© Klaus Rüschhoff, Springer Medizin
HNO 2014 · 62:385–394 DOI 10.1007/s00106-014-2845-1 Online publiziert: 18. April 2014 © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014
Redaktion
A. Neumann, Neuss B. Schick, Homburg/Saar
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CME Zertifizierte Fortbildung M. Jungheim1 · S. Miller1 · D. Kühn1 · C. Schwemmle1 · J.P. Schneider2 · M. Ochs2 · M. Ptok1 1 Klinik und Poliklinik für Phoniatrie und Pädaudiologie, Medizinische Hochschule Hannover 2 Institut für Funktionelle und Angewandte Anatomie, Medizinische Hochschule Hannover
Anatomie des oberen Ösophagussphinkters Zusammenfassung
Der obere Ösophagussphinkter (oÖS) ermöglicht den Verschluss zwischen Pharynx und Ösophagus. Aufgrund seiner Barrierefunktion dient er der Refluxvermeidung und der Verhinderung einer Aerophagie, bei Öffnung ermöglicht er die Speiseboluspassage beim Schlucken, die Eruktation sowie auch die Emesis. Der oÖS stellt eine eigenständige Funktionseinheit dar. Zur Verschlussmuskulatur gehören kaudale Anteile des M. constrictor pharyngis inferior sowie kraniale Anteile der Ösophagusmuskulatur; die Öffnung wird über Muskulatur vermittelt, die in der Sphinkterregion von außen an Pharynx und Larynx ansetzt. An der Innervation des oÖS sind der N. glossopharyngeus und der N. vagus beteiligt, die zentrale Steuerung erfolgt wahrscheinlich über mehrere Reflexbögen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über den aktuellen Wissensstand zur komplexen Anatomie des oÖS.
Schlüsselwörter
Oberer Ösophagussphinkter · Schlucken · Dysphagie · Pharynx · Larynx
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Lernziele
Abkürzungen
CO kraniale Ösophagusmuskulatur Nach Lektüre dieses Artikels weiß der Leser, dass CP Pars cricopharyngea F am anatomischen Aufbau des oberen ÖsophaCPF Pars fundiformis der Pars cricophagussphinkters kaudale Anteile des M. constricryngea tor pharyngis inferior und kraniale Anteile der CPO Pars obliqua der Pars cricopharyngea Ösophagusmuskulatur beteiligt sind, MCPI Musculus constrictor pharyngis F die Innervation der Verschlussmuskeln über inferior den N. glossopharyngeus und N. vagus sowie oÖS oberer Ösophagussphinkter dessen Äste, den N. laryngeus superior und den TP Pars thyropharyngea N. laryngeus recurrens, erfolgt, F an der Öffnung des oÖS Muskeln beteiligt sind, die zur Larynxelevation und zur Stabilisierung der hinteren Pharynxwand auf Höhe des Larynx beitragen.
Hintergrund Der oÖS übt in Ruhe einen permanenten Tonus aus
Der obere Ösophagussphinkter (oÖS) bildet im pharyngoösophagealen Segment den Übergang zwischen Pharynx und Speiseröhre. Er übt in Ruhe einen permanenten Tonus aus, sodass die Speiseröhre gegenüber dem Pharynx verschlossen wird. Seine Öffnung ist für die Speiseboluspassage notwendig [1]. Am anatomischen Aufbau des oÖS sind kaudale Anteile des M. constrictor pharyngis inferior (MCPI) und kraniale Anteile der Ösophagusmuskulatur (CO) beteiligt. Er ist aufgrund seiner besonderen Struktur weder dem Pharynx noch dem Ösophagus allein zuzuordnen, sondern bildet zusammen mit den öffnenden Muskeln eine eigenständige funktionelle Einheit. Die Öffnung des oÖS erfolgt nicht durch Muskeln, die aus anatomischer Sicht primär dem oÖS zuzurechnen sind, sondern die von außen im Bereich der Sphinkterregion ansetzen und somit zusammen aus physiologischer bzw. dysphagiologischer Sicht die Funktionseinheit des oÖS bilden.1 Um die resultierende komplexe Funktion dieser Einheit zu verstehen und um pathologische Veränderungen im Schluckablauf zu erkennen, die zu einer Dysphagie führen können, ist eine genaue Kenntnis der anatomischen Strukturen notwendig. Im Folgenden soll deshalb ein Überblick über die Anatomie des oÖS gegeben werden.
Methoden Zur Beschreibung der Strukturen und der funktionellen Zusammenhänge wurden anatomische Standardwerke sowie Lehr- und Textbücher zur Schluckfunktion und Dysphagie herangezogen. Zusätz1
Im Folgenden bezieht sich die Abkürzung oÖS auf die gesamte Funktionseinheit „oberer Ösophagussphinkter“.
Anatomy of the upper esophageal sphincter Abstract
The upper esophageal sphincter (UES) forms a barrier between the pharynx and the esophagus. When closed, the barrier function serves to prevent reflux and aerophagia; when open, swallowing, belching and vomiting are possible. The closing muscles include caudal parts of the inferior pharyngeal sphincter and cranial parts of the upper esophagus musculature. Sphincter opening is achieved by muscles that insert from the outside to connect to the larynx and pharynx in the sphincter region. The closing muscles are innervated by branches of the glossopharyngeal and vagal nerves, and central control is probably mediated by several reflexes. This article presents an overview of the current understanding of the complex UES anatomy.
Keywords
Upper esophageal sphincter · Swallowing · Dysphagia · Pharynx · Larynx
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Abb. 1 8 Schematische Darstellung der Verschlussmuskeln des oberen Ösophagussphinkters
lich erfolgte in PubMed eine strukturierte Literaturrecherche zu den Stichworten „upper esophageal sphincter“, „pharyngo-esophageal sphincter“ und „anatomy“, „physiology“, „function“.
Verschlussfunktion Muskulatur Der Aufbau des oÖS wird in der Literatur kontrovers diskutiert. Dem aktuellen Modell von Lang entsprechend werden zu den Verschlussmuskeln des oÖS kaudale Anteile des MCPI und CO gezählt [2]. Der am oÖS beteiligte MCPI untergliedert sich in die Pars thyropharyngea (TP) und die Pars cricopharyngea (CP). Die TP ist mit ihren kaudalen Muskelanteilen, die CP komplett mit beiden Untereinheiten, d. h. der Pars obliqua (CPO) und der Pars fundiformis (CPF), am oÖS-Aufbau beteiligt (. Abb. 1).
Der am oÖS beteiligte MCPI unter gliedert sich in die Pars thyropha ryngea und die Pars cricopharyngea
Pars cricopharyngea des MCPI
Den wichtigsten Anteil an der Verschlussfunktion des oÖS übernimmt die CP. Sie entspringt von den seitlichen Bereichen des Ringknorpels, der Membrana cricothyroidea und inkonstant auch von der 1. und 2. Trachealknorpelspange und zieht als muskuläres Verbindungsband zwischen den oberen Abschnitten des Pharynx und dem Ösophagus nach dorsal [3]. Sie setzt sich aus einer oberflächlichen Muskelschicht mit schräg verlaufenden Muskelfasern (CPO) und einer tiefen Schicht mit horizontal verlaufenden Fasern (CPF) zusammen, zwischen denen sich dorsal das Killian-Dreieck befindet [4, 5, 6]. Im Killian-Dreieck sind nur wenige Muskelfasern zu finden; es stellt die Prädilektionsstelle für die Entstehung des Zenker-Divertikels dar [7]. Die CPO inseriert dorsal in der medianen Raphe pharyngis und ist kranial mit der TP verwoben. Die CPF bildet eine kontinuierliche Muskelschlinge ohne Insertion in der Raphe pharyngis und grenzt kaudal an die oberen Anteile der Ösophagusmuskulatur [6]. Am Unterrand der CPF biegen Muskelfasern V-förmig nach kaudal ab und bilden in deren Mitte dorsal das Laimer-Dreieck [7]. Die CPF hat eine maximale Höhenausdehnung von 7 mm (. Abb. 2; [6]). Die CP ist aus quergestreifter Skelettmuskulatur aufgebaut, die einzelnen Muskelfasern sind mit 25–35 μm aber kleiner als z. B. die in der lateralen Beinmuskulatur. Sie enthält überwiegend langsam kontrahierende Typ-I-Fasern (72%), aber auch schnell kontrahierende Typ-II-Fasern (eine wei-
Den wichtigsten Anteil an der Verschlussfunktion des oÖS übernimmt die CP
Die CP ist aus quergestreifter Skelettmuskulatur aufgebaut HNO 5 · 2014
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Abb. 2 8 Blick auf den oberen Ösophagussphinkter von dorsal. Dargestellt sind die Verschlussmuskeln des Sphinkters, das Killian- und das Laimer-Dreieck. (Aus [3], S. 443)
Es finden sich bis zu 10 Isoformen der schweren Myosinketten in der CP
Für den Bolusdurchtritt durch den oÖS ist eine schnelle Kontraktion der Muskeln notwendig
Die Elastizität der CP ermöglicht eine passive Dehnung bzw. Öffnung des Sphinkters
tere Differenzierung in Typ-IIa- und -IIb-Fasern erfolgte bisher nicht; [6, 8, 9]). In der CPO liegt der Anteil an Typ-I-Fasern bei 69%, in der CPF bei 76%. Beide Kompartimente sind aus einer äußeren und einer inneren Schicht aufgebaut, von denen die innere Schicht zwei Drittel der Gesamtdicke ausmacht und jeweils einen größeren Anteil an Typ-I-Fasern aufweist [9]. Es liegt folglich eine schneller kontrahierende äußere und eine langsamer kontrahierende innere Schicht vor. Zusätzlich finden sich bis zu 10 Isoformen der schweren Myosinketten in der CP, die möglicherweise zu den verschiedenen Sphinkterfunktionen beitragen [10, 11]. Zur Aktivität der einzelnen Muskelfasertypen bei unterschiedlichen Funktionen des oÖS liegen noch keine wissenschaftlichen Untersuchungen vor [2]. Es wird aber angenommen, dass die anatomisch-histologische Muskelfaserverteilung der CP ihrer speziellen Funktionen angepasst ist. Die Hauptfunktion des oÖS ist der Verschluss der Speiseröhre. Hierfür ist eine muskuläre Dauertonisierung notwendig, die hauptsächlich in der CPF erfolgt und von den langsam kontrahierenden und auf tonische Funktionen ausgelegten Typ-I-Fasern vermittelt wird. Für den Bolustransport bzw. den Bolusdurchtritt durch den oÖS ist eine schnelle Kontraktion der Muskeln notwendig, bei der vor allem die Typ-II-Fasern aktiv werden [8, 9]. Neben den Muskelfasern spielen auch elastische Bindegewebsfasern eine wichtige Rolle für den Tonusaufbau der CP. Im Vergleich zu den meisten anderen quergestreiften Skelettmuskeln enthält die CP mehr elastische Faseranteile [6]. Diese Bindegewebszusammensetzung trägt zu einer basalen Sphinkterspannung bei, für die keine muskuläre Aktivität notwendig ist. Auch erreicht die Muskulatur der CP ihre maximale aktive Spannung erst beim 1,7-Fachen ihrer Ruhelänge; normalerweise ist dies bei quergestreifter Skelettmuskulatur bereits bei einfacher Ruhelänge der Fall. So kann die CP trotz der Dehnung durch einen großen Speisebolus noch eine kräftige Kontraktion entwickeln, ohne dass der Sphinkter durch den Bolus überdehnt wird. Auf diese Weise können einerseits große Boli weitertransportiert und andererseits ein Reflux vermieden werden. Zusätzlich ermöglicht die Elastizität der CP eine passive Dehnung bzw. Öffnung des Sphinkters durch einen Bolus oder durch Muskelzug der Öffnungsmuskeln, sodass der Sphinkter auch ohne vollständige Muskelrelaxation geöffnet werden kann [2].
Pars thyropharyngea des MCPI Die kaudalen Fasern der TP sind funktional am oÖS beteiligt
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Die Muskelfasern der TP entspringen seitlich vom Schildknorpel, verlaufen in kraniodorsaler Richtung und inserieren in der medianen Raphe pharyngis [12]. Die kaudalen Fasern der TP sind funktional am oÖS beteiligt [2]. Der histologische Aufbau der TP differiert in kraniokaudaler Richtung. Während die kranialen Anteile mehr schnell kontrahierende Typ-II-Fasern enthalten, überwiegen im kaudalen Bereich die langsam kontrahierenden Typ-I-Fasern. Zusätzlich ist die Muskulatur, wie auch bei der CP, in 2 Schichten aufgebaut: einer äußeren Schicht mit überwiegender Anzahl an Typ-II-Fasern und einer inneren mit einer größeren Anzahl an Typ-I-Fasern. Die innere Schicht ist auch bei der TP doppelt so dick wie die äußere, somit ist der Muskel in seinem Aufbau mit der CP vergleichbar [13, 14].
CME Tab. 1 Verschlussmuskeln des oÖS. (Zusammengefasst aus [3, 22]) Name (Innervation) M. constrictor pharyngis inferior/Pars thyropharyngea (Plexus pharyngeus des N. glossopharyngeus und des N. vagus) M. constrictor pharyngis inferior/Pars cricopharyngea (Plexus pharyngeus des N. glossopharyngeus und des N. vagus) Ösophagusmuskulatur, oberster Anteil (N. vagus über Plexus pharyngeus und N. laryngeus recurrens des N. vagus)
Ursprung Cartilago thyroidea
Ansatz Raphe pharyngis
Seitlicher Außenrand der Cartilago cricoidea, Membrana cricothyroidea, inkonstant 1. und 2. Rippenknorpel Ring- und Längsmuskelschicht
Pars obliqua in Raphe pharyngis Pars fundiformis Ringmuskel s. Ursprung
Funktion Verschnürung des Schlunds beim Schlucken, Tonusgebung in Ruhe Verschnürung des Schlunds beim Schlucken, Tonusgebung in Ruhe Verschnürung des Schlunds beim Schlucken, Tonusgebung in Ruhe
Oberer Ösophagus
Zum Tonusaufbau im oÖS tragen auch die obersten Anteile der Ösophagusmuskulatur bei, die aus quergestreifter Skelettmuskulatur aufgebaut sind. Die Muskelfasern verlaufen im ventralen Bereich horizontal und biegen dorsal nach kaudal ab, sodass der Faserverlauf mit den kaudalen Fasern der CPF vergleichbar ist. Die Muskelfaserverteilung ist im oberen Ösophagusanteil homogen [2].
Zum Tonusaufbau im oÖS tragen auch die obersten Anteile der Ösophagusmuskulatur bei
Innervation Motorisch
Die Innervation der Muskeln des oÖS ist noch nicht abschließend geklärt. Kontroverse Angaben in der Literatur finden sich hauptsächlich aufgrund der Tatsache, dass frühere Studien am Tiermodell erfolgten, es aber signifikante Unterschiede zum Sphinkteraufbau des Menschen gibt. Ein entscheidender Unterschied ist z. B., dass die CPF bei vielen Tieren gar nicht oder nur minimal ausgebildet ist und dadurch auch die Innervation variieren kann [4]. In neueren Studien zur Nervenversorgung des oÖS des Menschen wird angenommen, dass die Innervation der CP in 2 Anteile zu unterteilen ist. Danach erfolgt die Innervation zum einen über den Plexus pharyngeus, der aus pharyngealen Anteilen des N. vagus (X), dem N. laryngeus superior (Ast des N. vagus) und dem N. glossopharyngeus (IX) gebildet wird. Zum anderen wurde nachgewiesen, dass auch Nervenäste des N. laryngeus recurrens (Ast des N. vagus) zur CP führen [15, 16, 17]. Der Hauptanteil der motorischen Innervation erfolgt möglicherweise über die pharyngealen Anteile des N. vagus, hierzu liegen aber nur Untersuchungen am Tiermodell vor [18]. Ob der N. laryngeus recurrens tatsächlich zur motorischen Innervation der CP beiträgt, ist umstritten, da noch kein zweifelsfreier elektromyographischer Nachweis gelang, der eine Kontraktionsaktivität der CP bei Stimulation des Nervs belegt [2, 19]. Die Innervation der oberen Anteile des Ösophagus durch den N. laryngeus recurrens wurde nachgewiesen [9, 16]. Es ist denkbar, dass Patienten mit einer Stimmlippenparese, z. B. nach einer Schilddrüsenoperation, aufgrund dieser anatomischen Gegebenheiten häufig auch Schluckbeschwerden angeben [20]. Treten Schluckbkeschwerden nach Halsoperationen auf, kann aber auch eine Läsion des N. laryngeus superior vermutet werden, da dieser die Larynxschleimhäute im oberen Bereich sensibel versorgt. Die motorische Innervation der TP erfolgt hauptsächlich über die pharyngealen Anteile des N. vagus, die sich im Plexus pharyngeus verzweigen [14, 15]. Eine Beteiligung z. B. des N. glossopharyngeus ist nicht auszuschließen, physiologische Untersuchungen, wie die einzelnen Nervenfasern genau zuzuordnen sind, sind aber aufgrund der Plexusbildung kaum möglich [2].
Die Innervation der CP umfasst 2 Anteile
Die motorische Innervation der TP erfolgt überwiegend über die pharyngealen Anteile des N. vagus
Sensibel
Die Schleimhaut und die Muskelfasern des oÖS sind komplex über mehrere Nerven sensibel innerviert. Untersuchungen zur Beteiligung einzelner Nerven sind aber bisher hauptsächlich am Tiermodell erfolgt. Es wird angenommen, dass der N. glossopharyngeus, der N. vagus und dessen Ast, der N. laryngeus superior, zur sensiblen Innervation beitragen [4, 21]. Auch eine Beteiligung des N. laryngeus recurrens (Ast des N. vagus), insbesondere im Bereich des oberen Ösophagus, wird diskutiert [17]. Über diese Nerven werden mehrere Reflexe des oÖS vermittelt, außerdem ist es denkbar,
Untersuchungen zur Beteiligung einzelner Nerven sind hauptsächlich am Tiermodell erfolgt
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CME Tab. 2 Vordere Öffnungsmuskeln des oÖS. (Zusammengefasst aus [3, 22]) Name (Innervation) M. geniohyoideus (zervikale Spinalnerven C1–2 an N. hypoglossus angelagert) M. mylohyoideus (N. mylohyoideus des N. mandibularis)
Ursprung Spina mentalis der Mandibula
Ansatz Vorderfläche des Zungenbeinkörpers
Funktion Hebung und Anteriorbewegung des Zungenbeins, Senkung der Mandibula
Linea mylohyoidea der Mandibula
Raphe mylohyoidea und Oberrand des Zungenbeinkörpers
M. stylohyoideus (R. stylohyoideus des N. facialis)
Proc. styloideus des Os temporale
M. digastricus, venter posterior (Ramus digastricus des N. facialis) M. digastricus, venter anterior (N. mylohyoideus des N. mandibularis) M. thyrohyoideus (Ansa cervicalis, Plexus cervicalis)
Incisura mastoidea des Os temporale
Seitenrand des Zungenbeinkörpers, umgreift Zwischensehne des M. digastricus Zwischensehne am kleinen Zungenbeinhorn
Elevation von Mundboden, Zungenbein und Zunge (indirekt), Senkung der Mandibula Fixierung und dorsokraniale Hebung des Zungenbeins
M. sternohyoideus (Ansa cervicalis, Plexus cervicalis) M. sternothyroideus (Ansa cervicalis, Plexus cervicalis) M. omohyoideus (Ansa cervicalis, Plexus cervicalis)
1. Rippenknorpel (kranialer Rand), Manubrium sterni, Sternoklavikulargelenk 1. Rippenknorpel (Innenfläche), Manubrium sterni
Fixierung und dorsokraniale Hebung des Zungenbeins
Zwischensehne am kleinen Zungenbeinhorn
Fossa digastrica der Mandibula
Fixierung und Hebung des Zungenbeins, Senkung der Mandibula
Außenfläche der Schildknorpelplatte
Laterales Drittel des Corpus und Wurzel des Cornu majus des Zungenbeins Zungenbeinkörper
Fixierung oder Senkung des Zungenbeins, Elevation und Anteriorbewegung des Larynx Fixierung oder Senkung des Zungenbeins
Außenfläche der Schildknorpelplatte
Fixierung oder Senkung des Kehlkopfs
Kaudaler Rand des lateralen Abschnitts des Zungenbeinkörpers
Fixierung oder Senkung des Zungenbeins
Margo superior der Scapula
Tab. 3 Hintere Verschlussmuskeln des oÖS. (Zusammengefasst aus [3, 22]) Name (Innervation) M. stylopharyngeus (R. musculi stylopharyngei des N. glossopharyngeus) M. palatopharyngeus (Rr. pharyngeales des N. vagus) M. salpingopharyngeus (Plexus pharyngeus des N. glossopharyngeus und des N. vagus)
Ursprung Proc. styloideus des Os temporale Aponeurosis palatina, Hamulus pterygoideus Tubenknorpel
Ansatz Laterale und dorsale Pharynxwand, Cartilago thyroidea Laterale und dorsale Pharynxwand und Cartilago thyroidea Laterale Pharynxwand
Funktion Hebung und Erweiterung des Pharynx Verengung des Isthmus faucium, Senkung des weichen Gaumen, Pharynxhebung Tubenöffner, Schlundheber
dass es bei Sensibilitätsverlust zu Schluckstörungen kommt oder sich Missempfindungen im Sinne eines Globusgefühls einstellen können.
Öffnungsfunktion Muskulatur Die den oÖS öffnende Muskulatur konstituiert sich aus Antagonisten zu den genannten Strukturen, die von außen an den entsprechenden Bereichen des Larynx und Pharynx ansetzen. Die Muskeln können in anteriore und posteriore Öffnungsmuskeln unterteilt werden [2].
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CME Die Gruppe der anterioren Öffnungsmuskeln kann zunächst in supra- und infrahyoidale Muskulatur unterteilt werden. Zur suprahyoidalen Muskulatur zählen der M. geniohyoideus, M. mylohyoideus, M. stylohyoideus und der M. digastricus (der Zugrichtung entsprechend wirkt vorwiegend der Venter anterior des M. digastricus als Öffnungsmuskel). Diese Muskeln entspringen von der Mandibula bzw. der Schädelbasis und inserieren von kranial kommend am Zungenbein und an der Raphe mylohyoidea, sodass durch deren Kontraktion der Larynx- und Hyoidkomplex im Wesentlichen in kranialer und anteriorer Richtung bewegt wird [2, 22]. Die Innervation erfolgt durch die Hirnnerven V3 und VII sowie zervikale Spinalnerven C1–2 (für detaillierte Angaben s. . Tab. 1, 2, 3). Zur infrahyoidalen Muskulatur werden der M. sternohyoideus, M. sternothyroideus, M. thyrohyoideus und M. omohyoideus gezählt. Der M. sternohyoideus entspringt vom Manubrium sterni, der Klavikula und vom Sternoklavikulargelenk und setzt am Hyoidkörper an. Der M. sternothyroideus entspringt vom Manubrium sterni und vom 1. Rippenknorpel und setzt hauptsächlich an der Außenfläche der Schildknorpelplatte an. Der M. thyrohyoideus entspringt von der Außenfläche der Schildknorpelplatte und inseriert im lateralen Drittel des Hyoidkorpus sowie dem Cornu majus des Hyoids. Der M. omohyoideus entspringt vom Oberrand der Skapula bzw. der Basis des Proc. coracoideus und hat seinen Ansatz am kaudalen Rand des lateralen Zungenbeinkörpers. Die Innervation aller Muskeln erfolgt durch die Ansa cervicalis aus dem Plexus cervicalis und den zervikalen Spinalnerven aus C4 [7]. Die infrahyoidalen Muskeln können bei Kontraktion das Hyoid bzw. den Larynx stabilisieren. Das Zungenbein kann außerdem (direkt oder indirekt) abgesenkt werden [22]. Der M. thyrohyoideus ermöglicht darüber hinaus bei fixiertem Hyoid eine Larynxelevation sowie eine Anteriorbewegung des Larynx [23]. Die Hauptfunktion der anterioren Öffnungsmuskeln ist die Stabilisierung des Hyoids und die Elevation des Larynx beim Schlucken. Hieran sind v. a. die suprahyoidalen Muskeln und der M. thyrohyoideus beteiligt (für die differenzierte Funktion aller Muskeln s. . Tab. 1, 2, 3). Bei simultaner Kontraktion dieser Muskeln kommt es zusätzlich zu einer anterioren Verlagerung von Hyoid und Larynx. Von deren Kontraktionsstärke und -dauer hängt auch der Beitrag zur Öffnung des oÖS ab [2]. Der oÖS wird dorsal durch Bindegewebsstrukturen, z. B. die Raphe pharyngis, stabilisiert. Zusätzlich wird die Pharynxhinterwand muskulär unterstützt, damit bei Aktivität der anterioren Öffnungsmuskeln nicht der gesamte oÖS-Komplex nach ventral verlagert, sondern der Sphinkter geöffnet wird. Als posteriore Öffnungsmuskeln werden deshalb Muskeln angesehen, die die Pharynxhinterwand heben, stabilisieren oder in posteriorer Richtung bewegen können. Hierzu gehören der M. stylopharyngeus, M. palatopharyngeus und M. salpingopharyngeus [2, 12].
Zur infrahyoidalen Muskulatur wer den der M. sternohyoideus, M. ster nothyroideus, M. thyrohyoideus und M. omohyoideus gezählt
Die infrahyoidalen Muskeln können bei Kontraktion das Hyoid bzw. den Larynx stabilisieren Die Hauptfunktion der anterioren Öffnungsmuskeln ist die Stabilisie rung des Hyoids und die Elevation des Larynx beim Schlucken Der oÖS wird dorsal durch Binde gewebsstrukturen wie die Raphe pharyngis stabilisiert
Zentrale Kontrolle Die meisten Motoneurone der Verschlussmuskeln des oÖS sind im Nucleus ambiguus lokalisiert, es erfolgt also eine zentrale Kontrolle dieser Muskeln. Topographisch befinden sich die Motoneurone, die die kaudalen Anteile der Muskulatur versorgen, ventral im Kerngebiet. Bei Spezies mit einer medianen Raphe pharyngis der CP erfolgt die Aktivierung der jeweiligen muskulären Anteile unilateral, beim Menschen wohl wegen fehlender Raphe in der CPF bilateral. Eine bilaterale Aktivierung findet sich auch bei Reflextätigkeiten [2, 16, 24, 25]. Eine genaue Klärung steht für den Menschen aber noch aus. Die Neurone des Nucleus ambiguus stehen in Kontakt mit der Formatio reticularis. Es finden sich sowohl exzitatorische als auch inhibitorische synaptische Verbindungen, die möglicherweise die anatomische Grundlage für die unterschiedlichen kontrahierenden und relaxierenden Aufgaben des oÖS bilden [2]. Die Perikaryen der Motoneurone der Öffnungsmuskeln des oÖS liegen in den jeweiligen motorischen Hirnnervenkernen bzw. den Vorderhörnern der jeweiligen Rückenmarkssegmente. Auf die zentralen „pattern generators“, die die übergeordneten Schluckzentren darstellen [26], soll hier nicht näher eingegangen werden.
Fazit für die Praxis F Der obere Ösophagussphinkter (oÖS) verschließt den Übergang vom pharyngealen Segment zum Ösophagus. F Der oÖS bildet eine eigenständige funktionelle Einheit, die sich aus den Verschlussmuskeln und von außen im Bereich der Sphinkterregion ansetzenden Öffnungsmuskeln zusammensetzt. HNO 5 · 2014
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CME F Zu den Verschlussmuskeln des oÖS gehören kaudale Anteile des M. constrictor pharyngis inferior und obere Anteile der Ösophagusmuskulatur. F Zu den Öffnungsmuskeln zählen suprahyoidale und infrahyoidale Muskeln sowie Muskeln, die posterior die Pharynxhinterwand und den Larynx auf Höhe des oÖS stabilisieren. F Die Verschlussmuskeln des oÖS werden vom N. glossopharyngeus und vom N. vagus sowie dem N. laryngeus superior und N. laryngeus recurrens (Äste des N. vagus) innerviert.
Korrespondenzadresse Dr. M. Jungheim Klinik und Poliklinik für Phoniatrie und Pädaudiologie, Medizinische Hochschule Hannover Carl-Neuberg-Str. 1, 30625 Hannover [email protected]
Einhaltung ethischer Richtlinien Interessenkonflikt. M. Jungheim, S. Miller, D. Kühn, C. Schwemmle, J.P. Schneider, M. Ochs und M. Ptok geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Dieser Beitrag beinhaltet keine Studien an Menschen oder Tieren.
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??Welcher Muskel oder Muskelanteil
ehört nicht zu den Verschlussmuskeln g des oberen Ösophagussphinkters? Pars thyropharyngea des M. constrictor pharyngis inferior Pars obliqua der Pars cricopharyngea des M. constrictor pharyngis inferior Pars fundiformis der Pars cricopharyngea des M. constrictor pharyngis inferior M. arytaenoideus obliquus Kraniale Anteile des Ösophagus
ie Pars obliqua der Pars cricopharyngea D bildet eine kontinuierliche Muskelschlinge, ohne in die Raphe pharyngis zu inserieren. Die Muskelfasern der Pars fundiformis der Pars cricopharyngea verlaufen horizontal.
nimmt den Hauptanteil an der tonischen Verschlussfunktion des oÖS in Ruhe? M. thyrohyoideus Obere Anteile der Ösophagusmuskulatur Pars cricopharyngea des M. constrictor pharyngis inferior Pars thyropharyngea des M. constrictor pharyngis inferior Kaudale Anteile des M. constrictor pharyngis medius
ist falsch? Die Pars cricopharyngea des M. constrictor pharyngis inferior setzt sich aus einer Pars fundiformis und einer Pars obliqua zusammen. Zwischen der Pars fundiformis und der Pars obliqua finden sich nur wenige Muskelfasern. Zwischen der Pars fundiformis und der Pars obliqua liegt die Prädilektionsstelle für das Zenker-Divertikel.
ie Pars obliqua und die Pars fundiformis D der Pars cricopharyngea sind beide aus einer äußeren und einer inneren Schicht aufgebaut. Die äußere Schicht macht jeweils zwei Drittel der Gesamtdicke aus. Die äußere Schicht ist langsamer kontrahierend. In der Pars cricopharyngea finden sich über 20 Isoformen der schweren Myosinketten. Die Pars cricopharyngea enthält ausschließlich langsamer kontrahierende Typ-I-Fasern.
as Bindegewebe des oÖS trägt zu einer D basalen Sphinkterspannung bei. Die Muskulatur der Pars cricopharyngea erreicht ihre maximale aktive Spannung erst bei ihrer 1,7-fachen Ruhelänge. Die Pars cricopharyngea enthält überwiegend schneller kontrahierende Typ-II-Fasern. Die Pars cricopharyngea kann trotz der Dehnung durch einen großen Speisebolus noch eine kräftige Kontraktion entwickeln. Die Pars cricopharyngea ist aus quergestreifter Skelettmuskulatur aufgebaut.
an der motorischen Innervation der Ver schlussmuskeln des oÖS beteiligt? N. laryngeus superior N. glossopharyngeus N. laryngeus recurrens N. facialis N. vagus
??Welcher Muskel zählt nicht zu den vorde
ren Öffnungsmuskeln des oÖS? . stylopharyngeus M M. geniohyoideus M. thyrohyoideus M. mylohyoideus M. digastricus, venter anterior
??Welcher Muskel zählt zur Gruppe der
??Welche Aussage ist falsch?
??Welche Aussage zu den Muskelanteilen
??Welche Aussage ist richtig?
??Welcher Muskel, bzw. Muskelanteil über
??Welcher Nerv oder Nervenast ist nicht
vorderen suprahyoidalen Öffnungsmus keln des oÖS? M. thyrohyoideus M. mylohyoideus M. omohyoideus M. palatopharyngeus M. stylopharyngeus
??Welcher der folgenden Nerven bzw. Ner
venäste ist am ehesten nicht an der sen siblen Innervation des oÖS beteiligt? N. vagus N. glossopharyngeus N. hypoglossus N. laryngeus superior N. laryngeus recurrens
Für Zeitschriftenabonnenten ist die Teilnahme am e.CME kostenfrei D HNO 5 · 2014
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CME-Fragebogen
??Welche der folgenden Aussagen ist
falsch? Die meisten Motoneurone der Verschlussmuskeln des oÖS sind im Nucleus ambiguus lokalisiert. Der oÖS wird dorsal durch die Raphe pharyngis stabilisiert. Die anterioren Öffnungsmuskeln des oÖS stabilisieren das Hyoid und können z. T. zur Elevation des Larynx beim Schlucken beitragen. Bei simultaner Kontraktion der anterioren Öffnungsmuskeln kommt es zu einer anterioren Verlagerung von Hyoid und Larynx. Die posterioren Öffnungsmuskeln bewegen die Pharynxhinterwand nach ventral.
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HNO 2014 · 62:385–394 DOI 10.1007/s00106-014-2845-1 Online publiziert: 18. April 2014 © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014
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Anatomie des oberen Ösophagussphinkters Zusammenfassung
Der obere Ösophagussphinkter (oÖS) ermöglicht den Verschluss zwischen Pharynx und Ösophagus. Aufgrund seiner Barrierefunktion dient er der Refluxvermeidung und der Verhinderung einer Aerophagie, bei Öffnung ermöglicht er die Speiseboluspassage beim Schlucken, die Eruktation sowie auch die Emesis. Der oÖS stellt eine eigenständige Funktionseinheit dar. Zur Verschlussmuskulatur gehören kaudale Anteile des M. constrictor pharyngis inferior sowie kraniale Anteile der Ösophagusmuskulatur; die Öffnung wird über Muskulatur vermittelt, die in der Sphinkterregion von außen an Pharynx und Larynx ansetzt. An der Innervation des oÖS sind der N. glossopharyngeus und der N. vagus beteiligt, die zentrale Steuerung erfolgt wahrscheinlich über mehrere Reflexbögen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über den aktuellen Wissensstand zur komplexen Anatomie des oÖS.
Schlüsselwörter
Oberer Ösophagussphinkter · Schlucken · Dysphagie · Pharynx · Larynx
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Lernziele
Abkürzungen
CO kraniale Ösophagusmuskulatur Nach Lektüre dieses Artikels weiß der Leser, dass CP Pars cricopharyngea F am anatomischen Aufbau des oberen ÖsophaCPF Pars fundiformis der Pars cricophagussphinkters kaudale Anteile des M. constricryngea tor pharyngis inferior und kraniale Anteile der CPO Pars obliqua der Pars cricopharyngea Ösophagusmuskulatur beteiligt sind, MCPI Musculus constrictor pharyngis F die Innervation der Verschlussmuskeln über inferior den N. glossopharyngeus und N. vagus sowie oÖS oberer Ösophagussphinkter dessen Äste, den N. laryngeus superior und den TP Pars thyropharyngea N. laryngeus recurrens, erfolgt, F an der Öffnung des oÖS Muskeln beteiligt sind, die zur Larynxelevation und zur Stabilisierung der hinteren Pharynxwand auf Höhe des Larynx beitragen.
Hintergrund Der oÖS übt in Ruhe einen permanenten Tonus aus
Der obere Ösophagussphinkter (oÖS) bildet im pharyngoösophagealen Segment den Übergang zwischen Pharynx und Speiseröhre. Er übt in Ruhe einen permanenten Tonus aus, sodass die Speiseröhre gegenüber dem Pharynx verschlossen wird. Seine Öffnung ist für die Speiseboluspassage notwendig [1]. Am anatomischen Aufbau des oÖS sind kaudale Anteile des M. constrictor pharyngis inferior (MCPI) und kraniale Anteile der Ösophagusmuskulatur (CO) beteiligt. Er ist aufgrund seiner besonderen Struktur weder dem Pharynx noch dem Ösophagus allein zuzuordnen, sondern bildet zusammen mit den öffnenden Muskeln eine eigenständige funktionelle Einheit. Die Öffnung des oÖS erfolgt nicht durch Muskeln, die aus anatomischer Sicht primär dem oÖS zuzurechnen sind, sondern die von außen im Bereich der Sphinkterregion ansetzen und somit zusammen aus physiologischer bzw. dysphagiologischer Sicht die Funktionseinheit des oÖS bilden.1 Um die resultierende komplexe Funktion dieser Einheit zu verstehen und um pathologische Veränderungen im Schluckablauf zu erkennen, die zu einer Dysphagie führen können, ist eine genaue Kenntnis der anatomischen Strukturen notwendig. Im Folgenden soll deshalb ein Überblick über die Anatomie des oÖS gegeben werden.
Methoden Zur Beschreibung der Strukturen und der funktionellen Zusammenhänge wurden anatomische Standardwerke sowie Lehr- und Textbücher zur Schluckfunktion und Dysphagie herangezogen. Zusätz1
Im Folgenden bezieht sich die Abkürzung oÖS auf die gesamte Funktionseinheit „oberer Ösophagussphinkter“.
Anatomy of the upper esophageal sphincter Abstract
The upper esophageal sphincter (UES) forms a barrier between the pharynx and the esophagus. When closed, the barrier function serves to prevent reflux and aerophagia; when open, swallowing, belching and vomiting are possible. The closing muscles include caudal parts of the inferior pharyngeal sphincter and cranial parts of the upper esophagus musculature. Sphincter opening is achieved by muscles that insert from the outside to connect to the larynx and pharynx in the sphincter region. The closing muscles are innervated by branches of the glossopharyngeal and vagal nerves, and central control is probably mediated by several reflexes. This article presents an overview of the current understanding of the complex UES anatomy.
Keywords
Upper esophageal sphincter · Swallowing · Dysphagia · Pharynx · Larynx
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Abb. 1 8 Schematische Darstellung der Verschlussmuskeln des oberen Ösophagussphinkters
lich erfolgte in PubMed eine strukturierte Literaturrecherche zu den Stichworten „upper esophageal sphincter“, „pharyngo-esophageal sphincter“ und „anatomy“, „physiology“, „function“.
Verschlussfunktion Muskulatur Der Aufbau des oÖS wird in der Literatur kontrovers diskutiert. Dem aktuellen Modell von Lang entsprechend werden zu den Verschlussmuskeln des oÖS kaudale Anteile des MCPI und CO gezählt [2]. Der am oÖS beteiligte MCPI untergliedert sich in die Pars thyropharyngea (TP) und die Pars cricopharyngea (CP). Die TP ist mit ihren kaudalen Muskelanteilen, die CP komplett mit beiden Untereinheiten, d. h. der Pars obliqua (CPO) und der Pars fundiformis (CPF), am oÖS-Aufbau beteiligt (. Abb. 1).
Der am oÖS beteiligte MCPI unter gliedert sich in die Pars thyropha ryngea und die Pars cricopharyngea
Pars cricopharyngea des MCPI
Den wichtigsten Anteil an der Verschlussfunktion des oÖS übernimmt die CP. Sie entspringt von den seitlichen Bereichen des Ringknorpels, der Membrana cricothyroidea und inkonstant auch von der 1. und 2. Trachealknorpelspange und zieht als muskuläres Verbindungsband zwischen den oberen Abschnitten des Pharynx und dem Ösophagus nach dorsal [3]. Sie setzt sich aus einer oberflächlichen Muskelschicht mit schräg verlaufenden Muskelfasern (CPO) und einer tiefen Schicht mit horizontal verlaufenden Fasern (CPF) zusammen, zwischen denen sich dorsal das Killian-Dreieck befindet [4, 5, 6]. Im Killian-Dreieck sind nur wenige Muskelfasern zu finden; es stellt die Prädilektionsstelle für die Entstehung des Zenker-Divertikels dar [7]. Die CPO inseriert dorsal in der medianen Raphe pharyngis und ist kranial mit der TP verwoben. Die CPF bildet eine kontinuierliche Muskelschlinge ohne Insertion in der Raphe pharyngis und grenzt kaudal an die oberen Anteile der Ösophagusmuskulatur [6]. Am Unterrand der CPF biegen Muskelfasern V-förmig nach kaudal ab und bilden in deren Mitte dorsal das Laimer-Dreieck [7]. Die CPF hat eine maximale Höhenausdehnung von 7 mm (. Abb. 2; [6]). Die CP ist aus quergestreifter Skelettmuskulatur aufgebaut, die einzelnen Muskelfasern sind mit 25–35 μm aber kleiner als z. B. die in der lateralen Beinmuskulatur. Sie enthält überwiegend langsam kontrahierende Typ-I-Fasern (72%), aber auch schnell kontrahierende Typ-II-Fasern (eine wei-
Den wichtigsten Anteil an der Verschlussfunktion des oÖS übernimmt die CP
Die CP ist aus quergestreifter Skelettmuskulatur aufgebaut HNO 5 · 2014
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Abb. 2 8 Blick auf den oberen Ösophagussphinkter von dorsal. Dargestellt sind die Verschlussmuskeln des Sphinkters, das Killian- und das Laimer-Dreieck. (Aus [3], S. 443)
Es finden sich bis zu 10 Isoformen der schweren Myosinketten in der CP
Für den Bolusdurchtritt durch den oÖS ist eine schnelle Kontraktion der Muskeln notwendig
Die Elastizität der CP ermöglicht eine passive Dehnung bzw. Öffnung des Sphinkters
tere Differenzierung in Typ-IIa- und -IIb-Fasern erfolgte bisher nicht; [6, 8, 9]). In der CPO liegt der Anteil an Typ-I-Fasern bei 69%, in der CPF bei 76%. Beide Kompartimente sind aus einer äußeren und einer inneren Schicht aufgebaut, von denen die innere Schicht zwei Drittel der Gesamtdicke ausmacht und jeweils einen größeren Anteil an Typ-I-Fasern aufweist [9]. Es liegt folglich eine schneller kontrahierende äußere und eine langsamer kontrahierende innere Schicht vor. Zusätzlich finden sich bis zu 10 Isoformen der schweren Myosinketten in der CP, die möglicherweise zu den verschiedenen Sphinkterfunktionen beitragen [10, 11]. Zur Aktivität der einzelnen Muskelfasertypen bei unterschiedlichen Funktionen des oÖS liegen noch keine wissenschaftlichen Untersuchungen vor [2]. Es wird aber angenommen, dass die anatomisch-histologische Muskelfaserverteilung der CP ihrer speziellen Funktionen angepasst ist. Die Hauptfunktion des oÖS ist der Verschluss der Speiseröhre. Hierfür ist eine muskuläre Dauertonisierung notwendig, die hauptsächlich in der CPF erfolgt und von den langsam kontrahierenden und auf tonische Funktionen ausgelegten Typ-I-Fasern vermittelt wird. Für den Bolustransport bzw. den Bolusdurchtritt durch den oÖS ist eine schnelle Kontraktion der Muskeln notwendig, bei der vor allem die Typ-II-Fasern aktiv werden [8, 9]. Neben den Muskelfasern spielen auch elastische Bindegewebsfasern eine wichtige Rolle für den Tonusaufbau der CP. Im Vergleich zu den meisten anderen quergestreiften Skelettmuskeln enthält die CP mehr elastische Faseranteile [6]. Diese Bindegewebszusammensetzung trägt zu einer basalen Sphinkterspannung bei, für die keine muskuläre Aktivität notwendig ist. Auch erreicht die Muskulatur der CP ihre maximale aktive Spannung erst beim 1,7-Fachen ihrer Ruhelänge; normalerweise ist dies bei quergestreifter Skelettmuskulatur bereits bei einfacher Ruhelänge der Fall. So kann die CP trotz der Dehnung durch einen großen Speisebolus noch eine kräftige Kontraktion entwickeln, ohne dass der Sphinkter durch den Bolus überdehnt wird. Auf diese Weise können einerseits große Boli weitertransportiert und andererseits ein Reflux vermieden werden. Zusätzlich ermöglicht die Elastizität der CP eine passive Dehnung bzw. Öffnung des Sphinkters durch einen Bolus oder durch Muskelzug der Öffnungsmuskeln, sodass der Sphinkter auch ohne vollständige Muskelrelaxation geöffnet werden kann [2].
Pars thyropharyngea des MCPI Die kaudalen Fasern der TP sind funktional am oÖS beteiligt
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Die Muskelfasern der TP entspringen seitlich vom Schildknorpel, verlaufen in kraniodorsaler Richtung und inserieren in der medianen Raphe pharyngis [12]. Die kaudalen Fasern der TP sind funktional am oÖS beteiligt [2]. Der histologische Aufbau der TP differiert in kraniokaudaler Richtung. Während die kranialen Anteile mehr schnell kontrahierende Typ-II-Fasern enthalten, überwiegen im kaudalen Bereich die langsam kontrahierenden Typ-I-Fasern. Zusätzlich ist die Muskulatur, wie auch bei der CP, in 2 Schichten aufgebaut: einer äußeren Schicht mit überwiegender Anzahl an Typ-II-Fasern und einer inneren mit einer größeren Anzahl an Typ-I-Fasern. Die innere Schicht ist auch bei der TP doppelt so dick wie die äußere, somit ist der Muskel in seinem Aufbau mit der CP vergleichbar [13, 14].
CME Tab. 1 Verschlussmuskeln des oÖS. (Zusammengefasst aus [3, 22]) Name (Innervation) M. constrictor pharyngis inferior/Pars thyropharyngea (Plexus pharyngeus des N. glossopharyngeus und des N. vagus) M. constrictor pharyngis inferior/Pars cricopharyngea (Plexus pharyngeus des N. glossopharyngeus und des N. vagus) Ösophagusmuskulatur, oberster Anteil (N. vagus über Plexus pharyngeus und N. laryngeus recurrens des N. vagus)
Ursprung Cartilago thyroidea
Ansatz Raphe pharyngis
Seitlicher Außenrand der Cartilago cricoidea, Membrana cricothyroidea, inkonstant 1. und 2. Rippenknorpel Ring- und Längsmuskelschicht
Pars obliqua in Raphe pharyngis Pars fundiformis Ringmuskel s. Ursprung
Funktion Verschnürung des Schlunds beim Schlucken, Tonusgebung in Ruhe Verschnürung des Schlunds beim Schlucken, Tonusgebung in Ruhe Verschnürung des Schlunds beim Schlucken, Tonusgebung in Ruhe
Oberer Ösophagus
Zum Tonusaufbau im oÖS tragen auch die obersten Anteile der Ösophagusmuskulatur bei, die aus quergestreifter Skelettmuskulatur aufgebaut sind. Die Muskelfasern verlaufen im ventralen Bereich horizontal und biegen dorsal nach kaudal ab, sodass der Faserverlauf mit den kaudalen Fasern der CPF vergleichbar ist. Die Muskelfaserverteilung ist im oberen Ösophagusanteil homogen [2].
Zum Tonusaufbau im oÖS tragen auch die obersten Anteile der Ösophagusmuskulatur bei
Innervation Motorisch
Die Innervation der Muskeln des oÖS ist noch nicht abschließend geklärt. Kontroverse Angaben in der Literatur finden sich hauptsächlich aufgrund der Tatsache, dass frühere Studien am Tiermodell erfolgten, es aber signifikante Unterschiede zum Sphinkteraufbau des Menschen gibt. Ein entscheidender Unterschied ist z. B., dass die CPF bei vielen Tieren gar nicht oder nur minimal ausgebildet ist und dadurch auch die Innervation variieren kann [4]. In neueren Studien zur Nervenversorgung des oÖS des Menschen wird angenommen, dass die Innervation der CP in 2 Anteile zu unterteilen ist. Danach erfolgt die Innervation zum einen über den Plexus pharyngeus, der aus pharyngealen Anteilen des N. vagus (X), dem N. laryngeus superior (Ast des N. vagus) und dem N. glossopharyngeus (IX) gebildet wird. Zum anderen wurde nachgewiesen, dass auch Nervenäste des N. laryngeus recurrens (Ast des N. vagus) zur CP führen [15, 16, 17]. Der Hauptanteil der motorischen Innervation erfolgt möglicherweise über die pharyngealen Anteile des N. vagus, hierzu liegen aber nur Untersuchungen am Tiermodell vor [18]. Ob der N. laryngeus recurrens tatsächlich zur motorischen Innervation der CP beiträgt, ist umstritten, da noch kein zweifelsfreier elektromyographischer Nachweis gelang, der eine Kontraktionsaktivität der CP bei Stimulation des Nervs belegt [2, 19]. Die Innervation der oberen Anteile des Ösophagus durch den N. laryngeus recurrens wurde nachgewiesen [9, 16]. Es ist denkbar, dass Patienten mit einer Stimmlippenparese, z. B. nach einer Schilddrüsenoperation, aufgrund dieser anatomischen Gegebenheiten häufig auch Schluckbeschwerden angeben [20]. Treten Schluckbkeschwerden nach Halsoperationen auf, kann aber auch eine Läsion des N. laryngeus superior vermutet werden, da dieser die Larynxschleimhäute im oberen Bereich sensibel versorgt. Die motorische Innervation der TP erfolgt hauptsächlich über die pharyngealen Anteile des N. vagus, die sich im Plexus pharyngeus verzweigen [14, 15]. Eine Beteiligung z. B. des N. glossopharyngeus ist nicht auszuschließen, physiologische Untersuchungen, wie die einzelnen Nervenfasern genau zuzuordnen sind, sind aber aufgrund der Plexusbildung kaum möglich [2].
Die Innervation der CP umfasst 2 Anteile
Die motorische Innervation der TP erfolgt überwiegend über die pharyngealen Anteile des N. vagus
Sensibel
Die Schleimhaut und die Muskelfasern des oÖS sind komplex über mehrere Nerven sensibel innerviert. Untersuchungen zur Beteiligung einzelner Nerven sind aber bisher hauptsächlich am Tiermodell erfolgt. Es wird angenommen, dass der N. glossopharyngeus, der N. vagus und dessen Ast, der N. laryngeus superior, zur sensiblen Innervation beitragen [4, 21]. Auch eine Beteiligung des N. laryngeus recurrens (Ast des N. vagus), insbesondere im Bereich des oberen Ösophagus, wird diskutiert [17]. Über diese Nerven werden mehrere Reflexe des oÖS vermittelt, außerdem ist es denkbar,
Untersuchungen zur Beteiligung einzelner Nerven sind hauptsächlich am Tiermodell erfolgt
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CME Tab. 2 Vordere Öffnungsmuskeln des oÖS. (Zusammengefasst aus [3, 22]) Name (Innervation) M. geniohyoideus (zervikale Spinalnerven C1–2 an N. hypoglossus angelagert) M. mylohyoideus (N. mylohyoideus des N. mandibularis)
Ursprung Spina mentalis der Mandibula
Ansatz Vorderfläche des Zungenbeinkörpers
Funktion Hebung und Anteriorbewegung des Zungenbeins, Senkung der Mandibula
Linea mylohyoidea der Mandibula
Raphe mylohyoidea und Oberrand des Zungenbeinkörpers
M. stylohyoideus (R. stylohyoideus des N. facialis)
Proc. styloideus des Os temporale
M. digastricus, venter posterior (Ramus digastricus des N. facialis) M. digastricus, venter anterior (N. mylohyoideus des N. mandibularis) M. thyrohyoideus (Ansa cervicalis, Plexus cervicalis)
Incisura mastoidea des Os temporale
Seitenrand des Zungenbeinkörpers, umgreift Zwischensehne des M. digastricus Zwischensehne am kleinen Zungenbeinhorn
Elevation von Mundboden, Zungenbein und Zunge (indirekt), Senkung der Mandibula Fixierung und dorsokraniale Hebung des Zungenbeins
M. sternohyoideus (Ansa cervicalis, Plexus cervicalis) M. sternothyroideus (Ansa cervicalis, Plexus cervicalis) M. omohyoideus (Ansa cervicalis, Plexus cervicalis)
1. Rippenknorpel (kranialer Rand), Manubrium sterni, Sternoklavikulargelenk 1. Rippenknorpel (Innenfläche), Manubrium sterni
Fixierung und dorsokraniale Hebung des Zungenbeins
Zwischensehne am kleinen Zungenbeinhorn
Fossa digastrica der Mandibula
Fixierung und Hebung des Zungenbeins, Senkung der Mandibula
Außenfläche der Schildknorpelplatte
Laterales Drittel des Corpus und Wurzel des Cornu majus des Zungenbeins Zungenbeinkörper
Fixierung oder Senkung des Zungenbeins, Elevation und Anteriorbewegung des Larynx Fixierung oder Senkung des Zungenbeins
Außenfläche der Schildknorpelplatte
Fixierung oder Senkung des Kehlkopfs
Kaudaler Rand des lateralen Abschnitts des Zungenbeinkörpers
Fixierung oder Senkung des Zungenbeins
Margo superior der Scapula
Tab. 3 Hintere Verschlussmuskeln des oÖS. (Zusammengefasst aus [3, 22]) Name (Innervation) M. stylopharyngeus (R. musculi stylopharyngei des N. glossopharyngeus) M. palatopharyngeus (Rr. pharyngeales des N. vagus) M. salpingopharyngeus (Plexus pharyngeus des N. glossopharyngeus und des N. vagus)
Ursprung Proc. styloideus des Os temporale Aponeurosis palatina, Hamulus pterygoideus Tubenknorpel
Ansatz Laterale und dorsale Pharynxwand, Cartilago thyroidea Laterale und dorsale Pharynxwand und Cartilago thyroidea Laterale Pharynxwand
Funktion Hebung und Erweiterung des Pharynx Verengung des Isthmus faucium, Senkung des weichen Gaumen, Pharynxhebung Tubenöffner, Schlundheber
dass es bei Sensibilitätsverlust zu Schluckstörungen kommt oder sich Missempfindungen im Sinne eines Globusgefühls einstellen können.
Öffnungsfunktion Muskulatur Die den oÖS öffnende Muskulatur konstituiert sich aus Antagonisten zu den genannten Strukturen, die von außen an den entsprechenden Bereichen des Larynx und Pharynx ansetzen. Die Muskeln können in anteriore und posteriore Öffnungsmuskeln unterteilt werden [2].
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CME Die Gruppe der anterioren Öffnungsmuskeln kann zunächst in supra- und infrahyoidale Muskulatur unterteilt werden. Zur suprahyoidalen Muskulatur zählen der M. geniohyoideus, M. mylohyoideus, M. stylohyoideus und der M. digastricus (der Zugrichtung entsprechend wirkt vorwiegend der Venter anterior des M. digastricus als Öffnungsmuskel). Diese Muskeln entspringen von der Mandibula bzw. der Schädelbasis und inserieren von kranial kommend am Zungenbein und an der Raphe mylohyoidea, sodass durch deren Kontraktion der Larynx- und Hyoidkomplex im Wesentlichen in kranialer und anteriorer Richtung bewegt wird [2, 22]. Die Innervation erfolgt durch die Hirnnerven V3 und VII sowie zervikale Spinalnerven C1–2 (für detaillierte Angaben s. . Tab. 1, 2, 3). Zur infrahyoidalen Muskulatur werden der M. sternohyoideus, M. sternothyroideus, M. thyrohyoideus und M. omohyoideus gezählt. Der M. sternohyoideus entspringt vom Manubrium sterni, der Klavikula und vom Sternoklavikulargelenk und setzt am Hyoidkörper an. Der M. sternothyroideus entspringt vom Manubrium sterni und vom 1. Rippenknorpel und setzt hauptsächlich an der Außenfläche der Schildknorpelplatte an. Der M. thyrohyoideus entspringt von der Außenfläche der Schildknorpelplatte und inseriert im lateralen Drittel des Hyoidkorpus sowie dem Cornu majus des Hyoids. Der M. omohyoideus entspringt vom Oberrand der Skapula bzw. der Basis des Proc. coracoideus und hat seinen Ansatz am kaudalen Rand des lateralen Zungenbeinkörpers. Die Innervation aller Muskeln erfolgt durch die Ansa cervicalis aus dem Plexus cervicalis und den zervikalen Spinalnerven aus C4 [7]. Die infrahyoidalen Muskeln können bei Kontraktion das Hyoid bzw. den Larynx stabilisieren. Das Zungenbein kann außerdem (direkt oder indirekt) abgesenkt werden [22]. Der M. thyrohyoideus ermöglicht darüber hinaus bei fixiertem Hyoid eine Larynxelevation sowie eine Anteriorbewegung des Larynx [23]. Die Hauptfunktion der anterioren Öffnungsmuskeln ist die Stabilisierung des Hyoids und die Elevation des Larynx beim Schlucken. Hieran sind v. a. die suprahyoidalen Muskeln und der M. thyrohyoideus beteiligt (für die differenzierte Funktion aller Muskeln s. . Tab. 1, 2, 3). Bei simultaner Kontraktion dieser Muskeln kommt es zusätzlich zu einer anterioren Verlagerung von Hyoid und Larynx. Von deren Kontraktionsstärke und -dauer hängt auch der Beitrag zur Öffnung des oÖS ab [2]. Der oÖS wird dorsal durch Bindegewebsstrukturen, z. B. die Raphe pharyngis, stabilisiert. Zusätzlich wird die Pharynxhinterwand muskulär unterstützt, damit bei Aktivität der anterioren Öffnungsmuskeln nicht der gesamte oÖS-Komplex nach ventral verlagert, sondern der Sphinkter geöffnet wird. Als posteriore Öffnungsmuskeln werden deshalb Muskeln angesehen, die die Pharynxhinterwand heben, stabilisieren oder in posteriorer Richtung bewegen können. Hierzu gehören der M. stylopharyngeus, M. palatopharyngeus und M. salpingopharyngeus [2, 12].
Zur infrahyoidalen Muskulatur wer den der M. sternohyoideus, M. ster nothyroideus, M. thyrohyoideus und M. omohyoideus gezählt
Die infrahyoidalen Muskeln können bei Kontraktion das Hyoid bzw. den Larynx stabilisieren Die Hauptfunktion der anterioren Öffnungsmuskeln ist die Stabilisie rung des Hyoids und die Elevation des Larynx beim Schlucken Der oÖS wird dorsal durch Binde gewebsstrukturen wie die Raphe pharyngis stabilisiert
Zentrale Kontrolle Die meisten Motoneurone der Verschlussmuskeln des oÖS sind im Nucleus ambiguus lokalisiert, es erfolgt also eine zentrale Kontrolle dieser Muskeln. Topographisch befinden sich die Motoneurone, die die kaudalen Anteile der Muskulatur versorgen, ventral im Kerngebiet. Bei Spezies mit einer medianen Raphe pharyngis der CP erfolgt die Aktivierung der jeweiligen muskulären Anteile unilateral, beim Menschen wohl wegen fehlender Raphe in der CPF bilateral. Eine bilaterale Aktivierung findet sich auch bei Reflextätigkeiten [2, 16, 24, 25]. Eine genaue Klärung steht für den Menschen aber noch aus. Die Neurone des Nucleus ambiguus stehen in Kontakt mit der Formatio reticularis. Es finden sich sowohl exzitatorische als auch inhibitorische synaptische Verbindungen, die möglicherweise die anatomische Grundlage für die unterschiedlichen kontrahierenden und relaxierenden Aufgaben des oÖS bilden [2]. Die Perikaryen der Motoneurone der Öffnungsmuskeln des oÖS liegen in den jeweiligen motorischen Hirnnervenkernen bzw. den Vorderhörnern der jeweiligen Rückenmarkssegmente. Auf die zentralen „pattern generators“, die die übergeordneten Schluckzentren darstellen [26], soll hier nicht näher eingegangen werden.
Fazit für die Praxis F Der obere Ösophagussphinkter (oÖS) verschließt den Übergang vom pharyngealen Segment zum Ösophagus. F Der oÖS bildet eine eigenständige funktionelle Einheit, die sich aus den Verschlussmuskeln und von außen im Bereich der Sphinkterregion ansetzenden Öffnungsmuskeln zusammensetzt. HNO 5 · 2014
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CME F Zu den Verschlussmuskeln des oÖS gehören kaudale Anteile des M. constrictor pharyngis inferior und obere Anteile der Ösophagusmuskulatur. F Zu den Öffnungsmuskeln zählen suprahyoidale und infrahyoidale Muskeln sowie Muskeln, die posterior die Pharynxhinterwand und den Larynx auf Höhe des oÖS stabilisieren. F Die Verschlussmuskeln des oÖS werden vom N. glossopharyngeus und vom N. vagus sowie dem N. laryngeus superior und N. laryngeus recurrens (Äste des N. vagus) innerviert.
Korrespondenzadresse Dr. M. Jungheim Klinik und Poliklinik für Phoniatrie und Pädaudiologie, Medizinische Hochschule Hannover Carl-Neuberg-Str. 1, 30625 Hannover [email protected]
Einhaltung ethischer Richtlinien Interessenkonflikt. M. Jungheim, S. Miller, D. Kühn, C. Schwemmle, J.P. Schneider, M. Ochs und M. Ptok geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Dieser Beitrag beinhaltet keine Studien an Menschen oder Tieren.
Literatur 1. Jungheim M, Miller S, Kühn D et al (2014) Physiologie des oberen Ösophagussphinkters. HNO: doi 10.1007/s00106-014-2846-0 2. Lang IM (2013) Development, anatomy, and physiology of the upper esophageal sphincter and pharyngoesophageal junction. In: Shaker R, Belafsky PC, Postma GN, Easterling C (Hrsg) Principles of deglutition: a multidisciplinary text for swallowing and its disorders. Springer, New York, S 235–255 3. Zilles K, Tillmann BN (2010) Anatomie. Springer, Heidelberg 4. Lang IM, Shaker R (2000) An overview of the upper esophageal sphincter. Curr Gastroenterol Rep 2:185–190 5. Lang IM, Shaker R (1997) Anatomy and physiology of the upper esophageal sphincter. Am J Med 103:50S– 55S 6. Bonington A, Mahon M, Whitmore I (1988) A histological and histochemical study of the cricopharyngeus muscle in man. J Anat 156:27–37 7. Schünke M, Schulte E, Schumacher U (2005) Prometheus Lernatlas der Anatomie – Hals und Innere Organe. Thieme, Stuttgart, S 1–371 8. Brownlow H, Whitmore I, Willan PL (1989) A quantitative study of the histochemical and morphometric characteristics of the human cricopharyngeus muscle. J Anat 166:67– 75
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??Welcher Muskel oder Muskelanteil
ehört nicht zu den Verschlussmuskeln g des oberen Ösophagussphinkters? Pars thyropharyngea des M. constrictor pharyngis inferior Pars obliqua der Pars cricopharyngea des M. constrictor pharyngis inferior Pars fundiformis der Pars cricopharyngea des M. constrictor pharyngis inferior M. arytaenoideus obliquus Kraniale Anteile des Ösophagus
ie Pars obliqua der Pars cricopharyngea D bildet eine kontinuierliche Muskelschlinge, ohne in die Raphe pharyngis zu inserieren. Die Muskelfasern der Pars fundiformis der Pars cricopharyngea verlaufen horizontal.
nimmt den Hauptanteil an der tonischen Verschlussfunktion des oÖS in Ruhe? M. thyrohyoideus Obere Anteile der Ösophagusmuskulatur Pars cricopharyngea des M. constrictor pharyngis inferior Pars thyropharyngea des M. constrictor pharyngis inferior Kaudale Anteile des M. constrictor pharyngis medius
ist falsch? Die Pars cricopharyngea des M. constrictor pharyngis inferior setzt sich aus einer Pars fundiformis und einer Pars obliqua zusammen. Zwischen der Pars fundiformis und der Pars obliqua finden sich nur wenige Muskelfasern. Zwischen der Pars fundiformis und der Pars obliqua liegt die Prädilektionsstelle für das Zenker-Divertikel.
ie Pars obliqua und die Pars fundiformis D der Pars cricopharyngea sind beide aus einer äußeren und einer inneren Schicht aufgebaut. Die äußere Schicht macht jeweils zwei Drittel der Gesamtdicke aus. Die äußere Schicht ist langsamer kontrahierend. In der Pars cricopharyngea finden sich über 20 Isoformen der schweren Myosinketten. Die Pars cricopharyngea enthält ausschließlich langsamer kontrahierende Typ-I-Fasern.
as Bindegewebe des oÖS trägt zu einer D basalen Sphinkterspannung bei. Die Muskulatur der Pars cricopharyngea erreicht ihre maximale aktive Spannung erst bei ihrer 1,7-fachen Ruhelänge. Die Pars cricopharyngea enthält überwiegend schneller kontrahierende Typ-II-Fasern. Die Pars cricopharyngea kann trotz der Dehnung durch einen großen Speisebolus noch eine kräftige Kontraktion entwickeln. Die Pars cricopharyngea ist aus quergestreifter Skelettmuskulatur aufgebaut.
an der motorischen Innervation der Ver schlussmuskeln des oÖS beteiligt? N. laryngeus superior N. glossopharyngeus N. laryngeus recurrens N. facialis N. vagus
??Welcher Muskel zählt nicht zu den vorde
ren Öffnungsmuskeln des oÖS? . stylopharyngeus M M. geniohyoideus M. thyrohyoideus M. mylohyoideus M. digastricus, venter anterior
??Welcher Muskel zählt zur Gruppe der
??Welche Aussage ist falsch?
??Welche Aussage zu den Muskelanteilen
??Welche Aussage ist richtig?
??Welcher Muskel, bzw. Muskelanteil über
??Welcher Nerv oder Nervenast ist nicht
vorderen suprahyoidalen Öffnungsmus keln des oÖS? M. thyrohyoideus M. mylohyoideus M. omohyoideus M. palatopharyngeus M. stylopharyngeus
??Welcher der folgenden Nerven bzw. Ner
venäste ist am ehesten nicht an der sen siblen Innervation des oÖS beteiligt? N. vagus N. glossopharyngeus N. hypoglossus N. laryngeus superior N. laryngeus recurrens
Für Zeitschriftenabonnenten ist die Teilnahme am e.CME kostenfrei D HNO 5 · 2014
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CME-Fragebogen
??Welche der folgenden Aussagen ist
falsch? Die meisten Motoneurone der Verschlussmuskeln des oÖS sind im Nucleus ambiguus lokalisiert. Der oÖS wird dorsal durch die Raphe pharyngis stabilisiert. Die anterioren Öffnungsmuskeln des oÖS stabilisieren das Hyoid und können z. T. zur Elevation des Larynx beim Schlucken beitragen. Bei simultaner Kontraktion der anterioren Öffnungsmuskeln kommt es zu einer anterioren Verlagerung von Hyoid und Larynx. Die posterioren Öffnungsmuskeln bewegen die Pharynxhinterwand nach ventral.
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