귀(Ear)
■ Introduction
귀는 청각을 담당하는 기관이다. 또한 평형감각을 담당하는 기관이기도 하다. 귀는 2가지 기능을 가지고 있으므로 해부, 생리학적으로 2가지 개별적으로 또 연관된 기관으로 간주해야 할 필요가 있다.
■ 청각
청각은 파장을 타고 움직이는 소리를 모으고 해석하는데 따라 달라진다. 사람이 들을 수 있는 소리의 파장은 초당 20~30,000 cycle의 주파수를 갖는다. 귀의 청각을 담당하는 부분은 음파를 모으고, 기계적으로 음파를 확대하고 이를 신경 충동으로 전환시키는 역할을 하도록 되어 있다.
■ 해부
귀의 청각을 담당하는 부위는 다음과 같은 구조로 구성되어 있다.
1) 외이(external ear)
2) 중이의 고막강(tympanic cavity)
3) 내이의 와우(달팽이관 cochlea)
1) 외이(external ear)는 그 끝이 좁아지는 깔대기와 같은 모양을 가지고 있다.
외이의 구조는 다음과 같다.
(a) 耳介(auricle) : 머리에 포함되지 않는 귀의 부분
(b) 외이도(external auditory meatus)
(c) 외이관(external auditory canal)
(d) 고막(tympanic membrane, ear drum)
이개는 외이의 입구로 노출되어 있으며 피부로 덮여있는 연골성 덮개이다. 이개의 밑 부분은 작은 구멍을 형성하는데, 이곳에서 외이관이 시작되어 뼈 속에 있는 외이관에 연결된다. 성인에서는 외이관의 길이가 약 4cm이며 외이도로부터 이어져 나오며 고막에 의해 끝이 막혀있다. 납 모양의 분비물인 귀지(耳垢 cerumen)를 생성하도록 변형된 피지선(sebaceous gland)을 가지고 있는 피부가 외이관의 안쪽 표면을 덮고 있다. 고막은 질기고 유연한 막으로 건강한 상태에서는 중이와 외이를 구분 짓는다. 임상 용어에 있어, 외이도(external auditory meatus)는 일반적으로 개구부와 외이관 자체를 모두 포함하는 용어이다.
2) 고막강(tympanic cavity) 또는 중이는 귀의 중심 부분이다. 고막강의 전방 벽(anterior wall)으로부터 아래 방향, 전 방향으로 비강에 이어지는 관이 유스타키오관(eustachian tube)이다. 후방의 벽(posterior wall)에는 유양돌기동(mastoid antrum)의 입구가 있다. 중간 벽(medial wall)은 내이와 고막강을 구별 짓는다. 중간 벽에는 2개의 창이 존재한다. 이 창 중 위의 창은 난원형으로 난원창(fenestra ovalis)라 한다 아래의 둥근 창은 정원창(fenestra rotunda)라 한다.
고막강 내에는 3개의 뼈(이소골 auditory ossicle)가 존재한다. 다음 순서는 외부로부터 내부로 이어지는 순서이다.
(a)망치골(추골 malleus or hammer) : 청소골 중에서 가장 큰 것으로서 고막에 부착된 것. 곤봉모양의 두부가 추골과 관절을 이룬다.
(b)침골(모루골 incus or anvil) : 등골과 망치골 사이에 있는 이소골로 고막에서 내이로 진동을 전달하는 역할을 한다.
(c)등골(등자골 stapes or stirrup) : 이소골 중 가장 내측에 있는 것으로서, 등자와 비슷한 모양을 하고 있으며, 골두부가 침골과 관절을 이루고 저부는 前庭窓에 함입된다.
작은 뼈들은 고막과 난원창을 연결한다.
3) 와우(cochlea)
와우는 청각에 있어 필수적인 기관이며 소리에 대한 수용체를 가지고 있다. 이는 나선 모양의 관으로 뼈의 중심 기둥을 감싸고 있다. 이 관은 2개의 막에 의해 3개의 방으로 나뉘어진다.
(a)전정계(전정계단 scala vestibuli) : 외림프가 차 있는 와우의 부분으로서, 전정에서 시작한다. 나선판 및 와우관에 의해 다른 와우구조와 분리되어 있고, 와우공에서 고실계와 연속되어 있다.
(b)중간계(뢰벤베르그계 scala media)
(c)고실계(고실계단 scala tympani) : 외림프가 차 있는 와우의 부분으로서, 와우공에서 전정계와 연속된다. 나선판 및 와우관에 의해 다른 와우구조와 분리되어 있고, 와우창 근처에서 맹단으로 끝난다.
전정계와 고실계에는 외림프(perilymph)가 차 있으며, 중간계에는 내림프(endolymph)가 차 있다.
청각에 대한 수용체는 코르티 기관의 기저막(basilar membrane)에 존재한다. 수용체는 털과 같은 구조로, 자극을 받으면 신경 충동을 일으켜 이것을 제8 뇌신경의 가지를 따라 뇌로 전달하여 뇌에서 해석되게 한다.
■ 청각의 기전
소리의 파장은 이개에 의해 수집되며 외이관을 따라 들어와 고막을 울리게 된다. 고막은 진동을 일으켜 그 진동을 이소골의 가장 첫번째 뼈인 망치골(malleus)에 전달한다.
진동은 이소골을 거치면서 확대되고(이소골이 지레로서 작용), 등골의 끝부분이 난원창으로 이동된다.
소리의 파장의 주파수에 따라, 침골(incus)의 끝부분이 와우내에서 고주파수 또는 저주파수를 내게 된다. 이 진동은 코르티 기관내 털 모양의 수용체를 자극하여, 신경 충동(nervous impulse)을 일으켜 제8 뇌신경의 청각 가지(auditory branch)로 전달한다.
고주파 파장은 빠르게 소멸되며, 전정계내의 액체의 첫 부분만 진동시켜, 와우 내의 더 이상의 진동을 일으키지 않는다. 반면, 저주파 파장은 와우 끝부분에 위치하는 코르티 기관을 진동시킨다. 파장은 고실계(scala tympani)를 거쳐 정원창(round window)으로 전달되며, 고막강내에 있는 공기의 힘에 의해 파장이 완전히 소멸된다(다음 소리의 파장을 전달하기 위함).
매우 큰 소리나 충격파로부터 고막을 보호하기 위해 유스타키오관은 공기를 고막강내로 들여 보내 고막의 양쪽 압력이 균형을 이루도록 돕는다. 또한, 근육은 추가적으로 고막을 보호하는 역할을 한다.
■ 평형감각
비록 하나의 기관만이 관여하는 것은 아니지만, 내이의 일부가 평형감각과 많은 관련성이 있다. 3개의 반고리관(semi-circular canals)으로 이루어진 ‘미로(labyrinth)’가 이 역할을 담당한다(반고리관의 한쪽 끝은 팽대부-ampulla-를 형성하고 있다). 이들 3개의 반고리관에는 내림프액이 차 있다. 각 관(canal)은 저마다 다른 평면상에 놓여 있다. 팽대부의 기저부분(base)에는 미세한 털과 같은 돌기(hair-like process)가 놓여 있으며, 이 돌기는 이석(otolith)이라 불리는 탄산칼슘의 결정을 함유하고 있는 젤과 같은 덩어리에 존재하는 hair cell로부터 나온다. 머리를 움직이면, 돌기가 자극되어 hair cell로 하여금 제8 뇌신경(cranial nerve)의 전정 가지(vestibular branch)를 통해 신호가 전달되어 머리의 위치를 감지할 수 있게 되는 것이다.