Przyczyny występowania uszkodzeń ucha wewnętrznego po antybiotykach były przedmiotem licznych badań klinicznych i doświadczalnych. Wyjaśniły one wiele zagadnień związanych z ototoksycznością, na wiele istotnych pytań nie znaleziono jeszcze odpowiedzi. Na przykład nie wiadomo dlaczego jedne z antybiotyków powodują uszkodzenia przedsionka, inne przede wszystkim ślimaka (tab. 29.1). Uważa się, że pewną rolę odgrywają tu różnice w budowie chemicznej poszczególnych aminogliko- zydów [25].
Przez wiele lat toczyła się dyskusja dotycząca umiejscowienia uszkodzenia słuchu po ototoksycznych antybiotykach. Wielu autorów łączyło jego występowanie ze zmianami w ośrodkowym układzie nerwowym. Obecnie na podstawie obserwacji klinicznych, licznych prac doświadczalnych, określających czynność bioelektryczną ucha wewnętrznego i nerwu VIII, a także zmiany morfologiczne i histochemiczne w mikroskopie świetlnym i elektronowym można stwierdzić, że uszkodzeniu ulega obwodowy narząd słuchu i równowagi.
Aminoglikozydy powodują uszkodzenie rybosomów w komórkach zmysłowych, zaburzając przekazywanie informacji genetycznej w toku biosyntezy białka. Jest to jeden z bardzo prawdopodobnych mechanizmów ototoksyczności, ale na pewno nie jedyny. Badania doświadczalne wykazały również wpływ antybiotyków aminoglikozydowych na metabolizm tłuszczy w błonach komórkowych ucha wewnętrznego i nerek [53, 54].