청각세포와 평형기관

일상 생활을 하다가 순간 멍~ 해지는 듯한 느낌이 든다면, 혹은 어느 순간 세상의 소리로부터 고립된 듯한 느낌이 드는 질환이 발생한다. 바로 돌발성난창이다. 돌발설 난청이란 급작스럽게 청력손실이 발생하여 소리가 잘 들리지 않고, 귀가 멍멍하며, 이명과 어지럼증이 동반돼 나타나는 청각질환을 말한다. 흔히 난청이라고 불리기도 하는 이 질환은 나이가 들면서 주로 나타나지만 잘못된 생활습관이나 환경으로 인해 젊은 층에게도 청각세포가 손실되어 돌발설 난청으로도 나타난다. 청각세포의 손실로 이어지는 돌발설 난청은 발견시 가장 빠른 대처를 해야한다.

 

청각세포는 어떻게 이루어져 있나?

 

 

사람의 귀 내에 위치하는 달팽이관은 코르티 기관으로 이루어진다. 코르티기관에는 청각세포(hair cell)이 존재하는데 이 세포는 소리를 전기적인 신경신호로 변환하는 변환기관의 역할을 한다. 청각세포 하나는 길이가 수 미크론인 약 100개의 빽백하게 밀집한 섬모 다발을 몇 개씩 가진다. 청각 세포안에는 안뜰창과 , 바닥판, 섬모, 그리고 주 물질인 액체로 채워져 있다.

 

안뜰창(난원장)으로 음파가 들어오면 그 음파에 의해서 바닥판(기저막)이 움직이게 되고 이때 청각세포는 액체와 연관되어 움직이기 시작한다. 액체와의 마찰로 발생한 미세한 힘이 섬모에 가해지면 섬모가 굽혀지며, 이때 섬모가 적절한 방향으로 굽혀지면 청각세포는 활동전위를 발생하게 되며 이러한 방식으로 청각세포는 작용을 한다.

 

청각세포는 두 가지의 세포로 나뉘어서 가속도를 감지한다. 첫번째로  원형주머니(소낭, sacclus)와 타원주머니(난원낭, utriclus)에 있는 청각세포는 가속도를 감지하고 이때 원형주머니(소낭)은 약 1만 5천개의 청각세포를 가지고 있으며 타원주머니(난원낭)은 약 3만개의 청각세포를 가지고 있다. 두번째로 세 개의 반고리뼈관(반원관, semicircular canal)에 있는 7천 개의 청각세포들은 회전을 포함한 가속도를 감지한다.

 

청각세포의 손실과 귀먹음 현상

 

 

청각을 담당하는 기관인 달팽이관은 한 줄의 내측 청각세포와 세 줄의 외측 청각세포로 이루어진다. 각 줄에는 약 4천개의 청각세포가 있으며 내측 청각세포는 바닥판 전체 길이에 걸쳐져 형성된다. 이때 안뜰창에서 들어온 소리를 바닥판의 운동으로 검출하고, 내측 청각세포는 마치 변환기처럼 음파를 전기시키는 역할을 한다.

 

청각세포는 나노미터보다 작은 미세한 움직임을 감지하는데 , 외측 청각세포의 기능은 아직 정확히 밝혀지지 않았으나, 약한 음파를 기계적으로 증폭하는 역할을 할 것으로 추측되어 진다. 이러한 청각세포들은 아주 오랫동안 큰 소리를 듣게 되면 손상이되거나 죽게 되고 이때 청각 세포의 손실이 일어나게 된다. 이때 청각세포가 손실된 상황을 귀머거리(daefness)라고 칭한다.

 

귀머거리(daefness)는 크게 두 종류로 나뉘어진다. 첫째 전달이상에 의한 귀먹음(condition deafness) 이 있는데 이는 주로 선천적인 결함에 의해서 발생할 수 있고, 혹은 감염에 의해서 귓속뼈가 끊어져서 소리를 증폭할 수 없는 경우에 발생한다.

 

두번째인 신경손상귀먹음 (nerve deafness) 은 달팽이관내의 청각세포가 닯아서 없어질 때 생긴다. 보통 나이가 먹음에 따라서 많이 발생하지만 젊은 사람도 헤비메탈과 같은 큰 소음에 오랫동안 노출이 되면 신경손상이 일어나기도 한다. 청신경이 손상되면 다시 복원되지 않으며, 청각 보조기구는 도움이 되지않아서 청신경 세포에 직접 전기 자극을 가하는 값 비싼 달팽이관 삽입술을 사용할 수 있지만, 듣는 사람은 로보트가 말하는 것 같은 소리를 듣게 된다.

 

 

귀의 평형감각계 는 어떻게 구성 되어 있는가?

 

 

귀의 전정감각계는 몸의 회전, 움직임 및 평형을 감지하는 기능을 한다. 각운동 또는 회전운동을 담당하는 동적평형 시스템, 전후 움직임과 상하 움직임을 담당한는 정적평형 시스템으로 이루어져 있으며 이때 전정계는 5개의 개별적인 센서 반원고리뼈관 3개, 원형주머니 타원주머니로 구성되어진다. 움직임 센서 내에 있는 청각세포의 물리적 원리는 코르티기관의 청각세포와 같고, 움직임 센서의 청각세포는 내이에 있는 청각세포보다 크기가 더 크게 만들어진다.

 

회전운동인 동적평형을 담당하는 기관은 반고리뼈관의 3개의 과나이 서로 90도를 이루고 있는 형상을 하고 있으며, 각 반원관은 각 관의 끝부분에 작은 항아리 보양의 소모와 격막에 의해 분리되어 있고 내림프액(속림프액)으로 채워진다. 가속되는 동안 액체의 움직임은 격막을 믹어 청각세포가 있는 소모를 움직이게 되고 , 소모가 움직이면, 청각세포의 부동섬모가 구부러 지면서 전기신호가 발생한다. 이 전기 신호는 전정신경을 따라서 뇌에 전달되는데, 반원관의 유체가 연속적으로 움직이게 되면 이때 멀미가 발생한다.

 

전후, 상하 움직임을 담당하는 정적 움직임시스템은 상하 운동을 감지하는 원형주머니와, 수평 움직임 또는 머리를 구부리는 움직임을 감지하는 타원주머니로 이루어져있는데, 몸이 움직이지 않을때는 타원주머니 안에 있는 평형석은 정지해 있지만, 머리를 숙이거나 몸이 수평 또는 수직으로 움직이게 되면 평형석과 평형모래막낭이 움직여서 아래에 있는 청각세포의 입체섬모를 구부리게 한다. 이때 부동섬모가 제일 긴 운동섬모 쪽을 움직이면 전정신경에서 전기 신호가 강해지면, 반대로 부동섬모가 운동섬모에서 멀어지면 전정신경의 전기 신호가 감소하게 된다. 이러한 정보를 뇌가 인지하여 운동 방향을 판단한다.