La cochlée: Généralités / Physique / Fluides / Strie vasculaire

  Propagation des ondes sonores dans la cochlée
  La chaîne des osselets transfère les pressions acoustiques du milieu aérien au milieu liquidien de la cochlée ( Les mécanismes physiques de la propagation des signaux acoustiques dans la cochlée ont fait l’objet de nombreuses théories et controverses. En résumé, on peut considérer deux grandes tendances qui se sont succédées historiquement, celle de la résonance, puis celle de l’onde propagée. Outre que l’une et l’autre de ces théories n’expliquent que la tonotopie « passive », il n’existe toujours pas à l’heure actuelle de consensus, même si la résonance semble avoir à nouveau la faveur des physiologistes.

 

  A partir de 1930, Békésy développa la théorie de l’onde propagée qui lui valut le prix Nobel en 1961. Quand les fréquences de stimulation varient des aiguës aux graves, l’amplitude des déplacements de la membrane basilaire atteint un maximum à une distance de plus en plus éloignée de la base de la cochlée ; c’est ainsi que Békésy expliquait la tonotopie passive.

 

   
  Dès 1863, Helmholtz émettait l’hypothèse que la cochlée était constituée d’éléments entrant en résonance pour les différentes fréquences : un peu comme les cordes d’une harpe.
  Même si le débat a perdu de son intérêt du fait de la découverte des mécanismes actifs expliquant les propriétés fines de sélectivité en fréquence, nombreux sont les acousticiens qui pensent aujourd’hui que le modèle physique le plus proche de la réalité est plutôt celui d’un système de résonateurs amortis (constitués par les cellules ciliées externes) : l’onde propagée n’étant tout au plus qu’un épiphénomène.
 

Fluides de l’oreille interne
La cochlée est constituée d’un ensemble de trois tubes enroulés en spirale et emplis de liquides : périlymphe pour les rampes tympanique et vestibulaire, endolymphe pour le canal cochléaire. Ces fluides sont essentiels au bon fonctionnement des cellules sensorielles de l’oreille interne. Par exemple, une anomalie dans la production d’endolymphe entraîne la maladie de Ménière dont les symptômes sont à la fois vestibulaires (équilibre) et cochléaires.

 

 

Périlymphe et endolymphe
La périlymphe (en bleu) et l’endolymphe (en rouge) diffèrent profondément par leur contenu ionique.Alors que la périlymphe a une composition voisine des autres liquides extra cellulaires (Na+ et Cl- proches de l’équilibre électrostatique), l’endolymphe se caractérise par une surcharge en potassium (K+) qui se traduit par un potentiel endolymphatique de +80 mV.

 

Composition ionique (mM)
La périlymphe L’endolymphe
Na+ 154 1
K+ 3 161
Cl- 128 131

 

Potentiel endolymphatique
Ce potentiel (environ 80 mV) dépend d’une sécrétion active de K+ par la strie vasculaire. C’est un processus, fortement énergie-dépendant (le potentiel endocochléaire disparaît après 2 min d’anoxie), qui est à la base des propriétés de transduction des cellules sensorielles : leur dépolarisation (excitation) dépend en effet du gradient électro-chimique du K+.

La strie vasculaire
C’est l’épithélium qui tapisse le mur latéral du canal cochléaire. Richement vascularisée, la strie vasculaire est constituée de trois types cellulaires : les cellules marginales, qui bordent le canal endolymphatique, jouent un rôle capital dans leséchanges ioniques.

 

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Echanges ioniques assurés par les cellules marginales
La composition ionique de l’endolymphe est assurée par des transports actifs et échanges d’ions au niveau des cellules marginales de l’épithélium de la strie vasculaire. Des échanges ioniques se font avec les capillaires et avec les autres cellules de la strie vasculaire et les fibroblastes qui jouent un rôle essentiel dans le recyclage du potassium (K+).