Podaż, zapotrzebowanie i bilans gazowy w uchu środkowym: cel szczegółowy 3a Część ii

Ucho środkowe to przestrzeń powietrzna znajdująca się za błoną bębenkową, która składa się z dwóch połączonych przedziałów. Przedział znajdujący się bezpośrednio za błoną bębenkową nazywa się tympanonem i zawiera trzy małe kości ucha środkowego, młoteczek, kowadełko i strzemiączko, których funkcją jest przenoszenie ruchów błony bębenkowej do ucha wewnętrznego, abyś mógł słyszeć. Za tympanonem znajduje się jama sutkowata, która jest większą przestrzenią powietrzną podzieloną na małe komórki powietrzne o nieznanej funkcji. Dla prawidłowego słyszenia ważne jest, aby ciśnienie powietrza w uchu środkowym było podobne do ciśnienia otoczenia, tak aby błona bębenkowa mogła się swobodnie poruszać w odpowiedzi na dźwięki. Ciśnienie powietrza w otoczeniu nie jest stałe i zależy od zmian warunków pogodowych (układy wysokiego i niskiego ciśnienia, które poruszają się po okolicy) oraz od zmian wysokości nad poziomem morza (uczucie pełności w uszach, które można zauważyć podczas jazdy w windzie lub w samolocie). Zmienia się również ciśnienie powietrza w uchu środkowym, ponieważ gaz ucha środkowego stale wycieka z tej przestrzeni powietrznej do krwi, która przepływa przez ściany ucha środkowego. Efekty te (zmiana ciśnienia powietrza w otoczeniu i zmiana ciśnienia powietrza w uchu środkowym) są niezależne i powodują, że ciśnienie w uchu środkowym iw otoczeniu różnią się od siebie. Okresowo, podczas połykania lub ziewania, jakakolwiek istniejąca różnica między ciśnieniem powietrza w uchu środkowym a środowiskowym jest wyrównywana do zera przez otwarcie trąbki biologicznej (trąbki Eustachiusza), która łączy ucho środkowe z tylną częścią nosa. Pozwala to na przepływ gazu między uchem środkowym a otoczeniem, co zwiększa lub zmniejsza ciśnienie w uchu środkowym do poziomu w środowisku w tym czasie. Większość ludzi nie może dowolnie otwierać trąbek Eustachiusza, a liczba automatycznych otwarć waha się od rzadkich do częstych w populacji. To, czy zwykła częstotliwość otworków Eustachiusza u danej osoby jest wystarczająco dobra, aby utrzymać ciśnienie w uchu środkowym na takim samym poziomie, jak poziomy środowiskowe, zależy od tego, jak szybko gaz jest tracony z ucha środkowego w wyniku wycieku gazu (dyfuzji) do krwi. Na przykład w uszach z bardzo małą utratą gazu trąbka Eustachiusza nie musi otwierać się bardzo często, aby utrzymać ciśnienie otoczenia w uchu środkowym. Niektórzy badacze uważają, że przedział wyrostka sutkowatego działa w celu kontrolowania szybkości utraty gazu do krwi, przy czym większa objętość wyrostka sutkowatego wiąże się z mniejszym tempem utraty gazu z ucha środkowego. W tym eksperymencie badacze planują to sprawdzić, mierząc objętość wyrostka sutkowatego i błony bębenkowej za pomocą tomografii komputerowej (CT) oraz szybkość przepływu gazów z krwi do ucha środkowego przy użyciu techniki polegającej na oddychaniu powietrzem zawierającym gaz rozweselający (tlenek azotu = N2O) i pomiar zmiany ciśnienia w uchu środkowym za pomocą tympanometrii (technika polegająca na wprowadzeniu zatyczki do ucha do kanału słuchowego i pomiarze ciśnienia). Z wcześniejszych badań na pacjentach poddawanych krótkim zabiegom chirurgicznym lub dentystycznym badacze wiedzą, że mieszanki gazowe do oddychania zawierające N2O zwiększają poziom tego gazu we krwi, powodują przedostawanie się gazu z krwi do ucha środkowego i zwiększają ciśnienie w uchu środkowym. Badacze przewidują, że tempo zmian ciśnienia w uchu środkowym podczas oddychania mieszaniną gazów zawierającą 25% N2O i normalny poziom tlenu (20%) w powietrzu będzie mniejsze w przypadku uszu o większej objętości wyrostka sutkowatego. Jeśli przewidywania badaczy się potwierdzą, będą w stanie wyjaśnić, dlaczego uszy o większej objętości wyrostka sutkowego są w stanie lepiej utrzymać ciśnienie podobne do ciśnienia otoczenia, nawet jeśli trąbka Eustachiusza nie otwiera się często.