Das Ohr

Überblick

Äußeres Ohr und Mittelohr bezeichnet man auch als Schallleitungsapparat, da diese die Schallwellen aus der Luft aufnehmen und an das Innenohr weiterleiten.

Das Innenohr hingegen erfüllt zwei Funktionen und lässt sich entsprechend in zwei funktionale Abschnitte unterteilen:

• Hörschnecke (Cochlea): Die Hörschnecke enthält das eigentliche Hörorgan. Sie dient als Schallaufnahmeapparat (auch: Schallempfindungsapparat), mit dessen Hilfe das Gehirn die ankommenden Schallwellen verarbeiten kann.
• Gleichgewichtsorgan (Vestibularapparat): Das im Innenohr gelegene Gleichgewichtsorgan registriert Lage und Bewegung des Kopfs registrieren und kann so Veränderungen der Position feststellen.

Hör- und Gleichgewichtsorgan zusammen bezeichnen Mediziner auch als Organum vestibulocochleare.

Das menschliche Ohr kann Schallwellen in einem Frequenzbereichvon 16 bis 16.000 Hertz wahrnehmen. Schallwellen, deren Frequenzen darüber (Ultraschall) oder darunter (Infraschall) liegen, befinden sich für den Menschen dagegen außerhalb des "hörbaren" Spektrums. Am empfindlichsten ist das Hörorgan für Frequenzen zwischen 1.000 und 4.000 Hertz – das entspricht in etwa dem Frequenzbereich, der für die menschliche Sprache besonders wichtig ist.

Im Gehörgang des Ohrs bilden Drüsen ständig Ohrenschmalz. Das fettige Sekret hat verschiedene schützende Funktionen: So sorgt das Ohrenschmalz zum Beispiel dafür, dass die empfindliche Haut des Gehörgangs nicht austrocknet. Zudem umhüllt es kleinere Staub- und Schmutzpartikel, die ins Ohr gelangt sind, und transportiert diese in Richtung Ohrmuschel. Ohrenschmalz im Bereich der Ohrmuschel kann ohne Bedenken entfernt werden. Die Gehörgänge täglich zu säubern ist jedoch im Grunde unnötig.

Äußeres Ohr

Das äußere Ohr (Auris externa) besteht aus:

• der Ohrmuschel (Auricula)
• dem äußeren Gehörgang (Meatus acusticus externus)
• dem Trommelfell (Membrana tympanica)

Ohrmuschel (Auricula)

Die trichterförmige Ohrmuschel (Auricula) schützt das äußere Ohr. Sie besteht vor allem aus elastischem Knorpel, während das Ohrläppchen vollkommen knorpelfrei ist. Die Stellmuskeln, mit deren Hilfe viele Tiere die Ohrmuschel in Richtung des Schalls verstellen können, sind beim Menschen weitgehend zurückgebildet und die Ohren entsprechend mehr oder weniger unbeweglich. Dennoch erfüllt die Ohrmuschel eine wichtige Funktion, indem als sie "Schalltrichter" Schallwellen einfängt und bündelt.

Äußerer Gehörgang

Der äußere Gehörgang (Meatus acusticus externus) ist ein mit Haut ausgekleidetes, rohrähnliches Gebilde. Der durchschnittlich 3 bis 3,5 Zentimeter lange äußere Gehörgang führt von der Ohrmuschel zum Trommelfell.

Ein Drittel des äußeren Gehörgangs befindet sich dabei außerhalb des Schädels und ist mit elastischem Knorpel versteift. Dieser knorpelige Teil liegt in direkter Nachbarschaft zum Kiefergelenk. Öffnet man den Mund, erweitert sich der außerhalb des Schädels gelegene Teil des Gehörgangs, da sich der Gelenkfortsatz des Unterkiefers (Processus condylaris mandibulae) beim Mundöffnen nach vorne unten bewegt. Beim Schließen des Mundes wird der äußere Gehörgang dagegen eingeengt.

Die restlichen zwei Drittel des Gehörgangs befinden sich innerhalb des Schädels im Knochen des Schläfenbeins.

Der knorpelige und der knöcherne Teil der Gehörgangswand sind gegeneinander etwas abgeknickt, sodass eine leicht S-förmige Krümmung entsteht. Will der Arzt das Trommelfell betrachten, muss er deshalb bei der Untersuchung das Ohr leicht nach hinten oben ziehen.

Trommelfell

Das Trommelfell (Membrana tympanica) bildet die Grenze zwischen dem äußeren Gehörgang und einem Teil des Mittelohrs, der Paukenhöhle. Das Trommelfell besteht aus einer ovalen bis kreisförmigen Membran von etwa einem Zentimeter Durchmesser und ist etwa 0,1 Millimeter dünn. Diese Membran ist auf der Gehörgangsseite mit Haut und auf der Seite der Paukenhöhle mit Schleimhaut überzogen.

Die äußere Seite des Trommelfells kann der Arzt mithilfe einer Ohrenspiegelung (Otoskopie) begutachten. Das gesunde Trommelfell glänzt graugelb und lässt Teile der Gehörknöchelchen durchschimmern: Am oberen Teil des Trommelfells befindet sich der sogenannte Hammer mit seinem Hammergriff. Dieser Teil des Trommelfells ist besonders dünn und wölbt sich, je nachdem wie das Druckgefälle zwischen Mittelohr und dem Umgebungsluftdruck ist, nach innen oder nach außen. Bei einer Mittelohrentzündung kann Eiter durch diese dünne Stelle durchbrechen und in den äußeren Gehörgang fließen.

Ohrenschmalz (Cerumen)

Der äußere Gehörgang ist von zahlreichen Härchen bedeckt. Die Haut des Gehörgangs enthält Drüsen, deren Sekrete zusammen mit abgestorbenen Hautzellen das fettige und gelb-bräunliche Ohrenschmalz (Cerumen) bilden.

Das Ohrenschmalz schützt die Haut des äußeren Gehörgangs vor dem Austrocknen, aber auch vor eindringendem Wasser. Zudem dient es der Selbstreinigung des Ohrs: Kleinere Staub- oder Schmutzpartikel, die ins Ohr gelangt sind, werden vom Ohrenschmalz umhüllt und mithilfe der Haare in Richtung Ohrmuschel abtransportiert. Das Ohrenschmalz enthält außerdem Bitterstoffe, die bis zu einem gewissen Maß verhindern, dass Insekten oder Bakterien in den Gehörgang eindringen. Ohrenschmalz ist also kein "Schmutz", der ständig entfernt werden müsste, sondern ein Schutz für den äußeren Gehörgang.

Mittelohr

Das Mittelohr (Auris media) schließt sich direkt an das Trommelfell an. Es besteht aus

• der Paukenhöhle (Cavum tympani)
• den Gehörknöchelchen (Ossicula tympani) und deren Muskeln
• der Eustachischen Röhre (Ohrtrompete, Tuba auditiva)

Paukenhöhle und Gehörknöchelchen

Die Paukenhöhle (Cavum tympani) ist etwa 3 bis 6 Millimeter breit, 20 Millimeter hoch und etwa 10 Millimeter lang. Sie enthält die drei winzigen Gehörknöchelchen:

• Hammer,
• Amboss und
• Steigbügel.

Die Gehörknöchelchen sind durch bandartige Gelenke wie eine Kette miteinander verbunden. Hammer, Amboss und Steigbügel übertragen die Schallwellen vom Trommelfell auf das Innenohr und verstärken diese dabei.

Die innere Wand der Paukenhöhle trennt diese vom Innenohr ab. Diese Wand enthält zwei Fenster: das ovale und das runde Fenster. Oberhalb des ovalen Fensters verläuft ein kleiner Kanal durch den der Gesichtsnerv (Nervus facialis, Hirnnerv VII) zieht. Aufgrund dieser anatomischen Nähe kann es als Folge von Mittelohrerkrankungen zu Lähmungen der Gesichtsnerven (Fazialisparese) kommen.

Die vordere Wand der Paukenhöhle hat eine Öffnung, die zur Eustachischen Röhre (Ohrtrompete) führt.

Die Hinterwand reicht an eine knöcherne Struktur mit luftgefüllten, schleimhautbedeckten Räumen heran: den sogenannten Warzenfortsatz (Mastoid).

Das Dach der Paukenhöhle besteht aus einer dünnen, knöchernen Trennwand zur mittleren Schädelgrube, einem Teil der Schädelbasis.

Der Boden der Paukenhöhle grenzt an ein größeres Blutgefäß (die innere Drosselvene bzw. Vena jugularis interna) im Hals, welches Blut vom Kopf zur im Brustkorb gelegenen oberen Hohlvene (Vena cava superior) und damit letztlich zum Herzen führt.

Eustachische Röhre (Ohrtrompete, Tuba auditiva)

Die Eustachische Röhre (Ohrtrompete, Tuba auditiva) ist ein drei bis vier Zentimeter langer Kanal, der die Paukenhöhle mit dem Nasen-Rachen-Raum verbindet.

Die Eustachische Röhre belüftet die Paukenhöhle und dient dem Druckausgleich. Beim raschen Überwinden größerer Höhen- und damit Druckunterschiede, wie zum Beispiel beim Fliegen, beim Wandern im Gebirge oder beim Tauchen, kommt es zu einem Druckgefälle zwischen dem äußeren Gehörgang und der Paukenhöhle. Entsprechend dieses Druckgefälles wird das Trommelfell entweder in Richtung Paukenhöhle oder in Richtung äußerer Gehörgang gepresst, was sich als "Druck auf den Ohren " bemerkbar macht. Durch Maßnahmen wie Gähnen, Schlucken, Kaugummi-Kauen oder "Luftpressen" mit zugehaltener Nase (sog. Vasalva-Manöver) lässt sich dieser Druckunterschied ausgleichen.

Innenohr

Das Innenohr (Auris interna) besteht aus

• dem Gleichgewichtsorgan (Vestibularapparat) und
• dem Hörorgan (Corti-Organ).

Das Innenohr (Auris interna) liegt gut geschützt im knöchernen Schädel, genauer gesagt im Felsenbein. Das Innenohr besteht aus einem komplizierten Kanalsystem und heißt deswegen auch Labyrinth. Das Labyrinth lässt sich nach seiner Funktion in zwei Abschnitte teilen:

• das Schneckenlabyrinth (Labyrinthus cochlearis) mit dem eigentlichen Hörorgan (Corti-Organ) und
• das Vorhoflabyrinth (Labyrinthus vestibularis) mit dem Gleichgewichtsorgan.

Das knöcherne Felsenbein umschließt die verschlungene Form des Innenohrs und bietet so eine Art knöchernen Abguss der verschiedenen Gänge und Räume – daher nennt man den knöchernen Bereich auch knöchernes Labyrinth. Im knöchernen Labyrinth wiederum liegt das sogenannte häutige Labyrinth (auch: membranöses Labyrinth), das sich in die knöcherne Form des Labyrinths einschmiegt.

Im Unterschied zum äußeren Ohr und dem Mittelohr, die beide Luft enthalten, ist das Innenohr mit einer klaren Flüssigkeit gefüllt: der sogenannte Peri- und Endolymphe. Das knöcherne Labyrinth enthält Perilymphe, in der das häutige Labyrinth quasi "schwimmt". Das häutige Labyrinth enthält Endolymphe.

Peri- und Endolymphe unterscheiden sich in ihrer elektrochemischen Zusammensetzung: Während die Perilymphe reich an Natrium- und arm an Kaliumionen ist, verhält es sich bei der Endolymphe genau andersherum – sie enthält sehr viel Kalium- , aber nur wenig Natriumionen. Dieser Unterschied spielt eine wichtige Rolle bei der Weiterleitung von Schallreizen (Schallwellen).

Zum knöchernen Labyrinth gehören:

• die Schnecke (Cochlea) – in ihr befindet sich das Hörorgan,
• der Vorhof mit den Vorhofsäckchen des Gleichgewichtsorgans,
• die Knochenkanäle für die Bogengänge und
• der innere Gehörgang.

Der innere Gehörgang (Meatus acusticus internus) ist etwas mehr als einen Zentimeter lang und enthält:

• den Hör- und Gleichgewichtsnerv (Nervus vestibulocochlearis, Hirnnerv VIII),
• den Gesichtsnerv (Nervus facialis, Hirnnerv VII) und
• ein Blutgefäß (Arteria labyrinthi).

Gleichgewichtsorgan (Vestibularapparat)

Das Gleichgewichtsorgan (Vestibularapparat) besteht aus

• zwei Vorhofsäckchen und
• drei Bogengängen.

Sinneszellen in den Vorhofsäckchen

Die beiden Vorhofsäckchen (Utriculus und Sacculus) enthalten die Makulaorgane – darunter versteht man zweiSinnesfelder (Macula utriculi und Macula sacculi), in denen sich Sinneszellen befinden. Diese Bereiche haben im Durchschnitt eine Fläche von 2 bis 3 Quadratmillimetern (mm²). Die hier gelegenen Sinneszellen registrieren lineare, also geradlinige Veränderungen in der Bewegung. Von den beiden Sinnesfeldern der Vorhofsäckchen ist eines horizontal und das andere vertikal ausgerichtet. Je nach Lageänderung des Kopfes werden die Sinneszellen entsprechend unterschiedlich aktiviert

Die Fortsätze der Sinneszellen (Sinneshaare) ragen in eine Gelschicht hinein, der kleine Kristallkörnchen aus Calciumcarbonat (sog. Otolithen, Statolithen oder „Ohrsteine“) aufgelagert sind. Sie verleihen der Gelschicht eine höhere Dichte als die umgebende Endolymphe und eine gewisse Trägheit bei Bewegungen. Die Einheit aus Gelschicht und Otolithen nennt man auch Otolithenmembran oder Statolithenmembran. Bei einer Änderung der geradlinigen Bewegung, das heißt bei allen Abweichungen des Kopfes aus der senkrechten Position, beginnen die Otolithen und dadurch auch die Gelschicht, sich zu bewegen. Als Folge werden die von ihr umschlossenen Sinneszellen bewegt und können nun die Information über die Bewegungsänderung an das Gehirn weiterleiten.

Sinneszellen in den Bogengängen

Die drei Bogengänge sind ebenfalls mit Endolymphe gefüllt und registrieren Drehbeschleunigungen (Winkelbeschleunigungen). In den bauchig erweiterten Ansätzen der Bogengänge (den Ampullen) findet sich jeweils die sogenannte Crista ampullaris. Diese enthält ein hügelförmiges Sinnesfeld. Von diesem ragen Sinneszellen mit ihren Fortsätzen hinein. Die Fortsätze (Sinneshaare) werden von einer Art gelartigen Kappe oder Kuppel (Cupula) umschlossen, die bis zum Dach der Ampulle geht. Die Cupula ist von der Endolymphe des Bogenganges umgeben und hat die gleiche Dichte wie sie. Damit unterscheidet sie sich von der Otolithenmembran und reagiert deshalb auch nicht bei linearen Bewegungsveränderungen.

Bewegt sich der Kopf, versetzt das die Endolymphe in den Bogengängen in Bewegung. Sie strömt dabei gegen eine Gelkuppel und lenkt sie dadurch entgegen der Bewegung des Kopfes ab. Die drei Bogengänge stehen entsprechend den drei Dimensionen des Raums rechtwinklig aufeinander. Aus der Kombination der über die Gelkuppeln registrierten Bewegung in den verschiedenen Bogengängen und den Informationen, die die Sinnenzellen ans Gehirn weiterleiten, kann das Gehirn die Richtung der Bewegung feststellen.

Hörorgan (Corti-Organ)

Das Hörorgan (Corti-Organ) liegt im Innenohr innerhalb der Schnecke (Cochlea). Die Hörschnecke besteht aus drei übereinander liegenden Kanälen und biegt sich in zweieinhalb Windungen um die sogenannte Schneckenspindel, eine knöcherne Achse. Die Kanäle heißen:

• Paukentreppe (Scala tympani),
• Schneckengang (Ductus cochlearis) und
• Vorhoftreppe (Scala vestibuli).

Die drei Kanäle sind durch dünne Wände voneinander abgegrenzt: Der in der Mitte liegende Schneckengang ist

• durch die Basilarmembran von der Paukentreppe und
• durch die Reissner-Membran von der Vorhoftreppe getrennt.

Paukentreppe und Vorhoftreppe laufen in der Schneckenspitze zusammen und sind dort durch das sogenannte Schneckenloch (Helicotrema) miteinander verbunden. Sie enthalten eine klare Flüssigkeit: die Perilymphe. Im Schneckengang befindet sich dagegen eine andere Flüssigkeit: die Endolymphe.

Im Schneckengang liegt das Corti-Organ, also das eigentliche Hörorgan.Dieses enthält Hörsinneszellen, die sogenannten Haarzellen. Man unterscheidet hierbei eine Reihe innere Haarzellen (ca. 3.500 Stück) und drei Reihen äußere Haarzellen (ca. 15.000 Stück). Innere und äußere Haarzellen haben unterschiedliche Aufgaben beim Hörvorgang. Im Grunde leiten vor allem die inneren Haarzellen leiten Schallsignalen an das Gehirn. Die äußeren Haarzellen dienen dagegen als eine Art Signalverstärker.

Der Hörvorgang

Der Hörvorgang ist ein hochkomplexer Prozess. Er dient dazu, Informationen über Töne und Geräusche, die als Schallwellen auf das Ohr treffen, an das Gehirn weiterzuleiten. Die Schallwellen erreichen das Hörorgan hauptsächlich über die Ohrmuschel und den äußeren Gehörgang, der am Trommelfell endet. Die Schalldruckschwankungen versetzen das Trommelfell in Schwingungen, die sich über die Gehörknöchelchen in der Paukenhöhle auf die Membran des ovalen Fensters übertragen. Dort beginnt das Innenohr.

Dank der Gehörknöchelchen gelangt der Schall möglichst verlustarm von einem Medium mit niedrigem Schallwiderstand (der Luft im Außen- und Mittelohr) zu einem Medium mit hohem Schallwiderstand (der Flüssigkeit im Innenohr). Dies geschieht unter anderem dadurch, dass der Schall von einer großen Fläche (Trommelfell) auf eine kleine Fläche (ovales Fenster) übertragen wird. Außerdem erhöht sich durch die Hebelkonstruktion der Gehörknöchelchen die "Kraft" der Schallwellen und das Geräusch oder der Ton werden zusätzlich verstärkt.

Diese Verstärkerwirkung hängt von der Tonhöhe ab: Die beste Verstärkung erfolgt im Bereich der Eigenschwingungszahl des Trommelfells zwischen 1.000 und 2.000 Hertz. Ohne diese Funktion würde ein Großteil der Schallenergie (98 Prozent) am ovalen Fenster zurückgeworfen. Werden die Gehörknöchelchen beschädigt, kommt es deshalb zu einem Hörverlust von etwa 20 Dezibel (sog. Schallleitungsschwerhörigkeit).

Die beiden mit Perilymphe gefüllten Räume des Innenohrs (Paukentreppe und Vorhoftreppe), grenzen an die innere Wand der Paukenhöhle. Die von der Paukenhöhle auf die Membran des ovalen Fensters übertragenen Schwingungen setzen die Flüssigkeit in der Vorhoftreppe in Bewegung. Da Vorhof- und Paukentreppe in der Schneckenspitze zusammenlaufen und am Schneckenloch miteinander verbunden sind, überträgt sich diese Bewegung auch auf die Perilymphe in der Paukentreppe, wodurch die Membran am runden Fenster ausgelenkt wird. Das runde Fenster dient somit dem Ausgleich des Drucks, der durch die Schwingungen der Perilymphe entsteht.

Die Bewegung der Perilymphe überträgt sich über die Reissner- und Basilarmembran auch auf die Endolymphe im Schneckengang. Die Bewegung überträgt sich wellenförmig (entsprechend der Form der ankommenden Schallwellen), weshalb man auch von einer Wanderwellenausbreitung spricht. Dabei nehmen Geschwindigkeit und Länge der Wanderwelle entlang des Wegs durch die Schnecke ab. Die Auslenkung der Welle (Amplitude) dagegen wächst, sodass es zu einer Art "Brandung" der Welle kommt. An welcher Stelle im Schneckengang diese maximale Auslenkung erfolgt beziehungsweise diese "brandet", hängt von der Tonhöhe des ankommenden Schalls ab. Jeder Schallfrequenz ist somit eine bestimmte Stelle des Schneckengangs zugeordnet:

• Hohe Töne beziehungsweise hohe Schallfrequenzen "hört" der Mensch daher eher am Schneckeneingang,
• tiefe Töne beziehungsweise niedrige Schallfrequenzen dagegen eher in der Schneckenspitze.

Durch die Bewegungen der Endolymphe im Schneckengang bewegen sich auch die hier gelegenen Haarzellen, welche nun ein elektrisches Signal über die Fasern des Hörnervs zum Gehirn senden. Da jeder Schallfrequenz eine bestimmte Stelle des Schneckengangs zugeordnet ist, an der die Endolymphe maximal ausgelenkt wird, löst dies in Abhängigkeit von der Tonhöhe des ankommenden Schalls nur bei bestimmten Haarzellen eine Erregung aus. Auf diese Weise lassen sich Tonhöhenunterschiede wahrnehmen. Die Weiterverarbeitung der elektrischen Signale erfolgt im Gehirn.