Trije seznanjeni polkrožni kanali v notranjem ušesu, opremljeni z mehanoreceptorji, spadajo v ravnotežne organe in so skorajda pravokotni drug na drugega, kar zagotavlja en polkrožni kanal za vsako od treh glavnih smeri vrtenja v tridimenzionalnem prostoru. Arkuati so občutljivi na rotacijske pospeške, ne pa tudi na enakomerne rotacije. Napolnjeni so z endolimfo, ki se zaradi načela vztrajnosti začne premikati med rotacijskim pospeševanjem in upogne majhne senzorične dlačice, ki dovajajo ustrezen električni signal v vestibulokohlearni živec.
Kaj so ločni kanali?
Trije obločeni kanali, ki se nahajajo v petrozni kosti notranjega ušesa, skupaj z dvema otolitnima organoma sacculus in utriculus tvorijo seznanjeni vestibularni ali ravnotežni aparat. Načelo delovanja polkrožnih kanalov temelji na vztrajnosti endolimfe, ki se nahaja v polkrožnih kanalih. Med rotacijskim pospeševanjem, ki ga lahko povzroči tudi hitro vrtenje Glava, endolimfa arkuatnega kanala, ki se nahaja v ravnini vrtenja, se trenutno ustavi. V ampuli, spodnjem zadebeljenju ločnega kanala, je mehanoreceptor s senzoričnimi dlačicami, ki jih upogiba gibanje endolimfe in dajo ustrezen signal vestibulokohlearnemu živcu. Ustavitev rotacijskega gibanja se prav tako dojema kot pospešek, vendar kot pospešek v nasprotni smeri. Zaradi principa delovanja arkuati izjemno hitro reagirajo na rotacijske pospeške. Pomanjkljivost je, da se endolimfa po vsakem pospeševanju na kratko "zavrti", preden se ponovno spusti v začetni položaj. Med fazo usedanja, ki lahko na primer traja do ene sekunde po pirueti, je subjektivno zaznati pospešek, čeprav objektivno ni.
Anatomija in zgradba
Majhne cevaste arkade v membranskem labirintu v levem in desnem notranjem ušesu izhajajo iz atrija (preddverja), s katerim sta povezana tudi dva otolitna organa za senzorično zaznavanje linearnih pospeškov. Polkrožni kanali imajo na enem koncu tik nad preddverjem odebelitev, crista ampullaris, v kateri je konec receptorske celice. Nad crista ampullaris se oboka majhna kapsula, kupula, ki je napolnjena z želejem in v katero štrlijo senzorične dlake mehanoreceptorja. Krista s kupulo, ki sedi na vrhu, praktično zapre obok na mestu. Ker se endolimfa, ki napolni vse vestibularne organe, zaradi svoje vztrajnosti med pospeševanjem vrtenja za trenutek premika glede na stene arkuatnega kanala in tako "zajame" kupulo, se senzorične dlake upognejo in ustvarijo električni potencial, ki ga prenašajo vestibulokohlearni živec. Celoten membranski labirint je obdan s perilimfo, ki se razlikuje od endolimfe v vestibularnih organih z obračanjem njegovih elektrolitskih razmerij. V endolimfi je veliko kalij in nizko v natrijev, medtem ko perilimfa, ki je enaka zunajcelični limfna preostalega dela telesnega tkiva vsebuje malo kalija in veliko natrijev.
Funkcija in naloge
Najpomembnejša naloga in funkcija ločnih kanalov je vzdrževanje telesa ravnovesje v "sodelovanju" z otolitnimi organi, proprioceptorskim sistemom, imenovanim tudi proprioceptorski sistem, in očmi ter sprožiti določeno oko refleks. Pomemben refleks je vestibulo-očesni refleks (VOR), ki telesu omogoča trdno pritrditev predmeta, tudi med zelo hitrim Glava gibanja. Vestibularni organi so neposredno povezani z očesnimi mišicami in sprožijo nehotene korektivne gibe oči v smeri pospeševanja, kar je lahko veliko hitreje kot prostovoljno gibanje oči. Druga prednost VOR-a je, da lahko brez težav ohranja mirujoče okolje tudi med zapletenimi gibi, kot je tek in skakanje. Učinek je nekoliko primerljiv z žiro-stabilizirano kamero, ki se uporablja na premičnih ploščadih. Sporočila o pospeševanju z arkad so zelo hitra, veliko hitrejša od osrednjega vida, ker mora imeti veliko manj "procesorske moči" možganov za vestibularna sporočila kot za centralni vid. Interakcija več senzorskih sistemov za gibanje usklajevanje ima to prednost, da lahko en senzor vsaj za določen čas kompenzira odpoved drugega. Tako lahko kljub izgubi čuta vida stojimo pokonci in hodimo tudi v popolni temi. Žal po vsakem zaustavitvi rotacijskega pospeška arkuati na kratko pošljejo lažna sporočila, ker endolimfa zaradi vztrajnosti nekoliko zaostane, tako da senzorične dlačice ostanejo za kratek čas motene in sporočajo "napačne" pospeške. Če je v tistem trenutku dober pogled na okolje ali referenčne površine, se možganov sprejme vizualne vtise kot "pravilne" in v manj kot 100 milisekundah zatre "napačne" odtise gibanja.
Bolezni
Najpogostejše pritožbe, povezane z arkadami, so tako imenovane vrtoglavica, kar je lahko zelo neprijetno in je lahko posledica različnih vzrokov. Vertigo kot vodilni simptom - tudi v nevrologiji - razumemo kot simptome, kot je napačno dojemanje giba. The vrtoglavica lahko spremlja glavobol in slabost do bruhanje. V pogostnosti vzrokov za vse simptome vrtoglavice je benigni periferni paroksizmal pozicijska vrtoglavica (BPPV) je na prvem mestu frekvence s približno 17%. Je benigna stanje, lahko pa je pred njim travmatično možganov poškodba oz vnetje od vestibularni živec. BPPV nastane zaradi odklopa enega ali več kristalov kalcita iz enega od obeh otolitskih organov in njihovega prenosa v zadnji lok. To je mogoče, ker je endolimfa medsebojno povezana. Čeprav so simptomi lahko resni, je težavo mogoče rešiti z ustreznimi položaji telesa, ker to omogoča kristal zrnca zapustiti arkado naravno. Poleg nekaterih drugih vzrokov za vrtoglavico, kot so nevrotoksini, alkohol in drugih toksinov, Menierejeva bolezen je razmeroma pogost vzrok simptomov, saj predstavlja približno 10%. Menierejeva bolezen je posledica nadtlaka endolimfe v notranjem ušesu. Hude napade vrtoglavice običajno spremljajo tinitus in nastop izguba sluha.
