Nabídka plynu, poptávka a bilance plynu ve středním uchu: Specifický cíl 3a Část ii

Střední ucho je vzdušný prostor umístěný za ušním bubínkem, který se skládá ze dvou spojovacích oddílů. Přihrádka přímo za bubínkem se nazývá bubínek a obsahuje tři malé kůstky středního ucha, kladívko, kovadlinu a třmeny, které přenášejí pohyby bubínku do vnitřního ucha, abyste mohli slyšet. Za tympanem je mastoidní dutina, což je větší vzdušný prostor rozdělený na malé vzduchové buňky neznámé funkce. Pro normální sluch je důležité, aby byl tlak vzduchu ve středním uchu podobný tlaku okolního prostředí, aby se bubínek mohl volně pohybovat v reakci na zvuky. Tlak vzduchu v okolí není konstantní a je ovlivněn změnami povětrnostních podmínek (systémy vysokého a nízkého tlaku, které se pohybují oblastí) a změnami nadmořské výšky (plnost v uších, kterou lze zaznamenat při jízdě ve výtahu nebo v letadle). Tlak vzduchu ve středním uchu se také mění, protože plyn středního ucha neustále uniká z tohoto vzdušného prostoru do krve, která proudí stěnami středního ucha. Tyto účinky (změna okolního tlaku vzduchu a změna tlaku vzduchu ve středním uchu) jsou nezávislé a způsobují, že se tlak ve středním uchu a okolním prostředí od sebe liší. Pravidelně a během polykání nebo zívání se jakýkoli existující rozdíl mezi středním uchem a okolním tlakem vzduchu vynuluje otevřením biologické trubice (Eustachovy trubice), která spojuje střední ucho se zadní částí nosu. To umožňuje proudění plynu mezi středním uchem a okolím, což zvyšuje nebo snižuje tlak ve středním uchu na úroveň v daném okamžiku. Většina lidí nemůže otevřít své Eustachovy trubice podle libosti a počet automatických otevření se v populaci liší od řídkých až po často. Zda je obvyklá frekvence Eustachových otvorů u člověka dostatečně dobrá, aby udržela tlak ve středním uchu stejný jako úrovně prostředí, závisí na tom, jak rychle se plyn ztrácí ze středního ucha únikem plynu (difúzí) do krve. Například u uší s velmi pomalými ztrátami plynu se Eustachova trubice nemusí příliš často otevírat, aby se střední ucho udrželo pod tlakem prostředí. Někteří výzkumníci se domnívají, že mastoidní kompartment funguje tak, že řídí rychlost ztráty plynu do krve, přičemž větší objemy mastoidů jsou spojeny s nižší mírou ztráty plynu středního ucha. V tomto experimentu to vyšetřovatelé plánují otestovat měřením objemů mastoidů a bubínku pomocí počítačové tomografie (CT) a rychlosti přenosu plynu krve do středního ucha pomocí techniky, která zahrnuje dýchání vzduchu, který obsahuje rajský plyn (Nitrous Oxide=N2O) a měření změny tlaku ve středním uchu pomocí tympanometrie (technika, která zahrnuje zavedení ušní zátky do zvukovodu a měření tlaku). Z minulých studií u pacientů podstupujících krátké chirurgické nebo stomatologické zákroky vědci vědí, že směsi plynů pro dýchání, které obsahují N2O, zvýší hladinu tohoto plynu v krvi, způsobí, že plyn půjde z krve do středního ucha a zvýší tlak ve středním uchu. Vyšetřovatelé předpovídají, že rychlost změny tlaku ve středním uchu při dýchání plynné směsi obsahující 25 % N2O a normální hladinu kyslíku (20 %) ve vzduchu bude nižší u uší s větším objemem mastoidů. Pokud je předpověď vyšetřovatelů správná, budou schopni vysvětlit, proč uši s větším objemem mastoidů dokážou lépe udržet tlak jako okolní, i když se Eustachova trubice neotevírá často.