耳石器官と半規管が受ける変化

前庭には卵形嚢と球形嚢があり、合わせて耳石器官と呼びます。有毛細胞の毛束の上には、炭酸カルシウムの小さな耳石を含む耳石膜があります。重力に対する頭の向きや、直線的な加速度によって耳石膜と下の組織との間にずれが生じ、毛束が曲がります。直線移動の速さが変わらない場合、その移動だけでは直線加速度は生じません。卵形嚢と球形嚢では感覚面の向きが異なり、複数の方向の情報に関わります。一方、三つの半規管はそれぞれ異なる面に配置され、頭の回転に伴う角加速度に応答します。半規管の膨らんだ膨大部には有毛細胞があり、毛束を覆うクプラが内リンパの相対的な動きで変位します。通常のクプラは耳石膜とは別で、耳石を載せた膜ではありません。

卵形嚢・球形嚢と三つの半規管

上段は卵形嚢に連なる三つの異なる面のループと、下側の球形嚢の模式的な実形。下段は卵形嚢と球形嚢の感覚面を水平寄りと垂直寄りの線で別々の嚢内へ示す。
卵形嚢と球形嚢は耳石器官です。感覚面の向きが異なり、重力や複数方向の直線加速度の情報に関わります。三つの半規管は異なる面に配置され、回転に伴う角加速度に応答します。

直線加速度と耳石膜のずれ

上段は変化前の耳石膜と毛束、下段は頭が右へ加速して耳石膜が下の組織に対して左へずれた例。耳石は膜の上の小粒、毛束は膜から下の有毛細胞へ続く突起。赤い実線矢印は頭の加速度、青い開いた矢印は耳石膜の相対的なずれ。
頭が右へ加速する例では、耳石を含む耳石膜が下の組織に対して相対的に左へずれ、毛束が曲がります。頭の加速度と毛束の曲がりは別の方向として示しています。速さが変わらない直線移動だけでは直線加速度は生じません。

耳石膜が受ける重力と頭の傾き

頭の傾きに合わせて感覚面が斜めになった局所模式。耳石粒を載せた膜と、その下の感覚面・細胞を同じ傾いた面に描く。重力矢印は紙面下向き、膜の相対的ずれの青い矢印は傾いた感覚面に沿う。
重力は下向きに働きます。頭が傾いて感覚面の向きが変わると、耳石を含む膜と下の組織との間にずれが生じ、毛束が曲がります。直線加速度の情報とともに頭の向きの情報に関わります。

半規管の内リンパとクプラ

上段は一つの半規管のループと膨大部の模式、赤い曲線矢印は頭の回転、管内の青い開いた矢印は内リンパの相対的な動き。下段は膨大部の拡大で、下の感覚上皮から内腔の上壁まで届くクプラが流れの側へ変形し、下端の毛束の位置を変える。クプラの上に耳石粒はない。
頭の回転に伴う角加速度によって内リンパが相対的に動き、膨大部のクプラが変位して毛束を曲げます。クプラは毛束を覆う構造で、耳石を載せた耳石膜とは別です。