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Zur Drainage des Mittelohres R. J. Kau Universitäts-Hals-Nasen-Ohren-Klinik Düsseldorf (Direktor: Prof. Dr. K -H. Vosteen)
Einleitung
Ausgangspunkt ist das im Kindesalter haufig auftretende Seromukotympanon, das oft ohne Therapie ausheilt. Als Ursache werden neben der Infektanfälligkeit eine noch nicht ausgereifte Tubenfunktion angenommen. Die erstaunlich hohe Spontanheilungsrate wurde von vielen Autoren our mit einer Tubenfehlfunktion in Verbindung gebracht. Wenig Beachtung findet dabei das mukoziliare Clearance-System des Mittelohres. Von den Nasennebenhöhlen wissen wir, da eine nach festem Schema kontinuierlich ablaufende
Reinigung der Hohlräume erfolgt. Aufgrund ihrer Struktur ist die Paukenhöhle mit der Tube als Ausführungsgang durchaus vergleichbar. Eine offensichtiiche
Parallelität von Nasennebenhöhle und Mittelohr im Clearance-System konnten wir durch die physiologischen In-vivo-Tierversuche beweisen. Durch Aufbringen von Tracersubstanzen auf die Mittelohrschleimhaut des Meerschweinchens haben wir die Abtransportwege aus dem Mittelohr in die Ohrtrompete hinein ge-
Die Integrität der Mittelohrschleimhaut ist in hohem Ma1e abhangig von einer gut funktionierenden Tuba Eustachii. Fehlfunktionen oder Verschlu1 der nach Bartolomeo Eustachii benannten Tube werden als hauptprädisponierende Faktoren für einen Paukenergui angesehen (Eustachi, 1563; Senturia, 1963, 1970).
Die häufig beobachtete Spontanheilung dieser Erkrankung hangt primar von der Fahigkeit des
Mittelohres, sich selbst zu belüften, ab. Bei einigen Patien-
ten jedoch hat die Erkrankung einen sehr protrahierten Verlauf und kann zu Strukturveranderungen im Mittelohr, reduzierter Pneumatisation des Mastoids, zu Tympanosklerose und zu Cholesteatomen führen (Steurer, 1926). Da die Mittelohrschleimhaut lange Zeit als zilienfrei galt, wurde ihr kein aktiver Transportmechanismus zugestanden und die Clearance-Funktion nur mit einer ,,offenen" oder ,,geschlossenen" Tube in Verbindung gebracht (Schwarzbart, 1958).
nau charakterisiert und die unterschiedlichen TransOn the Drainage of the Middle Ear
Die Schalleitungsschwerhörigkeit, bedingt durch em Sero- oder Mukotympanon, zeigt eine Haufung im Vorschulalter. Sie ist mit einer altersbedingten Infekt-
Otitis media with effusion occurs very
knüpft (Ganzer und Arnold, 1980).
portgeschwindigkeiten beschrieben.
frequently in childhood and usually heals without therapy. The condition is thought to be due to a higher susceptibility to infections of the upper respiratory tract
and the fact that the Eustachian tube is not yet functioning perfectly at that age. Many authors explain this astonishingly high rate of spontaneous recoveries by tube malfunction alone, never even considering a middle ear clearance system. It is known from the paranasal sinuses that the cavities are regularly and continually cleaned according to very precise rules. In in-vivo
experiments with guinea pigs the author proved that there is an obvious similarity between the paranasal sinus and the middle ear as far as the clearance system is concerned. By applying tracer substances to the middle
anfälligkeit und einer vergröerten Rachenmandel ver-
Frühere Experimente zeigten zwar, da rontgendichte oder fluoreszierende Materialien innerhalb die Tube abtransporvon Minuten aus dem Mittelohr
tiert werden (Holmgren, 1934; Sato, 1939; Compere, 1958; Rogers und Mitarb., 1962). Beobachtungen den mukoziliaren Reinigungsmechanismus des Mittelohres aber wurden entweder bei Patienten mit groen, lange be-
stehenden Perforationen oder an Mittelohrschleimhautpräparaten, also unter unphysiologischen Bedingungen, durchgefuhrt. In der vorliegenden Arbeit soil im Tiermodell, in vivo, unter physioiogischen Bedingungen, der mukoziliare Abtransport aus der Pauke des Meerschweinchen beobachtet, dokumentiert und ausgewertet werden.
ear mucosa the usual drainage pathways out of the middle ear into the Eustachin tube, and the different rates of drainage were very precisely defined.
Laryngo-Rhino-Otol. 69 (1990) 35—40
Georg Thieme Verlag Stuttgart New York
Herrn Prof. Dr. K.-H. Vosteen zum 65. Geburtsrag gewidmet
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Zusammenfassung
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b
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Kau
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Abb.1 a—c Beispielhafte Fotodokumente, die als Grundlage für die Zeichnung herangezogen wurden. Ts=Tusche; Co=Cochlea.
Gesunde Meerschweinchen von mittlerem Körpergewicht (200—400 g), Preyer-Reflex positiv, wurden mit Nenibutal je nach Körpergewicht intraperitoneal anàsthesiert und in Rückenlage auf einem Tieroperationstisch fixiert.
Zunkhst Tracheotomie der Tiere, da es bei Manipulationen der Halsweichteile leicht zu einer Seitwärtsverdrängung der gesamten Trachea und Abknickung kommen kann und die Tiere nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden. Der Hautschnitt wurde auf dem rechten bzw. linken horizontalen Unterkieferast geführt. Nach Darstellung der Haismuskulatur wurde diese auf die Seite gedrängt und in die Tiefe bis auf die Bulla vorpräpariert. Die Weichteile konnten mit einem Sperrer zur Seite gehalten und die freiliegende Bulla dann mit einem Elektrobohrer eröffnet werden. Durch Abtragen weiterer knöcherner Anteile erreichten wir einen ausreichend guten Einblick ins Mittelohr. Tm Blickfeld lagen die Cochlea, das tympanale Tubenostium und das angrenzende Mittelohrareal. Die mediale Wand der Tube ist beim Meerschwejnchen distal von der Offnung löffelförmig aufgebogen und liegt in dem von der knöchernen Cochlea und der medialen Wand der Paukenhöhle gebildeten Winkel.
Mit elnem feinen Federhalter wurden em oder mehrere Tuschepunkte in verschiedenen Arealen der Mittelohr-
Wird zuviel Tusche auf eine Stelle aufge-
bracht, so wird sie langsam von der Feuchtigkeit der Schleimhaut durchsetzt, bleibt Lange auf einer Stelle liegen, urn sch1ieIIich vom Rande her stückweise abgelost und ab-
transportiert zu werden. Wir haben die Beobachtung gemacht, da1 sich diese Anhaufungen durch einige Tropfen Ringerlosung schneller in den Sekretstrom einordnen lassen. Das flussige Sekret unter dem Gel wird nicht transportiert, sondern nur von den Zilien durchmischt. In ibm enthaltene Farbpartikelchen, die auf die Zilien sedimentieren
und bei einer gewissen Groge und Schwere nicht abgeschleudert werden, können, langsam transportiert, den Spalt zwischen Gelphase und Zilienwimpern erreichen und in die obere Sekretschicht aufgenommen werden.
Die Auswertung der beobachteten und dokumentierten Versuche zum mukoziliären Abtransport aus dern Mittelohr zeigt, da1 sich Areale mit unterschiedlichen Transportgeschwindigkeiten identifizieren lassen (Abb. 2).
In einem schrnalen Randbezirk findet zu-
nächst der Transport sehr verzogert statt. Es muf der Fremdkorper bzw. die Tusche langsam an die schnelle
schleimhaut aufgebracht und der Abtransport zur Tube beobachtet. Die Transportzeiten und die Transportwege wurden fotografisch und videotechnisch dokumentiert und in Schemata des linken bzw. rechten Mittelohres des Meerschweinchens ubertragen.
Transportzone herangebracht werden. 1st diese erreicht, findet der Abtransport in normaler Geschwindigkeit statt.
verarbeitet werden (Abb. 1).
dung kommt (s. Abb. 3).
Das darumliegende Areal hat sehr lange Abtransportzeiten. Man hat zunãchst den Eindruck, daI Ergebnisse em aufgebrachter Tuschepunkt für lange Zeit regungslos verharrt. Manchmal erst nach einer 3/4 Stunde komrnt es Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind zu einer langsamen Bewegung in Richtung der mittelnicht in konkreten Zahien oder statistischen Bildern auszu- schnellen Transportzone und wird endlich nach fast 1 drücken. Die fotografisch und videotechnisch festgehalte- Stunde die schnelle Transportzone abtrarisportiert. nen Beobachtungen können zur weiteren Verdeutlichung Innerhaib der Zone für den schnellen Abtransport läf?t sich nur zeichnerisch umgesetzt und somit interpretiert und em Gebiet identifizieren, in deni es häufiger zu StrudelbilWir konnten die Sekretwanderung durch Markierung mit Tusche verfolgen. Die Tuschepartikelchen durchschlagen durchweg nach Aufbringung die Gelschicht und bleiben einen Moment zwischen den Zilien liegen, wobei sich em runder Farbhof bildet. Sie werden dann jedoch schnell hochgewirbelt und ziehen einen immer schmaler werdenden Farbstreifen hinter sich her, urn schlie1lich nur noch als feines Körnchen weiterzuwandern.
Das Randgebiet dieser schnellen Transportzone zeigt em zusatzliches Areal für höchste Geschwindigkeiten (s. Abb. 3).
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Material und Methode
Zur Drainage des Mittelohres
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Abb. 2 Areale mit unterschiedlichen Transportgeschwi ndigkeiteri: schrieller Abtransport (3—8 min)=°°, langsamer Abtrarisport (9—20 min)°, sehr langsamer Abtransport(20—45 min)=***.
Der Abtrarisport folgt einem festen Schema. Die Transportwege sind durch die Schlagrichtung der Zilien vorgegeben. In einem schmalen tubeneingangsnahen Bereich sucht em eingebrachter Fremdkörper den direkten Weg zum Tubenostium (s. Abb. 4). In einem zweiten grof?en Gebiet wird der Abtrarisport Richtung Cochlea und darin nahezu rechtwinklig zum Tubenostium durchgefuhrt (s. Abb. 4). In einem tubenfern gelegenen schmalen Areal
/
findet em Abtransport zunächst in Gegenrichtung statt, urn dann urn Ca. 1200 abzubrechen und in Richtung Tube weiter zu wandern (s. Abb. 4).
In den Tuscheabtansporturitersuchungen
Abb. 3 Areale mit unterschiedlichen Transportgeschwindigkeiten bzw. -tormen: Zone für schnellen Abtransport= Zone mit extremer Transportgeschwindigkeit bzw. Wirbelbildung =
'
kristallisierten sich ,,Stra1en" für sehr schnellen Transport heraus. Em rasterelektronenmikroskopisches Bud aus diesem Areal (Abb. 5) zeigt, da1 die anscheinend sehr aktiven Transportzonen in den Randpartien mit dichtem Zilienbewelche die meisten Fremdkörpersatz zu finden sind, partikel transportiert werden. AuIerha1b dieses Gebietes Iä1t die Ziliendichte nach. Je weiter man sich von dem Tubenostium und der Cochlea entfernt, um so rarer werden Zellen mit Zilienbesatz. Hier geht das Epithel von kubischem Epithel mit Mikrovillibesatz in einfaches PlattenepiVereinzelt dazwischen gestreut noch zilientrathel gende Areale.
So lassen sich auch morphologisch die Hauptabtrarisportwege nachweisen, die wir aus den Unter-
suchungen folgern muften. Es gibt Areale für mittelschnellen und schnellen Abtransport. Die Transportwege sind scharf begrenzt, und transportfàhige Mittelohrfremdkörper folgen auf ihrem Weg zur Tube festgelegten ,,Stra-
fen". Abb.4 Arate mitfestgelegten Abtransportrichtungen: Fremdkörper suchen hier den direkten Weg zur Tube . Abtransport zunächst in Richtung Cochlea und dann rechtwinklig zurn Tubenostiurn = Abtransport nahezu entgegengesetzt, der Tuscheweg bricht urn ca. 120° ab Richtung Tube=***.
Diskussion
Beim normalen wie auch beim perforierten Trommelfell erfolgte die Uberprufung der Drainagefunktion von Mittelohr und Tube entweder durch optischen Nachweis von Farblosungen im Nasenrachen nach tympanaler Applikation oder von Rontgenkontrastmitteln in der rontgenologischen Bilddarstellung (Ashan, 1962; CompeTe, 1958; Compere jun., 1960; Thullen, 1954; Rogers und Mitarb., 1962; Tomita, 1968; Vilar-Puir, 1969).
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Abb. 5 Rasterelektronenmikroskopische Aufnahrne aus der Hauptabtansportstral3e zeigt die aut einen schmalen Streifen konzentrierte hohe Ziliendichte.
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wiederholung alIe 30 Sekunden und unter Lagerung des Kopfes nach vorn und zur Seite des Gegenohres nach 10 Minuten im Nasenrachen, so gait die Drainage als normal. Heute ist das Seromukotympanon die häufigste otologische Erkrankung im Kindesaiter. Nach den Untersuchungen von Fleischer, Hussi und Münker haben 20—25 % alter Kleinkinder Anzeichen dieser Erkrankung (Fleischer, 1966; Hussl, 1973; Münker, 1972, 1976). Lupovich und Harkins untersteitten, da zu Beginn eines jeden Seromukotympanons em entzündticher Proze im Nasenrachenraum vorherrscht, der em Odem und dadurch einen erschwerten Luftdurchtritt durch die Ohrtrompete bewirkt (Lupovich und Harkins, 1972). Der irn Mittelohr seibst produzierte Schieim kann dann nur erschwert oder nicht abtransportiert werden, wird eingedickt und erschwert die Tubendurchgangigkeit auch dann noch, wenn die Erkrankung des Nasenrachenraumes abgeheitt ist. Die Steriiitat der Ergufflussigkeit beim Seromukotympanon spricht dafür, da em Einwandern von Erregern aus dem Epipharynx so lange nicht mogiich ist, wie der Luftdurchstrom durch die Ohrtrompete behindert bteibt (Tonder und Gundersen, 1971; Bernstein und Hayes, 1971, 1972; Münker, 1976).
Die ersten histotogischen Untersuchungen des Fetsenbeines diskutierten den Aufbau der Mittelohrschteimhaut kontrovers. Es wurde beschrieben, dal? das Mittelohrepithel aus einem fiachen bis kubischen einiagigen Epithel bestehe, von dem angenommen wurde, da es weder Zitien noch BecherzelIen enthaite. Ausnahmen wurden nur für das Gebiet des tympanalen Tubenostiums und der Eustachischen Röhre sowie einigen kieinen Areaten des Hypotympanon gemacht (Mark, 1938; Eggston und Wolf, 1947; Schwarzbart, 1958).
Diese Auffassung wurde wührend der vergangenen zwanzig Jahre revidiert und der Aufbau der Mittelohrschleimhaut differenzierter gesehen. Weitere Unter-
Pauke bis zum Nasenrachen auskleidet, schlägt rachenwarts.
Die Ziiiartätigkeit fördert nicht nur den Sekretf1uf zum Nasenrachen, sondern behindert gleichzei-
tig das Eindringen von Fremdstoffen aus diesem in die Pauke und verstarkt sornit die Schutzfunktion des rachenwarts begünstigten Ventilmechanismus (ZOllner, 1966; Sade, 1967). Der Muskeitatigkeit in der Tuben-Offnungsphase wahrend des Schluckaktes kommt em Hauptanteil des Drainageerfoiges zu. Das mit dem tympanalen Tubenostium in Kontakt gehaltene Paukensekret kann in das sich öffnende Tubenrohr einflie1en und weiterbefördert werden. Die Schwerkraft und der Druckausgleich als physikalische Faktoren besitzen für sich allein nur eine unterstützende Wirkung (Rundgrantz, 1969). Die Schwerkraft würde auch bei begünstigender Kopfsteliung nicht ausreichen, urn dern hochviskösen Sekret den Weg gegen den Gewebsdruck durch das enge Tubenrohr zu bahnen. Die Erfordernis zurn Druckausgieich, die sich in dem unwilikürlichen Anreiz zum haufigen Schlucken manifestiert, fördert mdirekt die daraus resultierende Muskeiaktivität die Sekretdrainage.
Die normale Mittelohrdrainage wird wohl im wesentlichen wie auch bei den Nasennebenhöhlen von der kompiexen Funktion des Sekrettransportes besorgt. Sie ist abhangig von: 1) der Sekretion 2) den Sekreteigenschaften 3) der Zilienaktion 4) der Resorption 5) den Ostien bzw. Ausführungsgangen (Messerklinger, 1969).
Die Ziliendysfunktion, erhöhte Temperatur, zerstörte Zilien, hoher C02-Gehalt, niedriger Sauerstoffgehalt und erhöhter oder verringerter Druck haben groen EinfluIg auf den Ziliartransport auch in der akuten und sekretorischen Otitis media (Nevo und Mitarb., 1975; Gosselin, 1966; Proetz, 1953; Messerklinger, 1950; Arnold, 1977).
Als Ursache für einen gestörten mukoziliaren Transport wird sowohi die Entkopplung durch eine zu suchungen des Mittelohrepithels an einer gro&n ZahI rnachtige Solschicht und sornit leerschlagenden Zilien als menschlicher Felsenbeinpraparate zeigten, daI em groIer auch die Verklebung der Zilien in einer zu rnachtigen GelTeil der Schleimhaut von zilientragenden Zellen gebildet schicht diskutiert (Breuninger, 1968; Adler und Mitarb., und mit Becherzelien durchsetzt ist (Sade, 1966; Beck, 1973; Sade und Mitarb., 1970; Toremalm, 1983). 1965; Lim, 1970; Arnold, 1971; Lim und Hussl, 1969). Wir haben in unseren Versuchen die BeobDie Verteilung der Zilien irn Mittelohr und achtung gemacht, daf, wenn bei der Präparation der Buila der Tuba Eustachji macht die Existenz eines aktiven muko- em wenig Blut auf die Schleimhaut tropfte, sich sofort das ziiiaren Transportsystems für die Reinigung des Mitteloh- Transportverhalten veranderte. Die Verunreinigung wurde res wahrscheinljch (Lim und Mitarb., 1973; Lim, 1974; durch vorsichtiges Abtupfen entfernt. Da audi immer TeiSade, 1967; Kuijpers und Mitarb., 1984). Ic der Schieimschicht mit abgetupft wurden, kam es anschlieend zu einer volistandigen Sistierung des AbtransDie Aufgabe einer funktionstuchtigen Mit- portes. Das Phanomen des mukoziliaren Transportes ist altelohr-Tubendrainage ist, normale und krankhaft entstan- so an em intaktes und metachron schlagendes Ziliarepithel dene Sekrete aus den Mittelohrràumen zu entfernen, urn wie auch an eine genau ausbalancierte Schleimzusamrnendie Pauke von Schwingungshindernissen für den Schaliei- setzung mit optimaler Viskoelastizitat gebunden. tungsapparat freizuhalten und Entzündungsprozessen entgegenzuwirken. Das Flimmerepithei, das die Tube von der
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In beiden Fallen wurde die mit dern normalen Paukensekret nicht iibereinstimmende dunnflussigere Farblosung oder dickflussigeren Kontrastmittel durch das intakte Trommelfell, eine vorhandene Perforation oder vom pharyngealen Ostium aus (Carracosca und Mitarb., 1966) mit mehr oder weniger Druck in die Pauke instilliert. Erschien die Farblosung unter fortlaufender Schiuck-
Zur Drainage des Mittelohres
und teilweise bis unter das Dach befördert werden, urn dann von oben oder seitlich oben mit einer schraubenden Bewegung in das Ostium zu gelangen. Oft erreicht das Se-
kret erst nach gröIeren Umwegen das Ostium (Hilding, 1932; Messerklinger, 1958, 1966, 1967 a, b). Soiche Beobachtungen direkt am lebenden Menschen durchzuführen, ist heute mit der Technik der Endoskope im Bereich der Nasennebenhöhlen moglich. die Tube ins Mittelohr gefuhrt Dünne Endoskope, die werden können, bieten keine ausreichende Ubersicht in der Pauke. Wir konnten unsere Beobachtung dennoch unter optimalen Bedingungen in einem dem menschlichen Mittelohr vergleichbaren Tiermodell durchführen.
Fremdkorperpartikel werden auch aus der aktivem Pauke auf einer intakten Schleimschicht Flimmerepithel in immer wieder gleichen Bahnen und Transportwegen der Tube und damit dem Nasenrachenraum zugefuhrt. Kleinste Verunreinigungen oder Störungen des mukoziliären Gleichgewichtes hatten stets den Zusammenbruch dieser fein abgestimmten Funktionseinheit zur Folge.
Einige Untersucher haben zwar die Existenz eines aktiven Reinigungsmechanismus im Mittelohr und in der Eustachischen Röhre nachgewiesen (CompeTe, 1958; Rogers und Mitarb., 1962). Es zeigten sich jedoch Widerspruche bei der Beschreibung der Struktur und der Oberflachengestaltung der Pauke und der Tube (Doyle und Rood, 1980). Wir konnten nachweisen, daI in der direkten Umgebung der mukoziliaren Hauptabtransportwege sich das oberflächliche Zelisystem auf zilientragende Epithelien beschrankt. Dies erkldrt sich durch die starke Beanspruchung. Aus alien Teilen des Mittelohres werden mehr oder weniger schnell Fremdkörperpartikel auf einer Schleimunterlage zum tympanalen Tubenostium transportiert. In diesem Bereich ist es daher entscheidend, daI eine schnelle und storungsfreie Epitheireinigung erfolgt. Eine Schleimproduktion ist hier nicht notwendig. Damit es zu keinem
Rückstau kommt, mu bis in das Tubenlumen und darhinaus eine rasche kontinuierliche mukoziliäre Reinigung erfolgen.
Es zeigte sich somit em kiar definiertes Transportwegesystem, in dessen Mittelpunkt das tympanale Tubenostium steht. Nach Abheilung der kindlichen Infekte kann also mit Hilfe des mukoziliaren Clearance-Sy-
stems em Seromukotympanon iiber die Tube drainiert werden. In der therapeutischen Konsequenz ist daher bei PaukenerguI eine Ausheilurig der begleitenden Nasenracheninfekte anzustreben, der Selbstheilungsprozef abzuwarten und eine operative Intervention hintenanzustellen.
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Die häufig beobachtete Spontanheilung dieser Erkrankung hangt primar von der Fahigkeit des
Mittelohres, sich selbst zu belüften, ab. Bei einigen Patien-
ten jedoch hat die Erkrankung einen sehr protrahierten Verlauf und kann zu Strukturveranderungen im Mittelohr, reduzierter Pneumatisation des Mastoids, zu Tympanosklerose und zu Cholesteatomen führen (Steurer, 1926). Da die Mittelohrschleimhaut lange Zeit als zilienfrei galt, wurde ihr kein aktiver Transportmechanismus zugestanden und die Clearance-Funktion nur mit einer ,,offenen" oder ,,geschlossenen" Tube in Verbindung gebracht (Schwarzbart, 1958).
nau charakterisiert und die unterschiedlichen TransOn the Drainage of the Middle Ear
Die Schalleitungsschwerhörigkeit, bedingt durch em Sero- oder Mukotympanon, zeigt eine Haufung im Vorschulalter. Sie ist mit einer altersbedingten Infekt-
Otitis media with effusion occurs very
knüpft (Ganzer und Arnold, 1980).
portgeschwindigkeiten beschrieben.
frequently in childhood and usually heals without therapy. The condition is thought to be due to a higher susceptibility to infections of the upper respiratory tract
and the fact that the Eustachian tube is not yet functioning perfectly at that age. Many authors explain this astonishingly high rate of spontaneous recoveries by tube malfunction alone, never even considering a middle ear clearance system. It is known from the paranasal sinuses that the cavities are regularly and continually cleaned according to very precise rules. In in-vivo
experiments with guinea pigs the author proved that there is an obvious similarity between the paranasal sinus and the middle ear as far as the clearance system is concerned. By applying tracer substances to the middle
anfälligkeit und einer vergröerten Rachenmandel ver-
Frühere Experimente zeigten zwar, da rontgendichte oder fluoreszierende Materialien innerhalb die Tube abtransporvon Minuten aus dem Mittelohr
tiert werden (Holmgren, 1934; Sato, 1939; Compere, 1958; Rogers und Mitarb., 1962). Beobachtungen den mukoziliaren Reinigungsmechanismus des Mittelohres aber wurden entweder bei Patienten mit groen, lange be-
stehenden Perforationen oder an Mittelohrschleimhautpräparaten, also unter unphysiologischen Bedingungen, durchgefuhrt. In der vorliegenden Arbeit soil im Tiermodell, in vivo, unter physioiogischen Bedingungen, der mukoziliare Abtransport aus der Pauke des Meerschweinchen beobachtet, dokumentiert und ausgewertet werden.
ear mucosa the usual drainage pathways out of the middle ear into the Eustachin tube, and the different rates of drainage were very precisely defined.
Laryngo-Rhino-Otol. 69 (1990) 35—40
Georg Thieme Verlag Stuttgart New York
Herrn Prof. Dr. K.-H. Vosteen zum 65. Geburtsrag gewidmet
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Zusammenfassung
36 Laryngo-Rhino-Otol. 69(1990)
—____________
b
a
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R. J.
Kau
C
Abb.1 a—c Beispielhafte Fotodokumente, die als Grundlage für die Zeichnung herangezogen wurden. Ts=Tusche; Co=Cochlea.
Gesunde Meerschweinchen von mittlerem Körpergewicht (200—400 g), Preyer-Reflex positiv, wurden mit Nenibutal je nach Körpergewicht intraperitoneal anàsthesiert und in Rückenlage auf einem Tieroperationstisch fixiert.
Zunkhst Tracheotomie der Tiere, da es bei Manipulationen der Halsweichteile leicht zu einer Seitwärtsverdrängung der gesamten Trachea und Abknickung kommen kann und die Tiere nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden. Der Hautschnitt wurde auf dem rechten bzw. linken horizontalen Unterkieferast geführt. Nach Darstellung der Haismuskulatur wurde diese auf die Seite gedrängt und in die Tiefe bis auf die Bulla vorpräpariert. Die Weichteile konnten mit einem Sperrer zur Seite gehalten und die freiliegende Bulla dann mit einem Elektrobohrer eröffnet werden. Durch Abtragen weiterer knöcherner Anteile erreichten wir einen ausreichend guten Einblick ins Mittelohr. Tm Blickfeld lagen die Cochlea, das tympanale Tubenostium und das angrenzende Mittelohrareal. Die mediale Wand der Tube ist beim Meerschwejnchen distal von der Offnung löffelförmig aufgebogen und liegt in dem von der knöchernen Cochlea und der medialen Wand der Paukenhöhle gebildeten Winkel.
Mit elnem feinen Federhalter wurden em oder mehrere Tuschepunkte in verschiedenen Arealen der Mittelohr-
Wird zuviel Tusche auf eine Stelle aufge-
bracht, so wird sie langsam von der Feuchtigkeit der Schleimhaut durchsetzt, bleibt Lange auf einer Stelle liegen, urn sch1ieIIich vom Rande her stückweise abgelost und ab-
transportiert zu werden. Wir haben die Beobachtung gemacht, da1 sich diese Anhaufungen durch einige Tropfen Ringerlosung schneller in den Sekretstrom einordnen lassen. Das flussige Sekret unter dem Gel wird nicht transportiert, sondern nur von den Zilien durchmischt. In ibm enthaltene Farbpartikelchen, die auf die Zilien sedimentieren
und bei einer gewissen Groge und Schwere nicht abgeschleudert werden, können, langsam transportiert, den Spalt zwischen Gelphase und Zilienwimpern erreichen und in die obere Sekretschicht aufgenommen werden.
Die Auswertung der beobachteten und dokumentierten Versuche zum mukoziliären Abtransport aus dern Mittelohr zeigt, da1 sich Areale mit unterschiedlichen Transportgeschwindigkeiten identifizieren lassen (Abb. 2).
In einem schrnalen Randbezirk findet zu-
nächst der Transport sehr verzogert statt. Es muf der Fremdkorper bzw. die Tusche langsam an die schnelle
schleimhaut aufgebracht und der Abtransport zur Tube beobachtet. Die Transportzeiten und die Transportwege wurden fotografisch und videotechnisch dokumentiert und in Schemata des linken bzw. rechten Mittelohres des Meerschweinchens ubertragen.
Transportzone herangebracht werden. 1st diese erreicht, findet der Abtransport in normaler Geschwindigkeit statt.
verarbeitet werden (Abb. 1).
dung kommt (s. Abb. 3).
Das darumliegende Areal hat sehr lange Abtransportzeiten. Man hat zunãchst den Eindruck, daI Ergebnisse em aufgebrachter Tuschepunkt für lange Zeit regungslos verharrt. Manchmal erst nach einer 3/4 Stunde komrnt es Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind zu einer langsamen Bewegung in Richtung der mittelnicht in konkreten Zahien oder statistischen Bildern auszu- schnellen Transportzone und wird endlich nach fast 1 drücken. Die fotografisch und videotechnisch festgehalte- Stunde die schnelle Transportzone abtrarisportiert. nen Beobachtungen können zur weiteren Verdeutlichung Innerhaib der Zone für den schnellen Abtransport läf?t sich nur zeichnerisch umgesetzt und somit interpretiert und em Gebiet identifizieren, in deni es häufiger zu StrudelbilWir konnten die Sekretwanderung durch Markierung mit Tusche verfolgen. Die Tuschepartikelchen durchschlagen durchweg nach Aufbringung die Gelschicht und bleiben einen Moment zwischen den Zilien liegen, wobei sich em runder Farbhof bildet. Sie werden dann jedoch schnell hochgewirbelt und ziehen einen immer schmaler werdenden Farbstreifen hinter sich her, urn schlie1lich nur noch als feines Körnchen weiterzuwandern.
Das Randgebiet dieser schnellen Transportzone zeigt em zusatzliches Areal für höchste Geschwindigkeiten (s. Abb. 3).
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Material und Methode
Zur Drainage des Mittelohres
!
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t*
Abb. 2 Areale mit unterschiedlichen Transportgeschwi ndigkeiteri: schrieller Abtransport (3—8 min)=°°, langsamer Abtrarisport (9—20 min)°, sehr langsamer Abtransport(20—45 min)=***.
Der Abtrarisport folgt einem festen Schema. Die Transportwege sind durch die Schlagrichtung der Zilien vorgegeben. In einem schmalen tubeneingangsnahen Bereich sucht em eingebrachter Fremdkörper den direkten Weg zum Tubenostium (s. Abb. 4). In einem zweiten grof?en Gebiet wird der Abtrarisport Richtung Cochlea und darin nahezu rechtwinklig zum Tubenostium durchgefuhrt (s. Abb. 4). In einem tubenfern gelegenen schmalen Areal
/
findet em Abtransport zunächst in Gegenrichtung statt, urn dann urn Ca. 1200 abzubrechen und in Richtung Tube weiter zu wandern (s. Abb. 4).
In den Tuscheabtansporturitersuchungen
Abb. 3 Areale mit unterschiedlichen Transportgeschwindigkeiten bzw. -tormen: Zone für schnellen Abtransport= Zone mit extremer Transportgeschwindigkeit bzw. Wirbelbildung =
'
kristallisierten sich ,,Stra1en" für sehr schnellen Transport heraus. Em rasterelektronenmikroskopisches Bud aus diesem Areal (Abb. 5) zeigt, da1 die anscheinend sehr aktiven Transportzonen in den Randpartien mit dichtem Zilienbewelche die meisten Fremdkörpersatz zu finden sind, partikel transportiert werden. AuIerha1b dieses Gebietes Iä1t die Ziliendichte nach. Je weiter man sich von dem Tubenostium und der Cochlea entfernt, um so rarer werden Zellen mit Zilienbesatz. Hier geht das Epithel von kubischem Epithel mit Mikrovillibesatz in einfaches PlattenepiVereinzelt dazwischen gestreut noch zilientrathel gende Areale.
So lassen sich auch morphologisch die Hauptabtrarisportwege nachweisen, die wir aus den Unter-
suchungen folgern muften. Es gibt Areale für mittelschnellen und schnellen Abtransport. Die Transportwege sind scharf begrenzt, und transportfàhige Mittelohrfremdkörper folgen auf ihrem Weg zur Tube festgelegten ,,Stra-
fen". Abb.4 Arate mitfestgelegten Abtransportrichtungen: Fremdkörper suchen hier den direkten Weg zur Tube . Abtransport zunächst in Richtung Cochlea und dann rechtwinklig zurn Tubenostiurn = Abtransport nahezu entgegengesetzt, der Tuscheweg bricht urn ca. 120° ab Richtung Tube=***.
Diskussion
Beim normalen wie auch beim perforierten Trommelfell erfolgte die Uberprufung der Drainagefunktion von Mittelohr und Tube entweder durch optischen Nachweis von Farblosungen im Nasenrachen nach tympanaler Applikation oder von Rontgenkontrastmitteln in der rontgenologischen Bilddarstellung (Ashan, 1962; CompeTe, 1958; Compere jun., 1960; Thullen, 1954; Rogers und Mitarb., 1962; Tomita, 1968; Vilar-Puir, 1969).
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Abb. 5 Rasterelektronenmikroskopische Aufnahrne aus der Hauptabtansportstral3e zeigt die aut einen schmalen Streifen konzentrierte hohe Ziliendichte.
R. J. Kau
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wiederholung alIe 30 Sekunden und unter Lagerung des Kopfes nach vorn und zur Seite des Gegenohres nach 10 Minuten im Nasenrachen, so gait die Drainage als normal. Heute ist das Seromukotympanon die häufigste otologische Erkrankung im Kindesaiter. Nach den Untersuchungen von Fleischer, Hussi und Münker haben 20—25 % alter Kleinkinder Anzeichen dieser Erkrankung (Fleischer, 1966; Hussl, 1973; Münker, 1972, 1976). Lupovich und Harkins untersteitten, da zu Beginn eines jeden Seromukotympanons em entzündticher Proze im Nasenrachenraum vorherrscht, der em Odem und dadurch einen erschwerten Luftdurchtritt durch die Ohrtrompete bewirkt (Lupovich und Harkins, 1972). Der irn Mittelohr seibst produzierte Schieim kann dann nur erschwert oder nicht abtransportiert werden, wird eingedickt und erschwert die Tubendurchgangigkeit auch dann noch, wenn die Erkrankung des Nasenrachenraumes abgeheitt ist. Die Steriiitat der Ergufflussigkeit beim Seromukotympanon spricht dafür, da em Einwandern von Erregern aus dem Epipharynx so lange nicht mogiich ist, wie der Luftdurchstrom durch die Ohrtrompete behindert bteibt (Tonder und Gundersen, 1971; Bernstein und Hayes, 1971, 1972; Münker, 1976).
Die ersten histotogischen Untersuchungen des Fetsenbeines diskutierten den Aufbau der Mittelohrschteimhaut kontrovers. Es wurde beschrieben, dal? das Mittelohrepithel aus einem fiachen bis kubischen einiagigen Epithel bestehe, von dem angenommen wurde, da es weder Zitien noch BecherzelIen enthaite. Ausnahmen wurden nur für das Gebiet des tympanalen Tubenostiums und der Eustachischen Röhre sowie einigen kieinen Areaten des Hypotympanon gemacht (Mark, 1938; Eggston und Wolf, 1947; Schwarzbart, 1958).
Diese Auffassung wurde wührend der vergangenen zwanzig Jahre revidiert und der Aufbau der Mittelohrschleimhaut differenzierter gesehen. Weitere Unter-
Pauke bis zum Nasenrachen auskleidet, schlägt rachenwarts.
Die Ziiiartätigkeit fördert nicht nur den Sekretf1uf zum Nasenrachen, sondern behindert gleichzei-
tig das Eindringen von Fremdstoffen aus diesem in die Pauke und verstarkt sornit die Schutzfunktion des rachenwarts begünstigten Ventilmechanismus (ZOllner, 1966; Sade, 1967). Der Muskeitatigkeit in der Tuben-Offnungsphase wahrend des Schluckaktes kommt em Hauptanteil des Drainageerfoiges zu. Das mit dem tympanalen Tubenostium in Kontakt gehaltene Paukensekret kann in das sich öffnende Tubenrohr einflie1en und weiterbefördert werden. Die Schwerkraft und der Druckausgleich als physikalische Faktoren besitzen für sich allein nur eine unterstützende Wirkung (Rundgrantz, 1969). Die Schwerkraft würde auch bei begünstigender Kopfsteliung nicht ausreichen, urn dern hochviskösen Sekret den Weg gegen den Gewebsdruck durch das enge Tubenrohr zu bahnen. Die Erfordernis zurn Druckausgieich, die sich in dem unwilikürlichen Anreiz zum haufigen Schlucken manifestiert, fördert mdirekt die daraus resultierende Muskeiaktivität die Sekretdrainage.
Die normale Mittelohrdrainage wird wohl im wesentlichen wie auch bei den Nasennebenhöhlen von der kompiexen Funktion des Sekrettransportes besorgt. Sie ist abhangig von: 1) der Sekretion 2) den Sekreteigenschaften 3) der Zilienaktion 4) der Resorption 5) den Ostien bzw. Ausführungsgangen (Messerklinger, 1969).
Die Ziliendysfunktion, erhöhte Temperatur, zerstörte Zilien, hoher C02-Gehalt, niedriger Sauerstoffgehalt und erhöhter oder verringerter Druck haben groen EinfluIg auf den Ziliartransport auch in der akuten und sekretorischen Otitis media (Nevo und Mitarb., 1975; Gosselin, 1966; Proetz, 1953; Messerklinger, 1950; Arnold, 1977).
Als Ursache für einen gestörten mukoziliaren Transport wird sowohi die Entkopplung durch eine zu suchungen des Mittelohrepithels an einer gro&n ZahI rnachtige Solschicht und sornit leerschlagenden Zilien als menschlicher Felsenbeinpraparate zeigten, daI em groIer auch die Verklebung der Zilien in einer zu rnachtigen GelTeil der Schleimhaut von zilientragenden Zellen gebildet schicht diskutiert (Breuninger, 1968; Adler und Mitarb., und mit Becherzelien durchsetzt ist (Sade, 1966; Beck, 1973; Sade und Mitarb., 1970; Toremalm, 1983). 1965; Lim, 1970; Arnold, 1971; Lim und Hussl, 1969). Wir haben in unseren Versuchen die BeobDie Verteilung der Zilien irn Mittelohr und achtung gemacht, daf, wenn bei der Präparation der Buila der Tuba Eustachji macht die Existenz eines aktiven muko- em wenig Blut auf die Schleimhaut tropfte, sich sofort das ziiiaren Transportsystems für die Reinigung des Mitteloh- Transportverhalten veranderte. Die Verunreinigung wurde res wahrscheinljch (Lim und Mitarb., 1973; Lim, 1974; durch vorsichtiges Abtupfen entfernt. Da audi immer TeiSade, 1967; Kuijpers und Mitarb., 1984). Ic der Schieimschicht mit abgetupft wurden, kam es anschlieend zu einer volistandigen Sistierung des AbtransDie Aufgabe einer funktionstuchtigen Mit- portes. Das Phanomen des mukoziliaren Transportes ist altelohr-Tubendrainage ist, normale und krankhaft entstan- so an em intaktes und metachron schlagendes Ziliarepithel dene Sekrete aus den Mittelohrràumen zu entfernen, urn wie auch an eine genau ausbalancierte Schleimzusamrnendie Pauke von Schwingungshindernissen für den Schaliei- setzung mit optimaler Viskoelastizitat gebunden. tungsapparat freizuhalten und Entzündungsprozessen entgegenzuwirken. Das Flimmerepithei, das die Tube von der
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In beiden Fallen wurde die mit dern normalen Paukensekret nicht iibereinstimmende dunnflussigere Farblosung oder dickflussigeren Kontrastmittel durch das intakte Trommelfell, eine vorhandene Perforation oder vom pharyngealen Ostium aus (Carracosca und Mitarb., 1966) mit mehr oder weniger Druck in die Pauke instilliert. Erschien die Farblosung unter fortlaufender Schiuck-
Zur Drainage des Mittelohres
und teilweise bis unter das Dach befördert werden, urn dann von oben oder seitlich oben mit einer schraubenden Bewegung in das Ostium zu gelangen. Oft erreicht das Se-
kret erst nach gröIeren Umwegen das Ostium (Hilding, 1932; Messerklinger, 1958, 1966, 1967 a, b). Soiche Beobachtungen direkt am lebenden Menschen durchzuführen, ist heute mit der Technik der Endoskope im Bereich der Nasennebenhöhlen moglich. die Tube ins Mittelohr gefuhrt Dünne Endoskope, die werden können, bieten keine ausreichende Ubersicht in der Pauke. Wir konnten unsere Beobachtung dennoch unter optimalen Bedingungen in einem dem menschlichen Mittelohr vergleichbaren Tiermodell durchführen.
Fremdkorperpartikel werden auch aus der aktivem Pauke auf einer intakten Schleimschicht Flimmerepithel in immer wieder gleichen Bahnen und Transportwegen der Tube und damit dem Nasenrachenraum zugefuhrt. Kleinste Verunreinigungen oder Störungen des mukoziliären Gleichgewichtes hatten stets den Zusammenbruch dieser fein abgestimmten Funktionseinheit zur Folge.
Einige Untersucher haben zwar die Existenz eines aktiven Reinigungsmechanismus im Mittelohr und in der Eustachischen Röhre nachgewiesen (CompeTe, 1958; Rogers und Mitarb., 1962). Es zeigten sich jedoch Widerspruche bei der Beschreibung der Struktur und der Oberflachengestaltung der Pauke und der Tube (Doyle und Rood, 1980). Wir konnten nachweisen, daI in der direkten Umgebung der mukoziliaren Hauptabtransportwege sich das oberflächliche Zelisystem auf zilientragende Epithelien beschrankt. Dies erkldrt sich durch die starke Beanspruchung. Aus alien Teilen des Mittelohres werden mehr oder weniger schnell Fremdkörperpartikel auf einer Schleimunterlage zum tympanalen Tubenostium transportiert. In diesem Bereich ist es daher entscheidend, daI eine schnelle und storungsfreie Epitheireinigung erfolgt. Eine Schleimproduktion ist hier nicht notwendig. Damit es zu keinem
Rückstau kommt, mu bis in das Tubenlumen und darhinaus eine rasche kontinuierliche mukoziliäre Reinigung erfolgen.
Es zeigte sich somit em kiar definiertes Transportwegesystem, in dessen Mittelpunkt das tympanale Tubenostium steht. Nach Abheilung der kindlichen Infekte kann also mit Hilfe des mukoziliaren Clearance-Sy-
stems em Seromukotympanon iiber die Tube drainiert werden. In der therapeutischen Konsequenz ist daher bei PaukenerguI eine Ausheilurig der begleitenden Nasenracheninfekte anzustreben, der Selbstheilungsprozef abzuwarten und eine operative Intervention hintenanzustellen.
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![[Middle ear drainage and ventilation: indications, complications and their treatment].](/assets/img/hold.png)
