Danni da rumore
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Health & Medicine
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Dipartimento di Neurologia e Otorinolaringoiatria Università di Roma “La Sapienza”
Giuseppe Attanasio, MD, PhD
www.otoiatria.it
Energia acustica che viene processata allo stesso modo di uno stimolo non traumatizzante
Il danno riflette l’organizzazione tonotopica delle strutture sensoriali
Amplificazione di 10-15 dB delle frequenze da 3 a 5 kHz
TRAUMA ACUSTICO
Differenza tra la pressione sonora misurata vicino alla membrana timpanica e quella misurata in campo libero
(guadagno massimo tra 2 e 5 kHz, picco a 3-4 kHz)
Direzionalità del suono (binauralità)
Rinforzo dell’energia meccanica
MAGGIORE SENSIBILITA’ AL DANNO DA PARTE DELLE CELLULE CILIATE ESTERNE
La localizzazione lungo l’organo di Corti provoca uno spostamento più ampio e più rapido
Le stereocilia delle OHCs in contatto con la membrana tectoria vengono spostate verso la stria , si aprono i canali ionici del K+ e le cellule si depolarizzano contrazione
La contrazione delle OHCs amplifica il movimento dell’Organo di Corti e permette l’ancoraggio delle stereocilia delle IHCs alla membrana tectoria
Il depiazzamento delle stereocilia delle IHCs le depolarizza e attiva il messaggio elettrico che viene inviato alla fibre nervosa afferente (tipo I)
LA TRASDUZIONE DEL SEGNALE SONORO
L’onda sonora muove la membrana basilare su e giù.
L’ORGANO DEL CORTI
LE STEREOCILIA
DANNO ALLE STEREOCILIA
Rottura dei legamenti crociati e apicali minore sensibilità allo stimolo acustico : ipoacusia
Distacco della membrana tectoria dalle sterocilia si riduce l’ampiezza del movimento applicato
Depolarizzazione dei filamenti di actina nelle sterocilia e a livello del piano cuticolare minore rigidità e anomala deflessione
MECCANICO(Alta intensità e breve periodo)
METABOLICO(Bassa intensità e lungo periodo)
ANDAMENTO BIFASICO DEL RECUPERO UDITIVO DOPO ESPOSIZIONE A RUMORE IMPULSIVO
(Immediatamente e dopo 8-10 ore)
Grazie alla plasticità è possibile una rigenerazione delle terminazioni dendritiche e quindi una riparazione del danno
sinaptico che risulta in una ripresa della funzionalità.
TRAUMA ACUSTICO
ACUTO
Rilascio di glutammato a livello delle sinapsi IHC
Eccitotossicità
Rigonfiamento e poi distruzione delle terminazioni post-sinaptiche
IPOACUSIA
DANNO DA RUMORE
IPOACUSIA RECRUITMENT ACUFENI ALTERATA SELETTIVITA’ IN FREQUENZA ALTERAZIONE DEI FENOMENI PSICOACUSTICI:
loudness, integrazione temporale remote masking
UNA PROGRESSIVA RIDUZIONE DEL DANNO ACUSTICO A SEGUITO DI RIPETUTE ESPOSIZIONI ALLO STESSO SUONO
OBN 4kHz, 85 dB SPL
RUMORE IMPULSIVO
‘TOUGHENING’ EFFECT
CTRL
CTRL
5 DAYS
18 H
MECCANISMI DI RESISTENZA AL RUMORE
PROTEINE DEL CITOSCHELETRO FLUSSO VASCOLARE COCLEARE SISTEMA EFFERENTE COCLEARE
DISTRIBUZIONE DELL’ACTINA NELL’ORGANO DI CORTI
ESPOSIZIONE AL RUMORE
RIDUZIONE DEL FLUSSO VASCOLARE COCLEARE
NOISE INDUCED HEARINGLOSS (NIHL)
?
FAILURE TO PROVIDE ADEQUATE SUPPLIES OF NUTRIENTS AND/OR TO REMOVE WASTE PRODUCTS
(Hawkins, 1971)
CBF NHIL
Effetto protettivo del sistema efferente cocleare durante l’esposizione a trauma acustico
Fascio OC mediale Fascio OC laterale
Large, radial distribution and
synapse predominantly
with the receptors cells
Spiral distribution and synapse exclusively
with dendrites
Fascio medialeFascio laterale
EFFECTS OF THE COCHLEAR EFFERENT SYSTEM
• Suppression of the auditory nerve responses (Guinan & Gifford, 1988; Liberman, 1989)
• Protection during noise-exposure(Rajan et al., 1988; Attanasio et al., 1999)
• Anti-masking effect on masked signals(Nieder & Nieder, 1970; Kawase, 1993)
MATERIAL AND METHODS
6 GUINEA PIGS RIGHT VESTIBULAR NEURECTOMY AND PERMANENT
ELECTRODES IMPLANT 10 DAYS RECOVERY HEARING THRESHOLD MEASUREMENT (ABR) CONDITIONING NOISE EXPOSURE HEARING THRESHOLD MEASUREMENT AT THE END OF
EACH EXPOSURE
MATERIAL AND METHODS
OBN centered at 4 kHz 85 dB SPL 6 hours on/18 hours off 10 consecutive days
CONDITIONING NOISE EXPOSURE PARAMETERS
COMBINED SURGICAL APPROACH TO ENDOLYMPHATIC SAC AND VESTIBULAR NERVE IN THE GUINEA PIG
RESULTS
0
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
OCBSECTIONAVG
CONTROLEAR AVG
dB
DAYS OF NOISE-EXPOSURE
THR
ESH
OLD
SH
IFT
PRE-EXP
NORMAL EFFERENT
SYSTEM
AFTER COCB SECTION
RESULTS
SECTIONING OF THE COCHLEAR EFFERENT SYSTEM IN GUINEA PIG CAUSES PERSISTENT
HEARING LOSS DURING 10 DAYS OF CONDITIONING NOISE EXPOSURE
IF THE OC SYSTEM DOES PLAY A
PROTECTIVE ROLE, UNDERSTANDING THIS NATURAL DEFENSE MECHANISM
MAY HELP EXPLAIN WHY SOME INDIVIDUALS ARE MUCH SUSCEPTIBLE
TO ACOUSTIC INJURY THAN OTHERS AND MAY PROVIDE CLUES AS TO HOW SUCH NATURAL DEFENSES COULD BE
ENHANCED