il raggruppamento di cellule specializzate della coclea che tramuta l'informazione acustica in impulsi nervosi, in modo da renderla comprensibile al cervello umano.
L'organo del Corti è un elemento indispensabile alla funzione uditiva: senza la sua opera di trasformazione, infatti, il cervello non potrebbe comprendere il significato delle onde acustiche e non avvertirebbe alcun tipo di suono.

L'organo del Corti si compone di:

  • 16.000-20.000 cellule sensoriali, dotate di ciglia (stereociglia) e chiamate cellule ciliate;
  • Una quota non precisata di cellule di sostegno;
  • La già basilare membrana basilare, su cui aderiscono entrambe le componenti cellulari sopraccitate;
  • La membrana tectoria;
  • Il solco spirale interno.

Immerso nell'endolinfa, l'organo del Corti è collegato al già citato nervo cocleare, attraverso il cosiddetto ganglio spirale del Corti; il collegamento con questo nervo è fondamentale per l'invio al cervello degli impulsi nervosi rappresentativi delle informazioni acustiche.

Endolinfa

L'endolinfa è un fluido extracellulare ad alto contenuto di ione potassio, che risiede all'interno della scala cocleare (coclea) e all'interno dell'apparato vestibolare.

L'endolinfa presente nella scala cocleare è al servizio della funzione uditiva: la sua interazione con le cellule ciliate, infatti, innesca quel processo che tramuta l'informazione acustica in impulso nervoso.  

Quanto lunga è la Coclea?

Come spirale, la coclea compie 2 giri e ¾ di un terzo attorno al proprio asse, il quale prende il nome specifico di modiolo.

Se fosse possibile srotolarla, la coclea sarebbe lunga circa 30 millimetri.

Vascolarizzazione

Arterie e Vene della Coclea

La coclea presenta una ricca vascolarizzazione.

A rifornire la coclea di sangue ossigenato è l'arteria cocleare propria; quest'ultima è una derivazione (o branca) dell'arteria cocleare comune, la quale è a sua volta una diramazione dell'arteria labirintica.

A drenare, invece, il sangue povero di ossigeno dalla coclea è una serie di tributarie della vena uditiva interna.

Innervazione

La coclea è una struttura finemente innervata.

A innervare la coclea è il nervo cocleare, un nervo con funzione sensitiva che deriva dal nervo cranico conosciuto come nervo vestibolococleare (od VIII nervo cranico).

Il nervo cocleare ha il compito di trasmettere all'encefalo le informazioni nervose elaborate dall'organo del Corti a partire dall'informazione acustica.

Funzione

Quali sono le Funzioni della Coclea?

La coclea ha l'importante compito di trasformare l'informazione acustica in un impulso nervoso, così che il cervello sia in grado di interpretarla.

Senza il "lavoro" della coclea, l'essere umano non sarebbe in grado di avvertire alcun suono, in quanto non disporrebbe più di un sistema di traduzione dell'informazione acustica in segnale nervoso.

Come Funziona la Coclea?

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La coclea inizia a partecipare alla funzione acustica su stimolo della finestra rotonda, dopo che questa è stata raggiunta dalle onde sonore.

Lo stimolo che la finestra rotonda esercita sulla coclea comporta lo spostamento della perilinfa contenuta nella scala vestibolare e nella scala timpanica; spostandosi, la perilinfa smuove la membrana basilare dell'organo del Corti e induce, indirettamente, il movimento delle stereociglia presenti sulle cellule ciliate del medesimo organo.

Il movimento delle stereociglia presenti sulle cellule ciliate rappresenta, per quest'ultime, una sorta di segnale di attivazione, che le predispone a interagire con l'endolinfa circostante.

L'interazione tra l'endolinfa e le cellule ciliate costituisce una tappa fondamentale della funzione uditiva: è grazie a tale interazione, infatti, che le cellule ciliate fanno propria l'informazione acustica e la tramutano in un impulso nervoso il cui destino è raggiungere il cervello tramite il nervo cocleare.

In cosa consiste l'interazione tra le Cellule Ciliate e l'Endolinfa?

L'interazione "endolinfa-cellule ciliate" consiste nell'acquisizione da parte delle cellule ciliate degli ioni potassio presenti nell'endolinfa; tale acquisizione è una conseguenza del movimento delle stereociglia (movimento indotto dalla perilinfa), in quanto apre, sulla membrana esterna delle cellule ciliate, i canali ionici specificatamente deputati all'ingresso dello ione potassio.

Come avviene la generazione degli impulsi nervosi?

Con l'acquisizione degli ioni potassio – che sono ioni di carica positiva – le cellule ciliate cambiano la loro carica elettrica interna; questo cambiamento di carica elettrica innesca un fenomeno, chiamato potenziale d'azione, che comporta l'attivazione di canali voltaggio-dipendenti per il calcio interni alle cellule ciliate; all'attivazione di tali canali segue il rilascio extracellulare di un neurotrasmettitore, il glutammato, il quale è destinato a interagire con i neuroni del nervo cocleare, affinché quest'ultimo comunichi con il cervello.

Chiarito ciò, la generazione degli impulsi nervosi rappresentativi dell'informazione acustica comincia con l'ingresso degli ioni potassio nelle cellule ciliate, prosegue con la generazione del potenziale d'azione e si concretizza definitivamente con il rilascio del neurotrasmettitore glutammato.

Come funzionano le Cellule Ciliate?

L'organo del Corti dispone due tipologie di cellule ciliate: le cellule ciliate interne e le cellule ciliate esterne.

Diversi studi scientifici hanno chiarito che, mentre le cellule ciliate interne sono le vere artefici della conversione dell'informazione acustica in impulsi nervosi, le cellule ciliate esterne provvedono specificatamente ad amplificare il movimento della membrana basilare (e conseguentemente delle stereociglia) indotto da suoni a bassa intensità.

Patologie

Coclea e Perdita dell’Udito

Il danneggiamento della coclea – per l'esattezza delle cellule ciliate dell'organo del Corti – è causa di ipoacusia neurosensoriale; l'ipoacusia neurosensoriale è la forma più diffusa di perdita dell'udito nell'essere umano.

Nella maggior parte dei casi, il danneggiamento delle cellule ciliate della coclea e la conseguente ipoacusia neurosensoriale sono il risultato di un'eccessiva esposizione ai rumori troppo forti; più raramente, dipendono dall'impiego di farmaci ototossici (ossia tossici per l'orecchio).

Una volta che le cellule ciliate dell'organo del Corti si sono danneggiate, la funzionalità della coclea è irrimediabilmente compromessa: le suddette cellule ciliate, infatti, non godono di alcuna capacità rigenerativa.

Attualmente, una valida soluzione alla perdita dell'udito dovuta al danneggiamento delle cellule ciliate della coclea è l'impianto cocleare; l'impianto cocleare è un dispositivo elettronico, tecnologicamente molto complesso, che è in grado di captare i suoni presenti nell'ambiente e convertirli in impulsi elettrici, sostituendosi di fatto all'organo del Corti presente nella coclea.

Per approfondire: Impianto Cocleare: Com'è Fatto e Come Funziona

Autore

Antonio Griguolo
Laureato in Scienze Biomolecolari e Cellulari, ha conseguito un Master specialistico in Giornalismo e Comunicazione istituzionale della scienza