Современные представления о механизмах синтеза перилимфы во внутреннем ухе

Потеря слуха является наиболее распространённым нарушением сенсорной функции, которым страдает около 466 миллионов населения земного шара, и предполагается вовлечение 900 миллионов человек к 2050 году [1]. В большинстве своём снижение слуха связано с нейросенсорной тугоухостью, причиной которой являются дефекты улитки и её спирального органа. Часто нарушение слуховой функции сочетается с вестибулярными симптомами, как при болезни Меньера, характеризующейся постепенной потерей слуха, головокружением, шумом в ушах [2]. При этом заболевании медикаментозная терапия является симптоматической, а при глубоких нарушениях слуха и вестибулярной функции прибегают к хирургических методам, таким как лабиринтэктомия. Морфологический материал, полученный после операции, представляет большой интерес для изучения, поскольку прижизненная биопсия этого органа для постановки диагноза на клеточном уровне, прогнозирования заболевания или проведения таргетной терапии технически, в настоящий момент, невозможна из-за локализации внутреннего уха в плотной каменистой части височной кости [3, 4].

На сегодня оценка тяжести нейросенсорной тугоухости и вестибулярной дисфункции основывается на данных аудиометрии, записи слуховых реакций ствола мозга и тестов вестибулярного аппарата, а компьютерная и магнитно-резонансная томография позволяют визуализировать только выраженные аномалии развития внутреннего уха из-за низкой разрешающей способности. Таким образом, в режиме реального времени, идеальным диагностическим (прогностическим) тестом представляется взятие образца перилимфы - внеклеточной жидкости, омывающей большинство типов клеток внутреннего уха и обогащённой белками, секретируемыми этими клетками. Перилимфа человека имеет диагностическую ценность при различных причинах нейросенсорной тугоухости, поскольку, как стало известно, она характеризуется своеобразным про-теомом, то есть набором уникальных белков, которые могут быть использованы в диагностических и прогностических целях [5]. Логично предположить, что на её состав также оказывают влияние источники её синтеза, которые на сегодняшний день остаются малоизученными.

ЦЕЛЬ ОБЗОРА - обобщить и систематизировать данные научной литературы, касающиеся синтеза перилимфы во внутреннем ухе.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Поиск научной литературы по теме статьи проведён с использованием поисковой системы по биомедицинским исследованиям Pubmed и научной электронной библиотеки Elibrary до 01.08.2025 года включительно по следующим ключевым словам: внутреннее ухо, спиральный орган, перилимфа, inner ear, spiral organ, perilymph. Анализировались только оригинальные исследования вне зависимости от даты, языка и типа публикации (full text или abstract) (обзоры, систематические обзоры и метаанализы не брались в расcчёт). В выбранных работах также проанализированы списки использованной литературы для расширения объёма исследования.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Перилимфа - это жидкость, заполняющая пространство между костным и перепончатым лабиринтами, включая вестибулярную и барабанную лестницы спирального канала улитки. Она выполняет ряд функций [6, 7], приведённых ниже.

• 1.    Трофическая: минеральные соли, глюкоза, кислород и аминокислоты, входящие в состав перилимфы питают волосковые клетки спирального органа, пятен и ампулярных гребешков.

• 2.    Поддержание ионного баланса: в перилимфе, в отличие от эндолимфы, содержится большое количество ионов натрия (Na⁺) и калия (K⁺), что позволяет ей формировать эндокохлеарный потенциал. Он оказывает влияние на мембранный потенциал волосковых клеток, создавая у них высокий уровень поляризации.

• 3.    Передача звукового сигнала: перилимфа является связующим звеном в слуховом анализаторе, так как механические колебания слуховых косточек трансформируются в колебания жидкости - перилимфы в области овального окна.

Исследования показали, что перилимфа является динамической средой внутреннего уха. Её состав зависит от состояния организма, возраста человека, наличия заболеваний, приёма фармакологических препаратов [5, 8, 9].

Согласно данным литературы, существует две основные гипотезы синтеза перилимфы [10].

Гипотеза I. Формирование перилимфы путём фильтрации плазмы крови из сосудов внутреннего уха.

Гипотеза II. Формирование перилимфы из спинномозговой жидкости (ликвора).

Согласно первой гипотезе, синтез перилимфы связан с сосудами сосудистой полоски, расположенной на латеральной стенке улиткового протока, то есть с кровоснабжением органа, представленным на рисунке 1.

При этом, внутриорганная циркуляция крови во внутреннем ухе имеет свои особенности. Так, проникновение питательных веществ из крови в его полости осуществляется через специализированную барьерную систему. Она является многокомпонентной и разграничивает жидкости внутреннего уха от крови, циркулирующей в капиллярах микроцирку-ляторного русла, и других межклеточных жидкостей, поддерживая их специфические физиологические функции.

Барьерная система имеет следующие три составляющие.

• 1.    Гематолабиринтный барьер характеризуется наличием капилляров нефенестрированного типа, в которых эндотелиальные клетки соединены плотными контактами, что обеспечивает снижение скорости проникновения соединений с увеличивающейся молекулярной массой из крови в перилимфу (рис. 2, 3, табл. 1). В улитке одним из составляющих гематолабиринтного барьера является гематоэндо-лимфатический барьер, имеющий более сложное строение. В нём соединённые плотными контактами эндотелиальные клетки отделяют просвет сосуда от пространства сосудистой полоски, содержащем жидкость. Соединённые плотными контактами краевые клетки эпителия сосудистой полоски вместе с клетками эндотелия сосудов ограничивают вышеуказанное пространство, которое отделяет жидкость в нём от эндолимфы [11, 12]. Основной функцией барьера является поддержание гомеостаза эндо- и перилимфы, защита от вредоносных веществ, содержащихся в крови, обеспечение стабильности сенсорных клеток.

• 2.    Барьер между стенкой перилимфатического протока, в который оттекает перилимфа из барабанной лестницы, и субарахноидальным пространством, в котором циркулирует спинномозговая жидкость. Установлено, что изменения давления ликвора могут передаваться в перилимфатическое пространство через перилимфатический проток, так же как и изменения концентрации белков и мочевины в ликворе сопровождаются изменением их уровней в перилимфе [13].

• 3.    Барьер на границе среднего и внутреннего уха – образован мембраной, закрывающей круглое окно, ведущее в барабанную лестницу перилимфатического пространства. В эксперименте установлена проницаемость данной мембраны для ототоксиче-ских препаратов, бактериальных токсинов, которые могут быть причиной повреждения сенсорных клеток лабиринта и расстройств функции слуха и равновесия [13, 14, 15].

  

Рисунок 1. Строение кровеносного русла внутреннего уха: 1 – передняя нижняя мозжечковая артерия; 2 – лабиринтная артерия; 3 – общая улитковая артерия; 4 – передняя вестибулярная артерия; 5 – собственная улитковая артерия; 6 – преддверно-улитковая артерия; 7 – вестибулярная ветвь; 8 – артерия мешочка; 9 – артерия маточки; 10 – задняя вестибулярная вена; 11 – вена канальца улитки; 12 – вена окна улитки; 13 – улитковая ветвь; 14 – задняя спиральная вена; 15 – передняя спиральная вена; 16 – вена водопровода преддверия (Источник: Denjiro Nabeya, 1923).

Figure 1. The structure of the bloodstream of the inner ear: 1 – anterior inferior cerebellar artery; 2 – labyrinthine artery; 3 – common cochlear artery; 4 – anterior vestibular artery; 5 – proper cochlear artery; 6 – vestibulocochlear artery; 7 – vestibular branch; 8 – saccule artery; 9 – utricle artery; 10 – posterior vestibular vein; 11 – cochlear canal vein; 12 – cochlear window vein; 13 – cochlear branch; 14 – posterior spiral vein; 15 – anterior spiral vein; 16 – vestibular aqueduct vein (Source: Denjiro Nabeya, 1923)

Рисунок 2. Схема гематолабиринтного барьера: 1 – периваскулярные макрофагоподобные меланоциты (резидентные макрофаги с характеристиками меланоцитов); 2 – эндотелиальная клетка кровеносного капилляра; 3 – ядро эндотелиальной клетки; 4 – эритроцит; 5, 8 – базальная мембрана; 6 – перицит; 7 – плотный контакт (Источник: Xiaorui Shi, 2017)

Figure 2. Schematic diagram of the blood-labyrinth barrier: 1 – perivascular macrophage-like melanocytes (resident macrophages with melanocyte characteristics); 2 – endothelial cell of the blood capillary; 3 – endothelial cell nucleus; 4 – erythrocyte; 5, 8 – basement membrane; 6 – pericyte; 7 – tight junction (Source: Xiaorui Shi, 2017)

Рисунок 3. Сосудистая полоска: 1 – улитковый проток; 2 – сосудистая полоска; 3 – базальная клетка; 4 – промежуточная клетка; 5 – краевая клетка; 6 – фиброцит; 7 – щелевой контакт; 8 – плотный контакт; 9 – кровеносный капилляр; 10 – перицит; 11 – периваскулярный макрофагоподобный меланоцит; 12 – пространство сосудистой полоски (Источник: Sonny Bovee et al., 2024)

Figure 3. Stria vascularis: 1 – cochlear duct; 2 – stria vascularis; 3 – basal cell; 4 – intermediate cell; 5 – marginal cell; 6 – fibrocyte; 7 – gap junction; 8 – tight junction; 9 – blood capillary; 10 – pericyte; 11 – perivascular macrophage-like melanocyte; 12 – space of the stria vascularis (Source: Sonny Bovee et al., 2024)

В целом, клеточный состав гематолабиринтного барьера и барьера на границе среднего и внутреннего уха схожий, а в барьере между перилимфой и спинномозговой жидкостью, помимо эндотелиальных клеток и базальной мембраны, выявляется ещё два вида клеток (табл. 2) [13].

Проницаемость всех барьеров внутреннего уха для молекул веществ составляет приблизительно до 100 дальтон, из чего следует, что молекулы, имеющие меньший размер, например молекула глицерина (92 дальтона), будет свободно проникать в перилимфатическое пространство, а молекула преднизолона (360 дальтонов), уже проникнуть в него не сможет [17, 18].

По данным литературы, ионный и белковый состав перилимфы и плазмы крови сходен, что свидетельствует об их родстве и является одним из подтверждений гипотезы I [19] (табл. 3, 4).

Вероятный механизм синтеза перилимфы, согласно этой гипотезе, включает два этапа:

А. Система притока или синтеза перилимфы.

Лабиринтная артерия разветвляется на артериолы, от них в свою очередь отходит сеть капилляров, пронизывающие стенку преддверия и улитки костного лабиринта. Они имеют высокую проницаемость, а также поры и щели для прохождения молекул, которые отфильтровываются гематолабиринт-ным барьером. Из-за градиента давления ионы натрия и калия, а также молекулы до 100 дальтон проходят через капилляры, образуя первичный фильтрат крови. Фильтрат крови попадает в перилимфатическое пространство, где клетки его стенки и пространства регулируют состав перилимфы [20] (табл. 5).

Б. Система оттока или удаления перилимфы.

Перилимфа удаляется из внутреннего уха через перилимфатический проток, проходящий в канальце улитки. Этот проток соединяет перилимфатическое пространство с субарахноидальным пространством, где перилимфа смешивается с ликвором [21].

Исходя из вышеизложенного, можно сделать заключение, что плазма крови сосудов внутреннего уха является одним из вероятных источников образования перилимфы.

Таблица 1. Характеристика клеток гематолабиринтного барьера

Table 1. Characteristics of the cells of the blood-labyrinth barrier

Название клетки	Местонахождение	Особенности морфологии	Функция
Эндотелиальные клетки	Выстилают внутреннюю поверхность кровеносных капилляров костного лабиринта (улитки и преддверия)	Плоские клетки, выпячивающиеся в просвет капилляров; соединены плотными контактами	Ограничивают проницаемость сосудов, что препятствует свободному попаданию молекул из крови в перилимфу; обеспечивают селективный транспорт ионов, глюкозы и других веществ, необходимых для поддержания нормальной функции внутреннего уха; участвуют в эндоцитозе некоторых веществ
Перициты	Окружают эндотелиальные клетки капилляров. Расположены снаружи базальной мембраны	Перициты имеют отростки, охватывающие эндотелиальные клетки; содержат сократительные белки (актин, миозин), влияющие на тонус сосудов; тесно связаны с эндотелиальными клетками посредством контактов и сигнальных молекул	Обеспечивают механическую поддержку сосудистой стенки; влияют на проницаемость сосудов; секретируют факторы роста, которые влияют на эндотелиальные клетки и базальную мембрану; способны к фагоцитозу погибших клеток
Базальные клетки (основной слой)	Окружают эндотелиальные клетки и перициты, образуя внешний слой капилляра и отделены от них базальной мембраной	Образует сплошной слой; он имеет сетчатую структуру; базальная мембрана состоит из коллагена IV типа, протеогликанов (гепарансульфат), ламинина, фибронектина и других компонентов	Ограничивает проницаемость сосудов для крупных молекул; обеспечивает поддержку сосудистой полоски; участвует в регуляции пролиферации, миграции и дифференцировки эндотелиальных клеток и перицитов

Периваскулярные Залегают между  погра- Имеют дендритные отростки, кон- Играют важную роль в регуляции целостности макрофагоподоб- ничным и базальным сло- тактирующие со стенкой капилляра; барьера между кровью капилляров и жидко- ные меланоциты [16] ями  клеток  сосудистой полоски в  цитоплазме содержат гранулы меланина; положительны к некото- стью в полости сосудистой полоски, а также в поддержании нормального порога слуха рым маркерам поверхности макрофагов (F4/80, CD68, CD11b) и меланоцитов (GSTα4, GST, Kir4.1)

Таблица 2. Клеточный состав барьера между перилимфой и спинномозговой жидкостью Table 2. Cellular composition of the barrier between perilymph and cerebrospinal fluid

Клетки	Локализация	Морфология	Функции
Астроциты	Сенсорный эпителий Корти-ева органа (данное утверждение является спорным)	Имеют характерную звёздчатую форму, контактируя многочисленными отростками с нейронами и капиллярами	Обеспечивают структурную и метаболическую поддержку нейронов слухового и вестибулярного нервов; участвуют в регуляции концентрации ионов (особенно калия) в микроокружении нейронов; удаляют нейротрансмиттеры (например, глутамат) из синаптической щели, предотвращая эксайтотоксичность; участвуют в формировании гематоневрального барьера в слуховом нерве; в ответ на повреждение могут подвергаться реактивному глиозу, изменяя свою морфологию и функцию, что может влиять на выживаемость нейронов

Микроглия В сенсорных эпителиях Кор- В состоянии покоя имеют Выполняют функцию иммунного надзора, мониторя мик-тиева органа (количество разветвленную форму с роокружение на предмет повреждений или инфекций; клеток небольшое в нор- длинными отростками; при фагоцитируют поврежденные клетки и патогены; секре-мальных условиях, но их активации принимают амё- тируют цитокины и другие факторы, регулирующие вос-количество может увеличи- боидную форму и становятся паление ваться при повреждении)     фагоцитами

Таблица 3. Ионный состав перилимфы, эндолимфы, плазмы крови и ликвора

Table 3. Ionic composition of perilymph, endolymph, blood plasma and cerebrospinal fluid

Вид иона	Перилимфа	Эндолимфа	Кровь	Ликвор
Натрий (Na ⁺ )	140 ммоль/л	15 ммоль/л	135–145 ммоль/л	138–150 ммоль/л
Калий (K ⁺ )	5 ммоль/л	150 ммоль/л	3,5–5,0 ммоль/л	2,5–3,5 ммоль/л
Хлор (Cl ⁻ )	110 ммоль/л	20 ммоль/л	95–105 ммоль/л	115–130 ммоль/л

Таблица 4. Содержание белков в перилимфе, эндолимфе, плазме крови и ликворе Table 4. Protein content in perilymph, endolymph, blood plasma and cerebrospinal fluid

Белки	Перилимфа	Эндолимфа	Кровь	Ликвор
Альбумины	60–80%	0–5%	55–65%	50–70%
Глобулины	10–30%	0–5%	30–40%	5–15%
Фибриноген	0–5%	0%	2–4%	–

Таблица 5. Состав перилимфы

Table 5. Composition of perilymph

Клетки	Локализация	Морфология	Функции
Фибробласты	Расположены  в  пери-	Веретенообразные  клетки,  имеют	Синтезируют компоненты внеклеточного мат-
	лимфатическом пространстве (ПЛП) повсеместно	овальное ядро, обладают выраженными отростками, имеют большое количество рибосом, синтезируют компоненты межклеточного вещества	рикса (коллаген, эластин, протеогликаны), участвующие в поддержке и организации ПЛП; участвуют в транспорте ионов, секреции и поглощении некоторых веществ
Мезенхимальные клетки	Располагаются  вблизи кровеносных сосудов		Мультипотентные клетки, способные к дифференцировке; секретируют факторы, отвечающие за воспалительные и иммунные процессы в ПЛП; участвуют в транспорте ионов
Эндотелиальные клетки	Внутренняя выстилка кровеносных капилляров в костном лабиринте (улитка, преддверие, полукружные каналы)	Плоские клетки, образующие непрерывный слой; соединены плотными контактами	Контроль проницаемости сосудов; селективный транспорт ионов, глюкозы; секреция факторов (вазодилатация, коагуляция, воспаление) эндоцитоз)
Перициты	Окружают эндотелиальные клетки капилляров (расположены снаружи базальной мембраны)	Отростчатые клетки, охватывающие эндотелиальные клетки; содержат сократительные белки (актин, миозин)	Поддержка сосудов; регуляция проницаемости сосудов (влияние на плотные контакты); секреция факторов роста; фагоцитоз
Макрофаги	В ПЛП (в небольшом количестве)	Округлые или амебовидные клетки; содержат много лизосом (для фагоцитоза)	Фагоцитоз детрита, патогенов; регуляция иммунного ответа (секреция цитокинов); удаление и переваривание веществ, влияющих на концентрацию различных молекул в перилимфе