Zur funktionellen Struktur der menschlichen Stimmlippe

Zusammenfassung

19 Kehlkopfpräparate (11 männliche, 8 weibliche) wurden in horizontalen Stufenserien parallel zum freien Rand der Stimmlippe geschnitten, die Strukturen der Glottis mikromorphometrisch vermessen und die Ergebnisse bezüglich des Geschlechtsunterschiedes statistisch verrechnet. Es zeigte sich, dass sich an der Glottis - über die grobe Teilung in einen anterioren und einen posterioren Anteil hinaus - histologisch fünf Zonen relativ klar voneinander abgrenzen lassen. Im Bereich der anterioren Glottis sind dies der frei schwingende Mittelteil der Stimmlippe (Zone 2), der mit zwei Übergangszonen (Zone 1 und Zone 3) am Schildknorpel einerseits und am Processus vocalis des Aryknorpels andererseits befestigt ist. Im Bereich der posterioren Glottis sind dies der Proc. vocalis des Aryknorpels entsprechend dem kartilaginären Anteil der Stimmlippe (Zone 4) und die laterale Wand der posterioren Glottis (Zone 5). Statistisch signifikante Ergebnisse ergaben sich beim Vergleich in der Längenausdehnung der verschiedenen Zonen zwischen männlichen und weiblichen Kehlköpfen. So nimmt die posteriore Glottis entgegen den üblichen Angaben (ca. 33%) bei den Männern 37% und bei den Frauen 4% an der Gesamtglottislänge ein. Der geschlechtsspezifische Unterschied ist dabei nicht nur absolut, sondern auch relativ statistisch signifikant. Der größte geschlechtsspezifische Längenunterschied in der Ausdehnung der einzelnen Zonen fand sich im Bereich des freischwingenden Mittelteiles der Stimmlippe. Dieser ist beim Mann, absolut gesehen, fast genau doppelt so lang wie bei der Frau und nimmt bei diesem 37% an der Gesamtlänge der Glottis, bei der Frau dagegen nur 29% ein. Dies könnte unserer Meinung nach auch ein Erklärungsansatz für das bis heute noch nicht befriedigend gelöste Problem ergeben, weshalb sich die Sprechstimmlage zwischen Mann und Frau wie 1:2 verhält, während sich die übrigen Kehlkopfdimensionen praktisch durchwegs wie 1,5:1 verhalten. Der elastische, schwingungsfähige Mittelteil der Stimmlippe ist mit hochdifferenzierten Übergangszonen (Zone 1 und 3) mit den festen Rahmenstrukturen der Glottis verbunden. Es resultiert damit ein kontinuierlicher Verlauf in der Steifigkeit vom schwingungsfähigen Mittelteil der Stimmlippen zum starren, hyalinen Knorpel. Eine besonders vulnerable Zone stellt der Proc. vocalis des Aryknorpels dar (Zone 4). Hier kommt es durch die Bewegungen des Proc. vocalis bei der Ab- und Adduktion der Stimmlippen zu starken mechanischen Beanspruchungen und Schleimhautdehnungen. Diese werden durch Reserve falten, welche sich regelmäßig über dem Proc. vocalis nachweisen lassen, ausgeglichen. Insgesamt kann somit die Glottis in fünf histologisch und funktionell differenzierbare Zonen gegliedert werden. Die funktionellen Unterschiede in den einzelnen Zonen zeigen sich auch in einer unterschiedlichen histologischen Schichtstruktur. Die menschlichen Stimmlippen zeigen somit einen hochdifferenzierten, feinstrukturellen Aufbau, der die Grundlage für die einzigartigen stimmlichen Möglichkeiten des Menschen darstellt.

Summary

19 laryngeal specimens (11 male, 8 female) were cut in horizontal serial sections, parallel to the free edge of the vocal cord. After staining, the structures of the glottis were measured microscopically and Statistical analysis of the sex-related differences performed. The results show that the glottis can be divided not only into the well-known anterior and posterior glottis, but into five histological and functional distinctive portions. Within the anterior glottis, these parts are the freely vibrating midportion of the vocal cord, which is connected to the stiff laryngeal frame via an anterior and posterior transition zone. Within the posterior glottis there are two parts: the vocal process of the arytenoid cartilage (which is, according to Hirano, also the cartilage portion of the vocal cord) and the lateral wall of the posterior glottis. Statistical analysis of the data revealed significant sex differences, not only in the absolute measures but also on comparing the relative dimensions in respect of the total glottic length. The posterior glottis accounts for 37% of the total glottic length in men and for 42% in women and is therefore longer than generally accepted. We found statistically significant sex-related differences in the length of the posterior glottis, which is absolutely longer in men but relatively longer in women. The reason for this is the difference in the length of the midportion of the vocal cord. This zone is twice as long in men (8.5 mm) than in women (4.6 mm) and accounts for 37% of the total glottic length in men compared to 29% in women. As this portion is the most vibrating part of the vocal cord this could be an explantion for the unsolved phenomenon why the fundamental frequencies are 1:2 between men and women while all dimensions of the larynx are 1.5:1. The vibrating midportion of the vocal cord is connected to the stiff laryngeal frame-work by highly differenciated transition zones: the nodulus elasticus anterior and posterior. The lamina propria of the midportion shows a three-layered structure, orientated parallel to the free edge of the vocal cord. In the transition zones the deep layer of the lamina propria consists of interwoven bundles of collagen and elastic fibres, thus having the function of a “cushion ball” (Hirano). A functionally important portion is the vocal process of the arytenoid cartilage. The complex movements of the vocal process during abduction and adduction of the vocal cords produce a severe mechanical strain on the mucous membrane covering this part of the glottis. Mucosal folds which can be seen in this area constantly allow a stretching of the mucosa. It is obvious why ulcers or granulomas can occur in this vulnerable part of the larynx. According to our investigations the glottis can be divided into five histological and functional different portions. The functional differentiation of these parts is also represented by the different histological structures. The human vocal cords have a highly complex structure and are thus the basis of the outstanding vocal capabilities of man.

Schlüsselwörter

Stimmlippen - Anatomie - Histologie - Funktion - Stimmproduktion

Key words

Vocal cords - Anatomy - Histology - Function - Voice production