SISTEM RANTAI OSIKULA

PENDAHULUAN

Pendengaran adalah proses transformasi getaran bunyi oleh telinga, yang berasal dari lingkungan, diteruskan sampai ke otak melalui saraf pendengaran dan ditafsirkan sebagai bunyi.¹

Getaran bunyi dari sumber bunyi ditangkap oleh aurikula dan diteruskan melalui meatus akustikus eksternus dan mengalami proses resonansi karena adanya bangunan berbentuk tabung yang berhubungan dengan udara luar secara langsung. Getaran suara yang telah mengalami proses resonansi ini akan menggetarkan membran timpani.^2-7

Setelah proses resonansi dan amplifikasi telinga luar dan telinga tengah, pada telinga dalam akan terjadi perubahan getaran suara menjadi proses gerakan mekanik melalui gerakan piston oleh stapes dan pergerakan cairan koklea. Di dalam skala media terdapat organ korti yang akan merubah sistem mekanik menjadi impuls yang selanjutnya diteruskan oleh saraf pendengaran menuju pusat pendengaran (gambar 1).^2-7

Pada penulisan ini akan diuraikan tentang bagaimana sistem rantai osikula bekerja pada telinga tengah, yang dibatasi pada anatomi, fisiologi dan peran rantai osikula.

Gambar 1. Sistem pendengaran⁷

1. Anatomi Rantai Osikula

Rantai osikula merupakan rantai tulang pendengaran, terdiri dari maleus, inkus dan stapes, didukung ligamen serta otot, berada dalam ruang telinga tengah yang menghubungkan membran timpani dan oval window.⁸

Ketiga osikula saling berhubungan melalui sendi inkudomaleus yang menghubungkan maleus dan inkus, sedangkan sendi inkudostapedius menghubungkan inkus dan stapes.^6,9-10

1.1 Maleus

Maleus mempunyai kaput yang relatif besar, terletak pada ruang epitimpanum, pada permukaannya terdapat faset kecil sebagai tempat artikulasi inkus. Setelah kaput terdapat kolum maleus, merupakan bagian yang pendek dan mengkerut. Selanjutnya terdapat tiga prosesus, terdiri dari manubrium yang merupakan prosesus maleus terbesar, melekat pada memban timpani dan pada sisi yang lain merupakan insersi dari otot tensor timpani. Selain manubrium juga terdapat prosesus lateralis yang membentuk penonjolan maleus pada membran timpani dan prosesus anterior yang merupakan perlekatan ligamen anterior maleus (gambar 3).^8-11

Ukuran maleus meliputi; berat 23- 32 mg, panjang 7,6- 9 mm.¹²

Gambar 3. Anatomi maleus¹¹

1.2 Inkus

Inkus mempunyai korpus relatif besar, pada bagian anterior terdapat faset artikular berupa daerah lekukan. Inkus memiliki dua buah prosesus yaitu prosesus brevis dan prosesus longus. Prosesus brevis meluas ke posterior dari korpus, prosesus longus meluas ke inferior dari korpus dan paralel dengan manubrium maleus, bagian medial dari prosesus longus distal terdapat prosesus lentikular yang merupakan tempat artikulasi stapes (gambar 4). ^8-11

Ukuran inkus meliputi; berat 25- 32 mg, panjang prosesus longus 7 mm, panjang prosesus brevis 5 mm.¹²

Gambar 4. Anatomi inkus¹¹

1.3 Stapes

Mempunyai kaput berbentuk silinder, merupakan tempat artikulasi prosesus lentikularis inkus. Stapes memiliki dua buah krura (anterior dan posterior) yang meluas dari kaput. Krus anterior lebih pendek dan lebih lurus dari pada krus posterior. Pada bagian distal kedua krura terdapat basis stapes yang merupakan tulang datar (gambar 5).^8-11

Ukuran stapes meliputi; berat rata- rata 2,86 mg, tinggi rata- rata 3,26 mm, panjang basis stapes rata- rata 2,99 mm, lebar basis stapes rata- rata 1.41 mm.¹²

Gambar 5. Anatomi stapes¹¹

1.4 Ligamen

Pada maleus terdapat tiga ligamen kecil yaitu ligamen anterior maleus yang meluas dari prosesus anterior ke fisura timpanoskuamous, ligamen superior maleus yang meluas dari atas kaput maleus ke atap dari resesus epitimpanum dan ligamen lateral yang berjalan dari prosesus lateralis ke tepi timpanic notch.^8-10

Seperti maleus, inkus juga mempunyai ligamen kecil yaitu ligamen posterior menahan proseus brevis pada fosa inkus, ligamen superior yang meluas dari badan ke atap dari resesus epitimpanum (gambar 6). ^8-10

Ligamen pendukung pada stapes merupakan kelanjutan dari ligamen anular yang melekat pada tepi basis stapes dan oval window ^8-10

Prosesus longus inkus

Kaput stapes

Manubrium

Kaput maleus

Ligamen superior maleus

Ligamen superior inkus

Korpus inkus

Ligamen posterior inkus

Ligamen lateral maleus

Gambar 6. Ligamen rantai osikula¹³

1.5 Otot

Otot rantai osikula terdiri dari otot tensor timpani dan otot stapedius. Otot tensor timpani dipersarafi oleh saraf trigeminal, panjang otot ini 25 mm. Otot ini berlokasi di dalam semikanal tensor timpani yang berada pada dinding anterior kavum timpani, persis di atas tuba Eustachius. Tendon otot tensor timpani meninggalkan dinding telinga tengah turun memutari prosesus kohleariformis berjalan ke lateral berakhir pada puncak menubrium maleus.¹⁴

Otot stapedius merupakan otot terkecil dalam tubuh dipersarafi oleh saraf fasialis, berukuran panjang 6 mm berasal dari kanal tulang, berlokasi pada dinding posterior kavum timpani berjalan dari apeks piramidal eminens kearah anterior. Tendon otot ini melekat pada kaput dari stapes tepat di atas krus posterior (gambar 7).¹⁴

Otot stapedius

Otot tensor timpani

Gambar 7. Otot rantai osikula¹³

2. Fisilogi Rantai Osikula

Rantai osikula bergetar sebagai respon dari getaran membran timpani dan menghantarkan getaran ini ke cairan dan struktur telinga dalam, merupakan metode yang efektif pada penghantaran bunyi.¹²

Persendian inkudomaleus bersifat kaku, sehingga bergetarnya maleus juga menyebabkan getaran pada inkus, melalui sumbu rotasi rantai osikula yang berada pada garis hayal, menghubungkan antara ligamen anterior dari maleus dan ligamen dari prosesus brevis inkus.⁴

Pergerakan getaran stapes terbagi dua, tergantung dari intensitas bunyi. Pada bunyi intensitas sedang, basis stapes bagian anterior akan bergerak lebih besar dari pada posterior, dilain pihak pergerakan kaku dapat terjadi pada aksis transfersal dekat basis posterior. Pergerakan basis stapes juga memperlihatkan seperti pergerakan piston (gambar 8A). Pergerakan sebenarnya dari stapes begitu kompleks hal ini disebabkan karena ligamen sekitar basis stapes berdistribusi penuh variasi. Basis stapes lebih kaku pada bagian posterior dari pada bagian anterior.¹⁵

Pada level bunyi yang tinggi, terjadi pergerakan kaku hanya dari sisi ke sisi dari basis stapes yang bergerak secara longitudional sepanjang basis stapes (gambar 8B). Sebagai hasil dari pergerakan ini , cairan koklea hanya bergerak sedikit dibandingkan getaran yang berjalan secara vertikal dan basis stapes bergerak seperti piston.^12,15

Gambar 8. Arah vibrasi rantai osikula.¹⁵

2.1 Rantai Osikula sebagai Transformer

Pada bagian luar rantai osikula berhadapan dengan membran timpani, sisi dalam berhubungan dengan telinga dalam pada oval window. Rantai osikula merupakan struktur yang menghubungkan dua substansi yang berbeda yaitu udara dan cairan. Sesuai prinsip pemahaman pada akustik bahwa gelombang bunyi akan menjalar pada medium elastisitas dan densitas tertentu, kebanyakan bunyi akan dipantulkankan kembali pada elasisitas dan densitas yang berbeda, hanya 0,01 persen bunyi di udara akan melewati cairan, 99,9 persen akan dipantulkan kembali.¹⁵ Transformasi energi oleh telinga tengah utamanya disebabkan oleh perbedaan rasio antara area efektif membran timpani dan basis stapes, selain itu juga dipengaruhi oleh sistem pengungkit rantai osikula.⁶

Pada stimulasi tekanan yang lebih tinggi, membran timpani tegang dan bagian yang mendapat tekanan akan ditransfer pada manubrium. Berdasarkan perhitungan hanya 2/3 total area dari memban timpani (85 mm² ) yang terhubung manubrium, sehingga area efektif pada membran timpani kira-kira 55 mm², dan area pada basis stapes kira-kira 3,2 mm². Perbedaan ini akan meningkatkan tekanan pada membran timpani. Jika seluruh kekuatan yang mengenai membran timpani ditransfer ke basis stapes, maka kekuatan perunit area akan lebih besar pada basis stapes. Peningkatan tekanan ini dapat dijelaskan berupa adanya rasio area efektif membran timpani dan basis stapes stapes 55 mm²/3,2 mm² = 17, sehingga tekanan pada basis stapes 17 kali lebih besar dari pada membran timpani dan mengakibatkan tekanan udara dapat menstimulasi cairan telinga dalam.¹²

Osikula sebagai sistem pengungkit disebabkan karena panjang manubrium dan leher dari maleus lebih panjang dari pada prosesus longus pada inkus, aksi pengungkit pada sistem ini adalah 1,3 ke 1, karenanya kekuatan dari pada membran timpani ditingkatkan oleh factor 1,3 pada basis stapes (gambar 9). Adanya daya pengungkit ini maka kekuatan membran timpani dapat meningkat pada stapes.¹²

Gambar 9. Skema sistem membran timpani-osikula.⁴

2.2 Otot dan Persendian Rantai Osikula

Otot rantai osikula (otot tensor timpani dan otot stapedius) berada dalam ketegangan yang biasa, tetapi ketika mendapatkan bunyi mereka meningkatkan kontraksi sebagai sebuah refleks. Refleks ini didapat pada intensitas bunyi 80 db atau lebih. Kontraksi otot ini mereduksi tekanan yang melalui rantai osikula. Reduksi transmisi ini sebesar 0,6-0,7 db perdb peningkatan diatas 80 db. Reduksi refleks ini terjadi pada 10 mdetik dengan bunyi intensits tinggi, sedang pada bunyi intensitas rendah 150 mdetik. Otot dapat mengurangi kelelahan dan kerusakan yang mungkin terjadi pada telinga dalam.¹²

Sendi inkudomaleus dan inkudostapedius membantu telinga tengah bertahan terhadap perbedaan tekanan statik yang melalui membran timpani, misalnya bersin dan menelan yang menyebabkan membran timpani bergerak beberapa millimeter, tidak ditransmisikan ke stapes karena fleksibilitas dari sendi inkudomaleus dan inkudostapedius ini. Kontraksi yang besar dari otot stapedius menyebabkan pergeseran 0,1 mm posisi stapes tetapi tidak mempengaruhi posisi osikula lain karena adanya sendi inkudomaleus yang menyesuaikan diri, begitu pula kontraksi otot tensor timpani yang menarik maleus ke dalam beberapa millimeter tetapi berefek sedikit pada stapes karena adanya sendi inkudomaleus.⁴

3. Peran Rantai Osikula

3.1 Penghantar Energi Bunyi

Transmisi energi bunyi melalui telinga tengah menuju koklea pada telinga dalam yang diawali bergetarnya membran timpani menyebabkan pergerakan manubrium pada maleus, selanjutnya menggerakan prosesus longus inkus karena terhubung oleh sendi inkudomaleus yang terfiksir. Adanya stapes yang terfiksasi pada posteroinferior sehingga pergerakan membran timpani menyebabkan stapes bergerak keluar dan kedalam dari oval window. Pergerakan ini menyebabkan perubahan tekanan akustik yang ditransmisikan ke koklea.³

3.2 Penyesuaian Impedans

Adanya inersia cairan telinga dalam yang lebih besar dari udara, sehingga dibutuhkan jumlah tekanan yang lebih besar untuk menimbulkan getaran pada cairan, hal ini dipenuhi oleh membran timpani dan sistem rantai osikula dalam memberikan penyesuaian impedans antara getaran suara dalam udara dan getaran suara dalam cairan koklea.² Penyesuaian impedans ini dijalankan dengan dua cara yaitu dengan memanfaatkan perbedaan luas membran timpani dan basis pada stapes serta adanya sistem pengungkit yang dibentuk oleh maleus dan inkus.¹

3.3 Proteksi Telinga Dalam

Tulang-tulang pendengaran juga memiliki sebuah sistem proteksi jika sumber bunyi terlalu keras yang disebut dengan refleks akustik. Mekanisme tersebut dihasilkan oleh adanya kerja otot tensor timpani dan otot stapedius. Pada saat terjadi kontraksi otot tensor timpani maka akan terjadi penarikan maleus secara bersamaan dengan otot stapedius yang menarik stapes kearah luar terhadap oval window. Kerja berlawanan arah kedua otot ini akan mengakibatkan rigiditas yang tinggi pada sistem tulang pendengaran, sehingga akan mengurangi konduksi tulang pendengaran. Refleks tersebut secara garis besar akan memberikan mekanisme melindungi koklea dari kerusakan akibat gerakan terlalu kuat stapes pada saat sumber suara terlalu keras.^1,3,14

RINGKASAN

Bunyi yang ditangkap oleh daun telinga akan dihantarkan oleh telinga tengah ke telinga dalam dan diteruskan ke saraf pendengaran. Rantai osikula yang terdapat pada telinga tengah merupakan rantai tulang pendengaran yang terdiri dari maleus, inkus dan stapes, didukung ligamen dan otot, menghubungkan membran timpani dan oval window. Rantai osikula berperan sebagai penghantar energi bunyi dan merupakan bagian dari penyesuaian impedans telinga tengah ke telinga dalam serta berperan pasif pada refleks akustik sebagai proteksi telinga dalam. Transmisi energi bunyi melalui telinga tengah menuju koklea pada telinga dalam yang diawali bergetarnya membran timpani menyebabkan pergerakan manubrium pada maleus, selanjutnya menggerakan prosesus longus inkus karena terhubung oleh sendi inkudomaleus yang terfiksir. Penyesuaian impedans rantai osikula dijalankan dengan dua cara yaitu dengan memanfaatkan perbedaan luas membran timpani dan basis pada stapes serta adanya sistem pengungkit yang dibentuk oleh maleus dan inkus. Kerja berlawanan arah kedua otot rantai osikula akan mengakibatkan rigiditas yang tinggi pada sistem tulang pendengaran, sehingga akan mengurangi konduksi tulang pendengaran.

DAFTAR PUSTAKA

1. Encyclopædia britannica article. Human ear . 2009

Available from: URL:http://www.britannica.com/EBchecked/topic/175622/ear/65044/The-physiology-of-hearing. Accessed November 7, 2009

2. Guyton AC, Hall JE. Text book of medical physiology. 11th ed. Mississipi : Elsevier Sunders, 2006; 651- 61

3. Martin BL, Martin GK, Luebka AE. Physiology of the auditory and vestibular system. In: Snow JB, Balleger JJ, eds. Otorhinolaryngology head and neck surgery. 16th ed. Hamilton: Bc Decker, 2003; 69-75

4. Merchant SN,Rosowsky JJ. Auditory physiology. In: Glasscock ME, Gulya AJ,eds. Surgery of the ear.5th ed. Hamilton : Bc Decker, 2003; 60-70

5. Mills JH, Khariwala SS, Weber PC. Anatomy and physiology of hearing. In: Bailey BJ, Jhonson JT, Newland SD, eds. Head & neck surgery- otolaryngology. 4th ed. Philadelphia :Lippincott Williams & Wilkins, 2006 ; 1884-6

6. Moller AR. Hearing: Anatomy, physiology and disorder of the auditory system. 2nd ed. Texas:Elsevier, 2006; 6-23

7. Kozou H. Physiology of hearing.2009

Available from:

URL:http://www.alexorl.com/alexorlfiles/DownLoad%20Lectures/Ear/Physiology%20of%20hearing%20(A.%20Prof.%20Hesham%20Kozou).pdf. Accessed November 7, 2009

8. Goycoolea MV, ed. Atlas of otologic surgery. Philadelphia: WB Sounders Co,1989; 10-4

9. Gacek RR, Gacek MR. Anatomy of the auditory and vestibular system. In: Snow JB, Balleger JJ, eds. Otorhinolaryngology head and neck surgery. 16th ed. Hamilton: Bc Decker, 2003; 1-24

10. Gulya AJ. Anatomy of the ear and temporal bone. In: Glasscock ME, Gulya AJ,eds. Surgery of the ear.5th ed. Hamilton : Bc Decker, 2003; 44-5

11. Ghorayeb BY. Otolaryngologi Houston. 2009.

Available from: URL :http://www.ghorayeb.com/. Accessed November 7, 2009

12. Yost WA. Fundamental of hearing. 4th ed. California: Academic Press, 2000; 65-7

13. Leblanc A. Atlas of hearing and balance organ. France: Springer, 1999; 3-45

14. Gelfand SA. The acoustic reflex. In: Katz J,ed. Hand book of clinical audiology. 5th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2002; 205-7

15. Zorab R,ed. Otolaryngology. 3th ed. Vol 3. Basic science and related principles. Philadelphia: WB Sounders Co,1991; 187-90

.