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Hochauflösungsmanometrische Beurteilung des Muskeltonus im oberen Ösophagussphinkter bei Aktivierung des laryngealen Adduktionsreflexes
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Autoren
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Frederik Joshua Meisoll
- Klinik für Phoniatrie und Pädaudiologie, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover, Deutschland
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Michael Jungheim
- Klinik für Phoniatrie und Pädaudiologie, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover, Deutschland
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Jacob Friedemann Fast
- Institut für Mechatronische Systeme, Leibniz Universität Hannover, Hannover, Deutschland
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Tobias Ortmaier
- Institut für Mechatronische Systeme, Leibniz Universität Hannover, Hannover, Deutschland
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Martin Ptok
- Klinik für Phoniatrie und Pädaudiologie, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover, Deutschland
| Veröffentlicht: | 13. September 2019 |
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Gliederung
Zusammenfassung
Hintergrund: Der laryngeale Adduktionsreflex (LAR) ist ein wichtiger Mechanismus zur Atemwegssicherung bei laryngealer Fremdkörperpenetration. Über einen Glottisschluss werden Aspirationen vermieden. An der darauf folgenden Expektoration sind mehrere Organsysteme beteiligt. Hierzu gehört vermutlich auch ein charakteristisches Verhalten des oberen Ösophagussphinkters (oÖS), der durch seine Barrierefunktion den deglutitiven vom respiratorischen Weg trennt und im Falle des Hustens eine Regurgitation von Ösophagusinhalt vermeiden soll. Ziel der Studie war es deshalb, das Verhalten des oÖS bei gezielter Auslösung des LAR zu untersuchen.
Material und Methoden: Bei 7 gesunden Probanden zwischen 22 und 34 Jahren (5 weiblich, 2 männlich) wurde der oÖS hochauflösungsmanometrisch untersucht, während der LAR durch Applikation von Mikrotröpfchen aus angefärbtem Wasser (Masse ca. 4,6 mg) auf die endolaryngeale Mukosa je 20 Mal ausgelöst wurde. Für die Applikation der Mikrotröpfchen wurde das MIT-LAR-System eingesetzt. Analysiert wurde der intraluminale Druck des oÖS im Zeitverlauf als Maß für dessen Kontraktionsverhalten. Der Auslösezeitpunkt des LAR wurde über ein speziell entwickeltes Kopplungsmodul im Druckverlauf markiert.
Ergebnisse: Es konnten zwei voneinander abgrenzbare Phasen („P1“, „P2“) im Druckverlauf des oÖS infolge der Auslösung des LAR identifiziert werden. P1 trat ca. 200–500 ms nach Applikation des Mikrotröpfchens auf und entsprach bei 2 Probanden einer kurzeitigen Drucksenkung, bei 5 Probanden einer Druckerhöhung. Bei P2 trat bei allen Probanden eine Druckerhöhung mit einer Latenzzeit von ca. 800–1500 ms nach Mikrotröpfchenapplikation auf, die gemittelt ca. 40–80 mmHg über dem oÖS-Ruhetonus lag.
Diskussion: Die Phase P1 könnte auf die durch den LAR bedingte Stimmlippenaktivität zurückzuführen sein, sodass uneinheitliche Tonusänderungen im oÖS resultierten. Die Druckerhöhung in P2, die bei allen Probanden zu beobachten war, entsprach einer reflektorischen Kontraktion des oÖS. Durch diese Kontraktion verstärkt sich die Barrierefunktion des oÖS und würde somit einer hustenassoziierten Regurgitation von Ösophagusinhalt entgegenwirken.
Fazit: Der oÖS leistet durch sein kontraktiles Verhalten (P2) bei Auslösung des LAR einen Beitrag zur organübergreifenden Atemwegssicherung. Dieses konnte mit der hier verwendeten Versuchsapparatur erstmals systematisch charakterisiert werden.
Text
Hintergrund
Der laryngeale Adduktionsreflex (LAR) ist ein wichtiger Mechanismus zur Atemwegssicherung bei laryngealer Fremdkörperpenetration. Über einen Glottisschluß werden Aspirationen vermieden [1], [2]. An der darauf folgenden Expektoration sind mehrere Organsysteme beteiligt. Hierzu gehört vermutlich auch ein charakteristisches Verhalten des oberen Ösophagussphinkters (oÖS), der durch seine Barrierefunktion den deglutitiven vom respiratorischen Weg trennt und im Falle des Hustens eine Regurgitation von Speiseröhreninhalt vermeiden soll [3]. Ziel der Studie war es deshalb, das Verhalten des oÖS bei gezielter Auslösung des LAR zu untersuchen.
Methodik
Bei 7 gesunden Probanden zwischen 22 und 34 Jahren (5 weiblich, 2 männlich) wurde der oÖS hochauflösungsmanometrisch [4] untersucht, während der LAR durch Applikation von Mikrotröpfchen aus angefärbtem Wasser (Masse ca. 4,6 mg) auf die endolaryngeale Mukosa je 20 Mal ausgelöst wurde [5]. Für die Applikation der Mikrotröpfchen wurde das MIT-LAR-System eingesetzt [6], [7]. Analysiert wurde der intraluminale Druck des oÖS im Zeitverlauf als Maß für dessen Kontraktionsverhalten. Der Auslösezeitpunkt des LAR wurde über ein speziell entwickeltes Kopplungsmodul im Druckverlauf markiert.
Ergebnisse
Es konnten zwei voneinander abgrenzbare Phasen („P1“, „P2“) im Druckverlauf des oÖS infolge der Auslösung des LAR identifiziert werden. P1 trat ca. 200–500 ms nach Applikation des Mikrotröpfchens auf und entsprach bei 2 Probanden einer kurzeitigen Drucksenkung, bei 5 Probanden einer Druckerhöhung. Bei P2 trat bei allen Probanden eine Druckerhöhung mit einer Latenzzeit von ca. 800–1500 ms nach Mikrotröpfchenapplikation auf, die gemittelt ca. 40–80 mmHg über dem oÖS-Ruhetonus lag.
Diskussion
Die Phase P1 könnte auf die durch den LAR bedingte Stimmlippenaktivität zurückzuführen sein, sodass uneinheitliche Tonusänderungen im oÖS resultierten. Die Druckerhöhung in P2, die bei allen Probanden zu beobachten war, entsprach einer reflektorischen Kontraktion des oÖS. Durch diese Kontraktion verstärkt sich die Barrierefunktion des oÖS und würde somit einer hustenassoziierten Regurgitation von Ösophagusinhalt entgegenwirken.
Fazit
Der oÖS leistet durch sein kontraktiles Verhalten (P2) bei Auslösung des LAR einen Beitrag zur organübergreifenden Atemwegssicherung. Dieses konnte mit der hier verwendeten Versuchsapparatur erstmals systematisch charakterisiert werden.
Literatur
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- Ptok M, Bonenberger S, Miller S, Kühn D, Jungheim M. Der laryngeale Adduktionsreflex. Laryngo-Rhino-Otol. 2014;93:446-9.
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- Young-Ho Kim, Ju Wan Kang, Kwang-Moon Kim. Characteristics of Glottic Closure Reflex in a Canine Model. Yonsei Med J. 2009;50(3):380-4.
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- Jungheim M, Miller S, Kühn D, Schwemmle C, Schneider JP, Ochs M, Ptok M. Physiologie des oberen Ösophagussphinkters. HNO. 2014;62:457-68.
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- Ptok M, Schroeter S. Charakterisierung des laryngealen Adduktionsreflexes durch Stimulation mit Mikrotröpfchen-Impulsen (microdroplet impulse testing). Laryngo-Rhino-Otol. 2016;95:482-9.
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- Ptok M, Schroeter S. Gezielte Auslösung des laryngealen Adduktionsreflexes per Mikrotröpfchenabgabe, Entwicklung einer Vorrichtung. HNO. 2016;64:149-55.
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- Fast JF, Muley A, Kühn D, Meisoll F, Ortmaier T, Jungheim M, Ptok M, Kahrs LA. Towards microprocessor-based control of droplet parameters for endoscopic laryngeal adductor reflex triggering. Current Directions in Biomedical Engineering. 2017;3(2):239-43.
