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8vo Encuentro del Grupo Latinoamericano de Emisión Acústica Septiembre 2013, Argentina
FISIOLOGÍA DEL LIGAMENTO ANULAR
1Dr. SANTOS TIESO, 1LUCAS VALENTINO FANTINI, 1NICOLÁS CASCO RICHIEDEI, 1NAHUELFEDERICO CACAVELOS, 1ADRÍAN SAAVEDRA, 1FRANCISCO MESSINA Y 1RODRIGO
FERNANDEZ ARCANI.
1 Universidad Nacional de Tres de Febrero. Grupo de Fisiología Auditiva, Caseros, [email protected]; [email protected];
[email protected]; [email protected];
[email protected]; [email protected]
Resumen – La función transporte del oído medio no sigue una progresión lineal con la magnitud del estímulo y los
factores que hacen a la misma son múltiples. La progresión de dicha alinealidad es distinta para cada una de las
frecuencias. En condiciones fisiológicas a bajos N.P.S. el estribo efectúa un movimiento de pistón y rotación alrededorde un eje vertical, situado en el borde posterior de la ventana oval. Este movimiento genera flujos que son el verdadero
estímulo de las células ciliadas. Al aumentar la intensidad estímulo la rotación de la platina pasa a ser alrededor de
un eje horizontal que atraviesa el centro de la ventana oval o muy cercana a él, siendo dicho movimiento responsable
de la aparición de un flujo local. En el presente trabajo se estudia el sustrato anatómico que hace posible el cambiode rotación vertical a horizontal de la platina del estribo con el aumento del N.P.S. y su relación con la distribución
asimétrica de elasticidades y amortiguaciones en el ligamento anular.
1. INTRODUCCIÓN
Cada una de las estructuras del oído medio como
son la membrana timpánica, el complejo incudomaleolar, la articulación incudo estapedial, los
ligamentos suspensorios de la cadena, el estribo, el
musculo del estribo y el ligamento anular contribuyen
a la alinealidad y al rango dinámico natural que posee
el oído ( Figura 1). En particular, respecto al ligamento
anular algunas investigaciones reportan medicionesrealizadas en cadáveres para analizar por ejemplo las
propiedades viscoelasticas del ligamento anular
usando un sistema micro-material de evaluación para
el mismo [1]. Otras tratan acerca de la efectividad en
la respuesta del oído al usar un injerto de vena parasellar la ventana oval en la cirugía de estapedectomia
cuando el paciente sufre de otosclerosis [2].
Sin embargo, la mayoría de los estudios que se
realizan sobre los movimientos de la platina estribo no
explican porque ocurren ni cuáles son los efectos del
mismo. Es por ello que en este trabajo proponemos un
análisis teórico del cómo y por qué el ligamento anular
contribuye a dichos movimientos.
Figura 1. Anatomía de los huesecillos. 1. Ligamentos
suspensorios; 2. cabeza del martillo; 3. cuerpo delyunque; 4. rama larga del yunque; 5. músculo
estapedio; 6. base del estribo; 7. rama del estribo; 8.
apófisis lenticular del yunque..
2. CONCEPTOS PREVIOS
Los movimientos de la cadena de huesecillos serealizan en torno a tres ejes globales de movimiento,
resultando en un movimiento de palanca. Podemos
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considerar que la membrana del tímpano forma un
conjunto funcional con el martillo y el yunque. A suvez, este conjunto se mueve en torno a un eje
horizontal que permite movimientos de rotación a la
articulación entre el yunque y el estribo [3].
Por su parte, el ligamento anular es un anillo detejido fibroso que conecta a la platina del estribo al
marco de la ventana oval ( Figura 2).
Figura 2. Anatomía del estribo: 1. Apófisis lenticular
del yunque; 2. ventana oval; 3. tendón del músculo
estapedio; 4. músculo estapedio; 5. base del estribo; 6.
ligamento anular .
Para sonidos de baja intensidad el movimiento de
la platina del estribo se produce sobre un eje vertical
ubicado en un extremo de la ventana oval adquiriendoesta un movimiento de pistón. Para sonidos de alta
intensidad se produce la rotación del eje vertical a una
posición horizontal en el centro de la ventana haciendo
que la platina adquiera un movimiento de vaivén
( Figura 3) [4].
Figura 3. En “A” se ve representada el eje vertical junto ala platina para sonidos de intensidades menores a 120dB,
mientras que en “B” el se ve el cambio de rotación de eje de
vertical a horizontal para sonidos de intensidades mayores a
120dB.
3. ANALISIS TEORICO DEL LIGAMENTO
AULAR
La función transporte del oído medio, no sigue una
progresión lineal con la magnitud del estímulo y los
factores que hacen a la misma son múltiples. La progresión de dicha alinealidad es distinta para cada
una de las frecuencias y presión estimulo. La razón de
dichas diferencias se encuentra en cada una de las
estructuras del oído medio intervienen en tal
alinealidad. La reactancia de masa al igual que la
reactancia elástica que hace al componente reactivo decada una de las estructuras del oído medio
mencionadas es función de la frecuencia e intensidad
del estímulo. Específicamente en lo referente al
ligamento anular, podemos decir que sus elasticidades
y amortiguaciones distribuidas merecen una
consideración particular.
De manera similar como ocurre en la membrana
timpánica, en el ligamento anular tenemos únicamenteelasticidades y amortiguaciones paralelas distribuidas
asimétricamente, según se ilustra en la figura 4 . Los
amortiguadores y elasticidades más fuertes, son los
que se encuentran más próximos a la platina del
estribo, mientras que los amortiguadores y
elasticidades más débiles son los más alejados de la
platina del estribo. Entonces, a bajos niveles de presión
sonora (N.P.S.) la energía que alcance el ligamento
anular solo movilizará las elasticidades más débiles,
dando como resultado un movimiento de tipo pistón
fundamentalmente. Y a altos niveles de presiónsonora, la energía en más que alcanza al ligamento
anular se disipara en el los amortiguadores y
elasticidades más fuertes.
La contracción del musculo del estribo, en relación
a la distribución asimétrica de las amortiguaciones y
elasticidades del ligamento en sus regiones superior e
interior, determina el cambio de eje rotacional de
vertical a horizontal. Luego parte de la masa aparentemostrada por el oído interno en la ventana oval, es
utilizada en imprimir velocidad a los amortiguadores
duros del ligamento anular, traduciéndose en un
movimiento de vaivén de la platina sobre un ejehorizontal. Por lo tanto, podemos decir que parte de la
potencia transferida al oído interno a través de laaceleración volumétrica del flujo líquido, se consume
en la misma ventana, y por consiguiente será potencia
transferida que no afecta a la membrana basilar.
El fenómeno conocido como reflejo del estribo, es
causante a su vez del incremento asimétrico del
coeficiente de elasticidad y amortiguación en el
ligamento anular. La acción sobre el ligamento anular
del musculo del estribo contraído trae aparejada varias
consecuencias: a) Aparición de un foco de
transferencia de potencia en el ligamento anular. b)
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Comportamiento del ligamento anular como filtro
pasa alto. c) Favorecimiento de la aparición de flujoslocales en la ventana oval, en detrimento del flujo a
distancia que afecta a la membrana basilar. Luego la
masa aparente mostrada por el oído interno en la
ventana oval, determinada por la aceleración
volumétrica del fluido en movimiento, es empleada enla deformación elástica del ligamento anular, sin
afectar la membrana basilar [5].
Entonces, el fenómeno comentado en el apartadoanterior de cómo se comporta empíricamente el
ligamento anular, se explica en que a bajos N.P.S. el
ligamento anular prácticamente no consume energía.
Esto es debido a que necesita transferir la mayor
cantidad de energía posible para poder generar un
mínimo de flujo que sirva de estímulo de las célulasciliadas. Por lo tanto, decimos que toda la energía
estímulo a que llega al ligamento anular es transferida
por este, y que todo el movimiento transmitido a la platina se verá reflejado en la ventana redonda.
Si estimulando a muy bajo N.P.S. el ligamento
anular presentara gran resistencia, entonces la poca
energía aplicad sería consumida en el sistema mismo,y por lo tanto no habría transferencia de energía a la
membrana basilar, no habría flujo hidromecánico, y el
individuo no escucharía debido a que las células
ciliadas no recibirían estimulo.
Figura 4. Representación de las elasticidades yamortiguaciones asimétricamente distribuidas en elligamento anular.
Sin embargo, a altos N.P.S. el sistema empieza a
consumir mayor energía. Esto lo logra moviendo una
parte del líquido en la misma ventana oval sin que ese
movimiento llegue a las células ciliadas. Es decir, a
alta intensidad parte de la energía que se aplica sobre
la platina, en vez de transmitirla a las células ciliadas para moverlas más y así tener mayor sonoridad, se
agota en la propia ventana oval debido al movimiento
de vaivén que adopta la platina sobre la ventana oval.
De este modo se evita que llegue gran cantidad energíaa las células ciliadas y que pueda producirse algún
daño al oído.
Lo que se produce en la ventana oval es un
movimiento hidromecánico que no afecta a lamembrana basilar ya que ocurre en el ámbito de la
propia ventana oval.
La patología más frecuente que afecta el
comportamiento fisiológico del ligamento anular es la
otosclerosis coclear, la que aumenta la reactancia
elástica y la resistencia mecánica a nivel de la ventanaoval, deteriorando el umbral auditivo particularmente
de las frecuencias graves, mientras que en la cirugía de
esta patología se restituye el umbral que la lesión del
ligamento anular provoca, dejando a la vez sin efecto
los mecanismos defensivos derivados de la
inexistencia del ligamento anular [6].
4. CONCLUSIONES
El análisis del comportamiento del ligamento
anular expuesto en este trabajo propone una
explicación a la alinealidad natural que posee el oído.
La rotación del eje sobre el cual se encuentra la
platina del estribo producida para estimulaciones
sonoras de baja intensidad o a alta intensidad trae
aparejado consigo un movimiento hidromecánico que
se produce en la ventana oval, generando así en elindividuo la sensación de mayor sonoridad o menor
sonoridad. Este movimiento hidromecánico será
distinto cuando la intensidad sea alta o baja.
Es importante entender la representación del
ligamento anular como amortiguaciones y
elasticidades paralelas distribuidas asimétricamente.
Esto nos muestra porque a alta intensidad la energía enmás que alcanza al ligamento anular no es transmitida,
y porque cuando la intensidad es baja la transfiere casi
en su totalidad.
Toda cirugía en la cual no se respete la fisiología
del ligamento anular puede beneficiar al umbral
auditivo, pero en todos los casos desprotege al oído de
niveles de presión sonora elevados.
5. REFERENCIAS
[1] Gan R, Yang F, Zhang X, Nakmali D. “ Mechanical
Properties of Stapedial Annular Ligament ” Med Eng
Phys, 2011 April; 33(3): 330-339
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[2] Chand Das U, Ross A, Chary G. “Annular
ligament reconstruction – A better technique in the surgical treatment of stapes fixation” Indian Journal of
Otolaryngology and Head and Neck Surgery, Vol 65
No 2, April, June 4, 2004
[3] Suarez C, Gil Carcedo L.M. “Tratado de
otorrinolaringología y cirugía de cabeza y cuello” Ed.Médica Panamericana, 2007[4] Paparell M. “Otorrinolaringología” Ed. Médica
Panamericana, 1994
[5] Tieso S. “ Fisiología Auditiva” Ed. Medicas
Corrales, 2006, 30-77; 231-233.
[6] Tieso S. “ Fisiología del oído medio, en relación a
la hidromecánica coclear ” La FASO, 76-96, del año
2000.
[7] Tieso S. “Fundamentos de Bioacústica”
EDUNTREF, 2013.
[8] Fisch U. “Tympanoplasty, Masoidectomy, and
Stapes Surgery” Thieme Medical Publishers, 1994.