Anatomi dan Fisiologi Membran Timpani

PENDAHULUAN

Membran timpani merupakan pemisah antara telinga luar dan tengah berupa suatu membran tipis, semi transparan berbentuk elips, diameter lebih kurang 8-10 mm. Membran ini terlihat cekung, oblik terhadap sumbu liang telinga. Paling panjang pada arah anterior inferior ke superior posterior. Terbagi menjadi dua bagian, yakni bagian atas disebut pars flaksida (membran Shrapnell), dan bagian bawah disebut pars tensa (membran propria).

Sebagai salah satu bagian penting dalam anatomi manusia, membran timpani merupakan struktur utama yang membantu dalam proses pendengaran, memberi salah satu dari indera utama. Selain itu membran timpani juga memiliki fungsi proteksi berkaitan dengan keberadaan telinga tengah dan tuba Eustachius.

Mengingat betapa pentingnya fungsi membran timpani dalam sistem pendengaran, maka pada makalah ini akan dibahas anatomi dan fisiologi membran timpani sebagai dasar pengetahuan di bidang otologi.

1.         ANATOMI MEMBRAN TIMPANI

Membran timpani berkembang pada wilayah antara ectodermal meatal plug dan resesus tubotimpanik endodermis. Pertemuan tersebut bersifat oblik sehingga membran timpani terletak miring 45^o-55^o terhadap sumbu liang telinga luar. Sedangkan pada bayi, kemiringan membran timpani sekitar 30^o.

Pars flaksida merupakan bagian atas yang bersifat lentur; dan pars tensa yang merupakan bagian bawah membentuk sebagian besar membran timpani. Pars tensa merupakan struktur yang kaku dan berbentuk konkaf. Bagian yang paling cekung terletak di inferior manubrium maleus (umbo). Membran ini memiliki bentuk elips, diameter terpanjang mulai dari bagian posterosuperior menuju anteroinferior yaitu sepanjang 9-10 mm, sementara diameter terpendek 8-9 mm.

Gambar 1. Anatomi membran timpani.

Membran timpani terdiri tiga lapisan, lapisan skuamosa (stratum korneum) membatasi telinga luar bagian medial yang berasal dari kulit liang telinga, lapisan mukosa (stratum mukosum) membatasi telinga tengah sebelah lateral yang berasal dari kavum timpani, dan jaringan fibrosa atau lamina propria yang terletak di antara stratum kutaneum dan mukosum. Ada yang menjelaskan tentang membran timpani sesuai masing-masing bagian, pars tensa terdiri dari tiga lapisan berbeda: pertama epidermis di lateral yang merupakan suatu epitel skuamosa berlapis; kedua, lapisan tengah atau biasa disebut lamina propria, dengan serat radier di luar dan sirkuler ke dalam; dan ketiga mukosa medial yang merupakan selapis sel yang tebal. Pars flaksida lebih tipis dari pars tensa, juga terdiri dari epitel skuamosa berlapis di bagian lateral; lamina propria di medial. Struktur utama lamina propria baik pars tensa maupun pars flaksida adalah fibril kolagen. Pada pars tensa, fibril kolagen yang terletak paling dekat lapisan epitel biasanya akan berhubungan langsung dengan membran basalis lapisan epidermis meskipun masih diliputi adanya lapisan tipis jaringan ikat. Jaringan ikat yang mengandung fibroblast, makrofag, serabut saraf yang sebagian besar tidak bermielin dan bermacam kapiler yang terletak antara lapisan dalam lamina propria dan lapisan mukosa bagian dalam. Pada pars flaksida, lamina propria tidak begitu jelas, tetapi masih memiliki serabut kolagen yang tersusun tidak teratur. Membran timpani merupakan struktur yang terus tumbuh, yang kemungkinannya menutup bila ada perforasi dan menyebabkan benda asing yang melekat padanya terusir ke luar.

Lingkar membran timpani mengalami suatu penebalan dan membentuk cincin fibrokartilagenus yang disebut anulus timpani. Struktur ini terletak dalam suatu bentukan tulang yang disebut sulkus timpani. Mulai dari batas superior sulkus timpani, anulus timpani berubah menjadi ikatan serat fibrosa (fibrous band) dan berjalan ke arah sentral sebagai lipatan maleolar (maleolar folds) anterior dan posterior menuju prosesus lateralis maleus yang ujungnya terletak dalam membran timpani. Hal ini menyebabkan terbentuknya regio triangular pada membran timpani yang berada di atas lipatan maleolar.

Membran timpani terbagi dalam empat kuadran, dengan menarik garis imajiner searah dengan prosesus longus maleus dan garis yang tegak lurus pada garis itu di umbo, sehingga didapatkan bagian anterosuperior, anteroinferior, posteroinferior, dan posterosuperior untuk menyatakan letak bila terjadi perforasi membran timpani.

Gambar 2. Kuadran membran timpani.

1.1     Vaskularisasi Membran Timpani

Vaskularisasi membran timpani penting dipahami untuk perlakuan yang benar terhadap kulit liang telinga yang dilewati oleh pembuluh darah yang mendarahi membran timpani. Arteri yang menyuplai membran timpani terutama berasal dari cabang aurikuler a. maksilaris interna yang bercabang-cabang di bawah lapisan kulit, dari cabang ramus stilomastoid a. aurikularis posterior dan dari cabang timpanika a. maksilaris interna yang menyuplai bagian mukosa. Arteri timpani anterior merupakan cabang a. maksilaris di belakang artikulasio temporomandibuler masuk ke telinga tengah melalui fisura petrotimpani yang menyuplai bagian anterior kavum timpani dan mukosa membran timpani. Arteri timpani anterior membentuk sirkulus vaskuler di sekeliling membran timpani dan beranastomosis dengan cabang karotikotimpanik dari karotis interna, yang ikut berperan menghubungkan a. karotis eksterna dengan a. karotis interna. Arteri aurikularis profunda sering muncul dari a. maksilaris bersama dengan a. aurikularis anterior, kemudian ke atas di dalam kelenjar parotis di belakang sendi temporomandibuler dan menembus tulang rawan atau tulang dinding liang telinga untuk menyuplai bagian kutikular permukaan luar membran timpani.

Vena-vena yang letaknya supefisial bermuara ke v. jugularis eksterna sedangkan v. profunda bermuara ke v. jugularis eksterna sedangkan v. profunda bermuara sebagian ke sinus tranversus, vena-vena duramater, dan sebagian lagi ke pleksus venosus yang terletak sekitar tuba Eustachius.

Gambar 3. Vaskularisasi membran timpani tampak dari sisi medial.

1.2   Inervasi Membran Timpani

Inervasi sensoris membran timpani bagian luar merupakan terusan dari inervasi sensoris kulit liang telinga. Nervus aurikulotemporalis menginervasi bagian posterior dan inferior membran timpani, sedangkan bagian anterior dan superior oleh cabang aurikularis n. vagus. Inervasi sensoris permukaan mukosa membran timpani diinervasi oleh n. Jacobson yaitu cabang n. glosofaringeus.

Penginervasian membran timpani melalui pleksus timpanikus pada promontorium mengandung cabang-cabang saraf cranial V, VII, IX, dan X. Kelainan  di daerah-daerah anatomis yang diinervasi oleh saraf-saraf ini (temasuk gigi, lidah, tonsil, dan laring) dapat menimbulkan nyeri alih ke telinga.

2.     FISIOLOGI MEMBRAN TIMPANI

Fungsi terpenting membran timpani untuk menghantarkan getaran suara menuju foramen ovale, selain itu juga memiliki beberapa fungsi proteksi.

2.1   Penghantar Getaran Suara

Getaran pada membran timpani dibagi menjadi tiga zona, yaitu sentral, intermediet, dan perifer. Selama proses getaran berlangsung zona sentral bergerak maju mundur seperti piston dengan bentuk kerucut yang tetap dipertahankan. Zona perifer bergerak seperti engsel pada pertemuannya dengan anulus timpanikus. Zona intermediet bergetar dengan amplitude terbesar dibanding kedua zona yang lain. Pada gambar di bawah ini tampak pembagian zona vibrasi membran timpani, di mana tekanan konsentris tiap zona berbeda-beda.

Gambar 4. Tiga zona vibrasi membran timpani.

Terdapat hubungan yang erat antara susunan serat dengan pergerakan membran timpani. Fakta menunjukkan bahwa serat radier dan sirkular yang saling bersilangan serta membran timpani yang menebal pada zona sentral membuat membran timpani paling kuat getarannya. Zona perifer bergerak seperti engsel pada pertemuannya dengan anulus timpani. Zona intermediet bergetar dengan amplitude terbesar dibanding kedua zona yang lain.

Vibrasi membran timpani terdiri atas dua variasi, yaitu:

2.1.1 Vibrasi pada frekuensi rendah

Beberapa studi telah dilakukan untuk mempelajari dinamika membran timpani, dengan cara mengukur dan menilai pergerakan membran timpani sebagai perubahan tekanan pada liang telinga luar. Metode pengukuran ini menggunakan teori optikal dengan melekatkan lempeng berbahan dasar emas pada permukaan membran timpani, observasi stroboskopi atau metode sinematografi, metode kondensasi elektronik, pada metode ini dilakukan evaluasi minute displacement membran timpani dengan menggunakan probe kapasitor. Teknik holograf dengan sinar laser dapat juga digunakan untuk mengetahui pola displacement membran timpani.

Selama frekuensi yang diterima adalah nada rendah atau sedang, maka membran timpani akan bergerak maju mundur seperti piston dan gerakan ini melibatkan seluruh area.

2.1.2 Vibrasi pada frekuensi tinggi

Apabila frekuensi lebih dari 2400 Hz membran timpani akan bergerak secara segmental dan kehilangan kekakuannya. Membran timpani mulai bervibrasi secara seksional pada frekuensi lebih dari 3000 Hz dan terjadi peningkatan kompleksitas membran sesuai dengan peningkatan frekuensi.

Pada semua frekuensi, membran timpani bervibrasi maksimal di kuadran posterosuperior dan vibrasi minimal terjadi di daerah anteroinferior. Secara klinis derajat pergerakan maksimal di kuadran posterosuperior dapat diamati dengan menggunakan otoskop pneumatik pada area pars tensa, pada area tesebut dapat terjadi retraction pocket sekunder akibat adanya tekanan negatif telinga tengah yang persisten.

2.2   Fungsi Proteksi

Fungsi proteksi yang berhubungan dengan bunyi pada membran timpani yang intak dapat mencegah gelombang bunyi langsung menuju foramen rotundum. Fungsi proteksi yang lain untuk melindungi kombinasi telinga tengah dari liang telinga luar serta menjaga perlindungan udara telinga tengah dan mastoid guna mencegah refluks sekresi yang tidak diinginkan dari nasofaring melalui tuba Eustachius.

2.3   Hubungan Membran Timpani dengan Organ Sekitarnya

Telinga tengah termasuk membran timpani, tulang pendengaran beserta ligamennya dan liang telinga tengah dapat dilihat sebagai sistem mekanik pasif dengan masa dan elemen regangannya sehingga bersifat resonansi. Sistem linier ini bergandengan dengan koklea, yang memberikan tahanan yang besar terhadap koklea. Rasio volume kecepatan stapes terhadap tekanan suara pada membran timpani meningkat pada manusia sekitar 800-900 Hz dan berkurang pada frekuensi yang lebih tinggi. Fase pemindahan antara gerakan stapes dengan membran timpani umumnya meningkat dengan meningkatnya frekuensi.

2.3.1 Tulang-tulang pendengaran

Tulang-tulang pendengaran berfungsi untuk menghantarkan getaran dari membran timpani menuju koklea.

a.      Mekanisme energi

Mekanisme untuk mendapatkan energi getaran mengikuti proses sebagai berikut:

1)      Catenary lever

Menerangkan bahwa perlekatan membran timpani pada anulus timpanikus menyebabkan tenaga suara yang diterima diteruskan ke bagian tengah yang lentur kemudian diterima oleh prosesus longus maleus. Catenary lever menguatkan energi suara menjadi 2 kali sesampainya di maleus.

2)      Hydraulic lever

Hydraulic lever disebut sebagai areal ratio. Pada peristiwa ini terjadi perbedaan luas antara membran timpani dan basis stapes. Energi suara yang diterima membran timpani dan diteruskan ke kaki stapes akan mengalami konsentrasi energi sehingga energi yang diterima per satuan luas akan meningkat. Perbedaan luas secara proporsional sesuai dengan perbandingan luas kedua permukaan tersebut, perbedaan luas tersebut sekitar 21:1. Akibat adanya bagian perifer membran timpani yang terfiksir maka daerah efektif hanya sekitar 60-72% sehingga efektif rasio berkurang menjadi 14:1.

3)      Ossicular lever atau lever effect

Maleus dan inkus yang merupakan satu kesatuan pengungkit, berotasi dengan sumbu yang berjalan antara ligamentum maleus anterior dengan ligamentum inkus posterior. Ossicular lever adalah panjang manubrium malei dibagi panjang prosesus longus inkus kira-kira 1:1,3 karena adanya tahanan maka pembesaran energi tidak 1,3 kali melainkan menjadi kira-kira 1,15 kali.

Gambar 5. Rasio luas membran timpani dan tulang-tulang pendengaran.

b.      Transmisi suara

Transmisi suara di telinga tengah merupakan hasil perpaduan kopling osikuler, kopling akustik, input impedansi stapes-koklea dan aerasi telinga tengah:

1)      Kopling osikuler

Kopling osikuler adalah pembesaran energi suara yang disampaikan ke telinga dalam melalui membran timpani dan rantai osikel. Pada nada rendah, seluruh membran timpani bergerak dalam satu fase, sedangkan nada di atas 1000 Hz gerakan membran timpani terbagi menjadi bagian-bagian kecil yang bergerak dengan fase berbeda. Hal lain yang menyebabkan berkurangnya penguatan suara pada nada tinggi adalah bergesernya gerakan rantai tulang pendengaran akibat rotasi aksis osikel dan fleksi sendi-sendi tulang pendengaran. Sebagian energi juga hilang untuk mengatasi ketegangan dan massa membran timpani serta tulang pendengaran.

2)      Kopling akustik

Kopling akustik adalah perbedaan tekanan suara yang beraksi langsung pada foramen ovale dan foramen rotundum. Gerakan membran timpani menyebabkan tekanan suara di telinga tengah yang dihantarkan langsung ke foramen ovale dan foramen rotundum. Tekanan terhadap masing-masing foramen tersebut berbeda karena perbedaan orientasi letaknya terhadap membran timpani. Pada telinga normal dengan membran timpani yang utuh perbedaan itu dapat diabaikan.

3)      Impedansi input stapes-koklear

Impedansi input stapes-koklear adalah gerakan kaki stapes yang tertahan oleh beberapa struktur anatomi antara lain ligament anulare, cairan koklea, partisi-partisi di dalam koklea, dan membran foramen rotundum. Impedansi foramen ovale dapat diabaikan pada telinga yang normal, tetapi apabila round window nice terisi cairan atau jaringan patologik lain akan terjadi peningkatan impedansi tingkap bulat, berakibat meningkatnya impedansi input stapes-koklear sehingga akan menyebabkan tuli konduksi.

4)      Aerasi telinga tengah

Adanya rongga udara dengan volume yang cukup dengan tekanan yang sama antara udara luar perlu sekali untuk dapat bergeraknya membran timpani. Tahanan telinga tengah berbanding terbalik dengan volumenya.

2.3.2  Otot telinga tengah

Otot telinga tengah berfungsi mempertahankan dan memperkuat susunan rantai tulang-tulang pendengaran serta melindungi koklea terhadap stimulasi suara keras atau yang berlebihan. Ada dua otot yang terdapat di telinga tengah: pertama, muskulus tensor timpani yang berinsersio pada leher maleus dan menarik ke arah medial mengakibatkan membran timpani menjadi tegang; kedua, muskulus stapedius berinsersio pada leher stapes dan menarik batas posteroinferior stapes ke bawah dan ke arah foramen ovale. Muskulus stapedius akan berkontraksi bila ada respon suara keras. Semakin keras stimulasi suara yang diberikan semakin kuat kontraksi muskulus stapedius.

Fungsi dari reflex kontraksi ini dijabarkan oleh beberapa teori, di antaranya adalah teori kontrol intensitas (protective intensity control theory), teori seleksi frekuensi (accommodation or frequency selection theory) dan teori fiksasi (fixation theory).

a.       Teori kontrol intensitas

Adanya kontraksi menyebabkan kelengkungan membran timpani ke dalam dan penarikan kapitulum stapes ke posterior yang berakibat penurunan intensitas dan transmisi sekitar 5-10 dB. Mekanisme ini disebutkan mempunyai fungsi untuk menjaga koklea dari stimulasi suara keras  yang berlebihan tapi peranannya kecil.

b.      Teori seleksi frekuensi

Teori ini menyebutkan bahwa dalam frekuensi tertentu, kontraksi otot secara selektif meningkatkan sensitivitas pendengaran. Tetapi belum ditemukan bukti-bukti yang cukup untu menunjukkkan derajat peningkatan tersebut.

c.       Teori fiksasi

Teori ini menyatakan bahwa otot-otot timpani mempunyai peranan yang jelas dalam stabilitas suspense dari rantai osikel.

RINGKASAN

Membran timpani merupakan membran semitransparan yang terletak sebagai pembatas antara liang telinga luar dan telinga tengah. Terdiri atas dua bagian, yaitu pars flaksida yang bersifat lentur terletak di bagian atas membran timpani, dan pars tensa yang bersifat kaku serta merupakan bagian terbesar dari membran timpani.

Vaskularisasi membran timpani terutama berasal dari cabang aurikuler a. maksilaris interna. Inervasi disuplai dari n. aurikulotemporalis untuk bagian posterior dan inferior membran timpani, sedangkan bagian anterior dan superior oleh cabang aurkularis n. vagus. Inervasi sensoris permukaan mukosa membran timpani diinervasi oleh n. Jacobson yaitu cabang n. glosofaringeus.

Fungsi terpenting dari membran timpani adalah sebagai penghantar getaran suara bersama rantai tulang pendengaran menuju koklea serta otot dalam telinga tengah, dan sebagai proteksi dalam mencegah gelombang bunyi langsung ke foramen rotundum serta menjaga udara telinga tengah dan mastoid terhadap refluks sekresi dari nasofaring.