Video: Labyrinth

Hallo, ich bin Steffi. Herzlich Willkommen bei Kenhub!

In diesem Tutorial dreht sich alles um das Labyrinth.

Damit ist das System aus Hohlräumen und Gängen gemeint, das in der Pars petrosa des Schläfenbeins zu finden ist. Man unterscheidet ein knöchernes Labyrinth, welches von der Knochensubstanz des genannten Pyramidenbeins gebildet wird, von einem membranösen Labyrinth. Das membranöse Labyrinth ist ein Gebilde aus häutigen Kanälchen und Säckchen, das die Form des umgebenden knöchernen Labyrinths nachempfindet. Es enthält die Rezeptororgane.

Unterteilen wir unsere Hörbahn in zentral und peripher, dann bildet das Labyrinth den Übergang zwischen beiden Anteilen. Hier werden die Informationen, die als Schallwellen ankommen, in Nervenimpulse umgewandelt. Ab dem Zeitpunkt der Umwandlung wird die Hörbahn als „zentral“ bezeichnet. Aufgrund seiner anatomischen Lokalisation hinter dem Außen- und Mittelohr, bezeichnen wir das Labyrinth meist schlicht als „Innenohr“. Die Schallwelle passiert zuerst das äußere Ohr. Durch das Trommelfell gelangt sie dann ins Mittelohr. Und über das ovale Fenster, wir kommen später noch darauf zu sprechen, wird sie auf das Innenohr übertragen. Wie eben bereits angedeutet, ist das ganze System ist so aufgebaut, dass es als eine Art Signalumwandler funktioniert. Die mechanische Energie der ankommenden Schallwellen wird hier in neuronale Impulse umgewandelt, die wir als Klang wahrnehmen können. Einige Strukturen des Labyrinths sind außerdem notwendig, um das Gleichgewicht zu halten und den Blick auf einzelne Objekte fokussieren zu können.

Diese Aufgaben übernehmen 3 unterschiedliche Bereiche innerhalb des Labyrinths. Die Cochlea gilt als Sitz des Schallempfindens. Durch sie können wir hören. Das Vestibulum vermittelt uns das Gleichgewicht im Stand und über die Bogengänge halten wir das Gleichgewicht bei Bewegungen.

Der Begriff Cochlea leitet sich vom griechischen Wort cochlos ab, was auf Deutsch „Schnecke“ bedeutet. Und tatsächlich sieht sie auch aus wie ein in Spiralen um die eigene Achse laufendes Schneckenhaus. In den zweieinhalb Windungen der knöchernen Cochlea verläuft ein etwa 30 mm langer membranöser Kanal. Dieser besteht aus verschiedenen Strukturen, die wir heute miteinander besprechen wollen: die Scala vestibuli, die Scala tympani und der Ductus cochlearis. Diese drei Räume werden über die Reissner- und die Basilarmembran voneinander getrennt. Wir sehen uns außerdem das Helicotrema, das Corti-Organ und die sensorische Haarzellen an.

Die Hauptaufgabe der Cochlea besteht in der Weiterleitung der Schallwellen, die am ovalen Fenster an ihrer Basis ankommen. Über dieses Fenster steht sie mit dem davor, also weiter lateral liegenden Mittelohr in Verbindung.
Die wohl wichtigste Struktur innerhalb der Cochlea ist der Ductus cochlearis, auch Scala media genannt. Er verläuft zentral im Kanal der Cochlea und trennt diesen, gemeinsam mit einer dünnen Knochenlamelle, in zwei Kanäle. Oberhalb liegt die Scala vestibuli und darunter die Scala tympani. Das Dach des Ductus cochlearis, das ihn von der Scala vestibuli trennt, wird Reissner-Membran genannt. Den Boden und damit die Begrenzung zur Scala tympani bildet die Basilarmembran. Auf ihr sitzt das sogenannte Corti-Organ, das Stützzellen und Haarzellen enthält. Der Querschnitt durch eine Windung der Cochlea würde von oben nach unten betrachtet also folgende Abschnitte beinhalten: zu oberst die Scala vestibuli, dann die Reissner-Membran, die sie von der Scala media trennt, gefolgt von der Basilarmembran, die wiederum die Trennung zur Scala tympani herstellt.

Übersetzt würde Scala vestibuli so viel bedeuten wie „Vorhoftreppe“. Diese Bezeichnung erklärt sich von selbst, wenn wir ihren aufsteigenden Verlauf von der Basis der Cochlea im Bereich des Vestibulums bis zur Spitze betrachten. Dieser Kanal ist mit Perilymphe gefüllt, einer Flüssigkeit, die in ihrer Zusammensetzung dem Liquor ähnelt. Über sie leitet die Scala vestibuli die am ovalen Fenster ankommenden Schallwellen weiter bis zum Helicotrema. Auf diese Struktur kommen wir gleich noch zu sprechen.

Diese Weiterleitung kann man sich so vorstellen: Über den äußeren Gehörgang werden die ankommenden Schallwellen zunächst über das Trommelfell auf die Gehörknöchelchen des Mittelohrs übertragen. Diese werden dadurch in Schwingung versetzt und übertragen diese Schwingungen über das ovale Fenster auf die Perilymphe. Von hier aus wandert die Welle als „Flüssigkeitswelle“ weiter. Unter dem Ductus cochlearis und damit am Boden der knöchernen Cochlea, verläuft die Scala tympani. Sie wird auch als Paukentreppe bezeichnet und windet sich von der Spitze der Cochlea bis zum runden Fenster herab. Hinter diesem liegt die Paukenhöhle des Mittelohrs, die Cavitas tympani. Von oben ist die Scala tympani von der Basilarmembran begrenzt.

Der Übergang der Scala vestibuli in die Scala tympani wird als Helicotrema bezeichnet. Auf Deutsch: das Schneckenloch. Dieses ist eine Öffnung an der Spitze der Cochlea, über die die beiden Skalen miteinander kommunizieren. So können die vom ovalen Fenster ankommenden Druckwellen zunächst über die Scala vestibuli hinauf und dann über die Scala tympani wieder hinab zum runden Fenster geleitet werden. Das runde Fenster kann diesem ankommenden Druck ein wenig nachgeben und dadurch für ein gewisses Maß an Druckausgleich sorgen. Entlang der Basilarmembran der Scala media liegen die im Corti-Organ befindlichen Haarzellen. Durch die ankommenden Wellen wird die Basilarmembran in Schwingung versetzt, was zu einer Reizung der Haarzellen führt. Diese Reizung wiederum wird als Nervenimpuls über den N. vestibulocochlearis ans ZNS weitergeleitet. Mit ansteigender Höhe innerhalb des Cochlea-Kanals verändert sich die Frequenz, die diese Sinneszellen bevorzugt detektieren können. Im Bereich des Helicotrema werden die niedrigsten Frequenzen wahrgenommen.

Dieser grüne Punkt hier, das ist das runde Fenster, das Fenestra cochleae. Der Raum davor, in dem ihr auch die Gehörknöchelchen seht, ist die Paukenhöhle des Mittelohrs. Die bewegliche Membran, die dieses Fenster verschließt, wird Membrana tympani secundaria genannt. Wie bereits erwähnt, dient sie dazu, über die Scala tympani ankommende Wellen „abzufedern“. In der Vergrößerung werden die räumlichen Verhältnisse jenseits des runden Fensters deutlich: das hier ist der Ductus cochlearis. Wenn ihr beachtet, dass die Cochlea hier wie ein Kuchenstück zur Seite gekippt wurde, dann findet ihr auch die beiden Skalen. Links vom Ductus die Scala tympani, die am runden Fenster endet. Und rechts davon die Scala vestibuli, die in das Vestibulum mündet.

Vestibulum bedeutet auf Deutsch Vorhof. Damit wird der Hohlraum zwischen der Cochlea und den Bogengängen bezeichnet. Die Cochlea liegt ventral und die Bogengänge liegen dorsal des Vestibulums. In der lateralen Wand des Vestibulums finden wir das ovale Fenster. Ihr erinnert euch: hier kommen die Schallwellen an, die über den äußeren Gehörgang, das Trommelfell und die Gehörknöchelchen herangetragen werden. Das ovale Fenster wird komplett von der Fußplatte des Steigbügels und dem Lig. annulare verschlossen.

Innerhalb des Vestibulums liegen noch zwei weitere Strukturen, die zu den Vestibularorganen zählen. Das hier ist der Sacculus. Er enthält Sinneszellen, mit denen die lineare Beschleunigung des Kopfes in der vertikalen Ebene detektiert wird. Der Sacculus ist eine etwa 2-3 mm große sack-ähnliche Struktur in der Nähe der Scala vestibuli. Gemeinsam mit dem Utriculus und den Bogengängen gewährleistet er das Gleichgewicht unseres Körpers.

Über den sogenannten Ductus reuniens ist der Sacculus mit dem Inneren der Cochlea verbunden. Nahe des Sacculus liegt eine zweite häutige Struktur innerhalb des Vestibulums: der Utriculus, auf Deutsch nennen wir ihn das Vorhofbläschen. Er ist etwa einen ½ mm größer als der Sacculus. Nach dorsal kommuniziert er mit den drei Bogengängen. Der Utriculus ergänzt die Funktion des Sacculus, indem er die lineare Beschleunigung in der horizontalen Ebene detektiert. An den Sinneszellen von Sacculus und Utriculus finden wir je ein Kinozilium, neben dem sich Stereozilien wie Orgelpfeifen aneinander reihen. Je nach Auslenkung dieser Härchen wird die darunter liegende Zelle depolarisiert oder hyperpolarisiert.

Schauen wir uns nun den Teil des Labyrinths an, den ich bisher nur einmal kurz erwähnt habe: die Bogengänge. Es sind insgesamt drei Stück und sie machen den dorsalen Teil des Labyrinths aus. Sie gehen vom Vorhof aus und kehren nach einem bogenförmigen Verlauf zu ihm zurück. Alle drei Gänge zeigen in unterschiedliche Himmelsrichtungen und enthalten Perilymphe. Innerhalb der knöchernen Bogengänge liegen häutige Bogengänge, die wiederum mit Endolypmhe gefüllt sind.

Damit die im Folgenden verwendeten Begriffe nicht zu verwirrend werden, erkläre ich euch einmal kurz wie die lateinische Benennung der Strukturen funktioniert. Als „canales semicircularis anterior/ lateralis/ posterior“ bezeichnet man die knöchernen Gänge. Die „Ductus semicirculares anterior/ lateralis/ posterior“ sind die membranösen oder auch häutigen Gänge, die sich innerhalb der knöchernen Gänge befinden. Eine weitere Möglichkeit der Benennung ist das Anfügen des Adjektivs „ossea“, also knöchern oder „membranacea“, membranös, wie beispielsweise bei dem Begriff „Ampulla membranacea anterior“, auf den ich später noch einmal genauer eingehe.

Der Canalis semicircularis anterior wird vorderer Bogengang genannt. Er steht beinahe senkrecht zur Längsachse der Felsenbeinpyramide. Über ihn nehmen wir vertikale Kopfbewegungen wahr, also beispielsweise wenn wir mit dem Kopf nicken. Der vordere Bogengang geht einzeln aus dem Vestibulum hervor, kehrt aber über einen gemeinsamen Schenkel mit dem hinteren Bogengang wieder zu ihm zurück. Dieser Schenkel wird Crus communis genannt. Merkt euch, dass der laterale Bogengang nicht an der Bildung dieses crus communis beteiligt ist.

Hier seht ihr eine schematische Darstellung des im knöchernen Kanal verlaufenden Ductus semicircularis anterior. Die Sinnesrezeptoren der Bogengänge liegen in den ampullenartigen Erweiterungen an den Übergangsstellen zum Vestibulum. Diese Dilatationen werden Ampullae osseae anteriores genannt oder auf Deutsch „knöcherne Ampullen”. Dieses Bild zeigt die Ampulla ossea anterior. Innerhalb der knöchernen Ampulla ossea anterior liegt die Ampulla membranacea anterior. Die Lamina propria dieser Ampulle bildet eine Schleimhautfalte, die in das Lumen der Bogengänge hineinragt und der Haarzellen und Stützzellen aufsitzen. Wir nennen sie Crista ampullaris. Die Zellen der Crista ampullaris befinden sich in einer gallertartigen Masse, der Cupula ampullaris. Bei einer Drehung des Kopfes wird diese Masse durch die Befestigung an der Crista ampullaris schneller bewegt als die Endolymphe ringsherum, die träger reagiert. Je nach Richtung werden die Zellen in der Cupula erregt oder gehemmt. Pathologien in diesem Bereich resultieren in Gleichgewichtsstörungen.

Diese Darstellung zeigt den lateralen Bogengang, den Canalis semicircularis lateralis. Wie ihr seht mündet er nicht über das Crus communis ins Vestibulum. Er verläuft in horizontaler Richtung und nimmt deshalb Rotationen in der Transversalebene wahr. Also beispielsweise dann, wenn ihr den Kopf zum „nein“ sagen schüttelt.
In diesem Bogengang verläuft der Ductus semicircularis lateralis. Am Übergang zum Vestibulum finden wir auch hier eine Erweiterung, die Ampulla ossea lateralis.

Hier finden wir die gleiche Anordnung, die wir eben beim vorderen Bogengang besprochen haben. Die Lamina propria der Ampulla membranacea weist eine längliche Falte auf, die mit Sinneszellen besetzt ist, die Crista ampullaris des lateralen Bogengangs.

Der dritte Bogengang liegt am weitesten dorsal. Es ist der Canalis semicircularis posterior, der hintere knöcherne Bogengang. Über das Crus communis ist er mit dem vorderen Bogengang verbunden. Er nimmt Seitwärtsbewegungen des Kopfes wahr, also wenn ihr beispielsweise euren Kopf nach links oder rechts neigt.

Der hier befindliche Ductus semicircularis posterior verläuft im knöchernen Bogengang entlang der Longitudinalachse. An seinem Ende finden wir auch hier eine Ampulla ossea posterior mit der darin befindlichen Ampulla membranacea posterior. Ihr habt bereits erfahren, dass der vordere und der hintere Bogengang über einen gemeinsamen Schenkel ins Vestibulum münden. Genauer gesagt sind es die beiden nicht erweiterten Enden dieser Bogengänge, die hier zusammenlaufen. Daneben existieren die vier übrigen, einzeln stehenden Mündungen. Drei davon mit Ampulla, eine ohne. Im Crus osseum commune vereinigen sich auch die beiden Ductus semicirculares zu einem gemeinsamen Crus membranaceum commune. Dieses öffnet sich zum Utriculus hin.

Das einzige, einzeln stehende Ende ohne Ampulle gehört zum lateralen Bogengang. Dieses mündet in die Wand des Vestibulums.

Um die Informationen aus dem Labyrinth ans Gehirn weiterzuleiten, bündeln sich die Nervenfasern aus der Cochlea zum N. cochlearis. Seine speziell-somatosensiblen Fasern tragen Informationen der akustischen Wahrnehmung. Gemeinsam mit dem N. vestibularis bildet er den N. vestibulocochlearis. Die Fasern des N. cochlearis treten übrigens an der Basis der Cochlea aus und stammen aus deren Inneren, wo sie mit den Rezeptoren des Corti-Organs in Verbindung stehen.

Der N. vestibularis, der Gleichgewichtsnerv, verläuft hier hinter dem N. facialis. Er leitet die Informationen aus den Bogengängen weiter und ermöglicht uns so das Gleichgewicht zu halten. Genauer gesagt sind es Impulse aus den Haarzellen des Utriculus, Sacculus und aus den Bogengängen. Sie werden im Ganglion vestibulare auf bipolare Neurone verschaltet.

Ihr habt vielleicht schon gesehen, dass der N. vestibularis aus zwei Ästen besteht. Analog dazu gibt es auch zwei Bereiche des vestibulären Ganglions. Sie liegen an der Basis des inneren Gehörgangs, des Meatus acusticus internus. Die Pars superior des Ganglion vestibulare nimmt Fasern aus dem Utriculus, dem vorderen Teil des Sacculus und den Canales semicirculares anterior und lateralis auf. Außerdem münden der N. ampullaris anterior, aus der Ampulla membranacea anterior, genauso wie der N. ampullaris lateralis der Ampulla membranacea lateralis, in die Pars superior des Ganglion vestibulare. Dieser letztgenannte Ast stammt aus der Crista ampullaris des lateralen Bogengangs.

Die Pars inferior des Ganglion vestibulare vereint Fasern vom restlichen Sacculus und dem Canalis semicircularis posterior. Hinzu kommt der N. ampullaris posterior. Auch er zieht zum Ganglion vestibulare inferior. Er stammt von der Crista ampullaris in der Ampulla membranacea posterior.

Ein weiterer Bereich, aus dem Nervenfasern zur Pars inferior des Ganglion ziehen, ist die Macula des Utriculus. Der Nerv wird entsprechend N. utricularis genannt. Unweit der Macula utriculi entsendet auch die Macula sacculi einige Fasern zum unteren Anteil des Ganglion vestibulare. Diese Nervenfasern bilden den N. saccularis. Zuletzt werfen wir noch einen Blick auf einen besonders bedeutsamen Nerven: den N. facialis, den siebten Hirnnerven. Er geht aus dem Hirnstamm hervor und verläuft durch die Fossa cranialis posterior. Durch den inneren Gehörgang gelangt er in die Pars petrosa des Schläfenbeins. Seine sensiblen Fasern innervieren die Haut des äußeren Gehörgangs und das Trommelfell. Mehr Informationen zum N. facialis erfahrt ihr in einem anderen Tutorial auf unserer Webseite.