Comparando a audição dos seres humanos com os peixes

O "som" é composto de oscilações mecânicas que, por sua vez, apresenta frequências que podem variar dentre os grupos de organismos vivos capazes de ouvir, tais como vertebrados e insetos, por exemplo. Essa frequência possui a capacidade de estimular o sistema sensorial para que se possa ouvir. A audição, durante a evolução, exerceu um papel importante nos organismos vivos capazes de ouvir, influenciando os comportamentos adaptativos, na fuga, no acasalamento e também efetuando um papel no desenvolvimento da linguagem nos seres humanos.

O som se propaga em um meio mecânico e fluido, o que permite classificá-lo em onda mecânica. O ouvido humano reconhece frequências de 20 a 20.000 Hz, sendo que a variação das frequências que determinam quando um som é agudo (frequência alta) e quando é grave (frequências baixas). Anatomicamente o ouvido dos mamíferos é dividido em três partes: ouvido externo que atua na condução das ondas sonoras até que elas permeiem a membrana timpânica; o ouvido médio que é região que comporta os ossículos que irão transmitir as vibrações mecânicas para o interior do ouvido interno - uma potencialidade do sistema auditivo de extrema importância para que as vibrações cheguem a membrana basilar de maneira íntegra, processo denominado de impedância acústica; e o ouvido interno, no qual encontra-se a cóclea, o órgão capacitado para realizar o processo de transdução sensorial- transformação da onda mecânica em uma onda elétrica para que o sistema nervoso central seja capaz de interpretar as vibrações sonoras.

     Figura 1. Divisão anatômica do sistema auditivo, (ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno).

Um dos órgãos mais relevantes para que os organismos vivos sejam capazes ouvir encontra-se dentro da cóclea denominado órgão de Corti, onde se encontram as células ciliadas (receptores mecânicos capazes de transformar a onda mecânica em impulso elétrico).  A cóclea, localizada no ouvido interno, é um órgão espiral dividida em três compartimentos: rampa vestibular que é sequenciada após a janela oval, a rampa timpânica e a rampa média que possui como assoalho a membrana basilar, na qual se instala o órgão de Corti. 

                                               Figura 2. Anatomia externa e interna da cóclea.

Para que ocorra a audição o ouvido possui diversos mecanismos fisiológicos aos quais a onda mecânica é submetida. As vibrações mecânicas entram pelo ouvido externo auxiliadas pela abertura do pavilhão auricular, assim são direcionadas ao ouvido médio, porção qual ocorre o processo de impedância acústica. Esse processo e responsável por uma amplificação de 1,3 vezes, aumentando a força da vibração mecânica em 22 vezes sobre o liquido da cóclea, equalizando as impedâncias entre as ondas sonoras no ar e no meio liquido coclear, assim não permite que ocorra refração ou perda de parte da vibração mecânica que adentra seguidamente a cóclea.

Na cóclea, as rampas são preenchidas por líquidos que são responsáveis por transmitir as oscilações mecânicas para o órgão de Corti. A perilinfa, rica em íons sódio circula na rampa média e vestibular e a endolinfa, rica em potássio opera sobre a rampa média. A variação na propriedade desses íons é importante para o processo de transdução sensorial. A vibração sonora provinda da janela oval produz uma pressão que faz com que a perilinfa preencha a rampa vestibular e a rampa timpânica podendo então ser transmitia para a rampa média onde se encontra o órgão de Corti.

Figura 3. Órgão de Corti, disposição das células ciliadas e terminações nervosas.

Quando a membrana basilar vibra promove a geração de uma força de cisalhamento sobre os estereocílios, esse movimento ocorre em direção a membrana tectória. O deslocamento que o movimento provoca gera a abertura e fechamento dos canais iônicos das células ciliadas, permitindo alterações no seu potencial de membrana reproduzindo as características da onda e liberando os neurotransmissores nas terminações periféricas do neurônio que se localizam no gânglio espiral. Importante lembrar que quem garante a interpretação das frequências resultantes do processo de transdução sonora da onda mecânica é o processo de tonotopia que segrega as frequências dispondo-as pelas fibras auditivas sendo logo comunicadas ao sistema nervoso central pelo nervo vestíbulococlear.

Figura 4.  Despolarização e polarização da célula ciliada.

 COMPARANDO COM O SISTEMA AUDITIVO DOS PEIXES        

As células ciliadas realizam um processo de transdução sensorial que transforma os ondas mecânicas em impulsos elétricos. Como visto em seres humanos as células ciliadas se localizam no interior da cóclea, já nos peixes, e também nos anfíbios, as células ciliadas se  responsáveis por detectar vibrações mecânicas da água se encontram formando um conjunto de receptores externos denominados sistema de linha lateral. Estas células possuem tanto estereocílios quanto cinocílio em sua estrutura. Os cílios estão associados a cúpulas gelatinosas, essa estrutura garante proteção e ancoragem.

O sistema auditivo dos peixes dispõe de uma relação entre a bexiga natatória que atua como um amplificador e um conjunto de pequenos ossos conhecido como (aparelho weberiano) responsáveis por conduzir as vibrações para o ouvido interno. Quando as ondas de pressão (vibrações) chegam aos peixes provoca vibrações sobre a bexiga natatória, logo o osso trinus que está em contato com a bexiga natatória vira sobre sua articulação com a vértebra.  O movimento é transmitido por ligamentos até os ossos intercalarium e scaphum, nesse movimento o scaphum comprime uma área do ouvido interno localizado no interior da cabeça contra o osso clastrum que estimula a região auditiva do encéfalo desses animais.

Figura 5. Aparelho weberiano conjunto de ossos (Tripus, Intercalarium e Scaphum) em contato com a bexiga natatória.

Em conexão com esse sistema, a linha lateral coopera aumentando a sensibilidade e a percepção das vibrações potencializando o sistema auditivo. A linha lateral está diretamente vinculada ao sistema nervoso central, então quando as vibrações entram em contato com linha lateral promovem o movimento dos esteriocílios em direção ao cinocílio resultando na despolarização e aumentando a frequência de impulsos no axônio sensorial, inversamente, em direção oposta, ocorre a hiperpolarização que reduz a frequência de impulso no axônio sensorial, consequentemente emitindo-os ao sistema nervoso central quando despolarizada. Os neurotransmissores são liberados pelo processo de despolarização, esse acréscimo gera disparo de potenciais de ação do neurônio sensorial cranianos pós-sinápticos.

Figura 6. Sistema de linha lateral com a presença de esteriocílios.

Escrito por Victor Freire

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