Prinzipielle Unterschiede am Stimmapparat von Mensch und Schwein: Einige wesentliche morphologische Kriterien

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Zusammenfassung

In der Glottis lässt der Feinbau der Lamina propria beim Schwein – vor allem an der kranialen Falte – andere phoniatrische Eigenschaften als beim Menschen erwarten. Beim Speziesvergleich müssen altersabhängige Entwicklungen berücksichtigt werden.

Abstract

The histological composition of the Lamina propria in pigs – especially in the cranial fold of the glottis – gives reason to expect other phoniatric properties than in man. Age-related changes must be considered.

Der Schweinekehlkopf findet als Modell für den Kehlkopf des Menschen zunehmend Verwendung [1] [2]; er soll unter diversen Spezies im Hinblick auf die Phonation dem des Menschen am ehesten entsprechen [3]. Vergleichende Studien befassen sich insbesondere mit dem Bau der Lamina propria der Stimmfalte (Plica vocalis) [4]. Hierbei wird beim Schwein immer nur die kaudal des Ventriculus laryngis gelegene Falte untersucht.

Die kranial des Zugangs gelegene Falte gleicht nicht der beim Menschen hier gelegenen Taschenfalte (Plica vestibularis, auch Plica ventricularis genannt). Die Taschenfalte (Mensch) ragt nicht sehr weit ins Lumen vor und ist nicht schwingungsfähig. Sie wird von einer lockermaschigen Respirationsschleimhaut mit zahlreichen seromukösen Drüsen gebildet. Quergestreifte Muskulatur und ein kräftiger Bandapparat fehlen [7]. Die kraniale Schleimhautfalte des Schweins dagegen ist mit einem mehrschichtigen Plattenepithel [8] bedeckt und enthält dicke Kollagenfaserbündel: sie entspringen gemeinsam mit jenen der kaudalen „wahren” Stimmfalte am Aryknorpel und inserieren am Schildknorpel [9]. Dem Bau und Verlauf gemäß stellt dies also eine kraniale Stimmfalte dar. So sprechen auch Alipour und Jaiswal (2009) von einer oberen und unteren Stimmfalte; die obere (kraniale) Stimmfalte ist stärker gespannt und erwies sich bei Schwingungsversuchen als Haupt-Oszillator [10].

Die Lamina propria der Stimmfalte des Menschen wird histologisch in drei Schichten eingeteilt: superficial, intemediate, deep layer of lamina propria (SLLP, ILLP, DLLP). Die SLLP (Reinke-Raum) besteht aus lockerem Bindegewebe; in der ILLP überwiegen elastische, in der DLLP Kollagenfasern [10]. ILLP und DLLP bilden das Ligamentum vocale, den verstärkten Rand des Conus elasticus. Hahn et al. (2005) [12] unterscheiden zusätzlich die subepitheliale Basalmembran-Zone (BMZ). Diese Schichten haben essentielle Bedeutung für die Phonation (Body-Cover-Modell, [13] [14]).

Die Lamina propria der (kaudalen) Stimmfalte des Schweins wird stattdessen als zweischichtig beschrieben, allerdings ohne eindeutige Grenze zwischen beiden. Die oberflächliche Schicht besteht überwiegend aus Grundsubstanz, die tiefe vorwiegend aus Kollagen und minimal Elastin [1]. Daher verneinen einige Autoren die Existenz eines Conus elasticus und eines elastischen Stimmbandes beim Schwein [4] und vergleichen sie mit der Stimmfalte eines Kindes [2].

Der Mensch besitzt bei der Geburt noch kein Stimmband, die gesamte Lamina propria besteht aus lockerem, grundsubstanzreichen Bindegewebe; die vollständige Ausbildung der Schichten der Lamina propria erfolgt geschlechtsabhängig erst im Alter von ca. 17 Jahren [15]. Entsprechende Angaben zum Schwein fehlen in der Literatur; mit Blick auf dieses wichtige struktur- und funktionsrelevante Kriterium untersuchten wir darum die kraniale und die kaudale Falte des Stimmapparates von weiblichen Schweinen, die 14 Tage, 6 Monate oder 5 Jahre alt waren.

Erste – aufgrund geringer Stichprobenzahl – vorläufige Befunde sind folgende:

1. Die kaudale Falte des Stimmapparats vom Schwein gleicht histologisch nicht der Plica vocalis des Menschen; eine 3-Schichtigkeit als Organisationsmuster ist beim 6 Monate alten Schwein nur vage (fließende Übergänge), beim 5 Jahre alten (durchgängig kollagenfaserreich) gar nicht erkennbar. Generell fällt bei beiden die Durchsetzung der Schichten mit elastischen Fasern auf; beim letztgenannten tritt eine starke Häufung auf, allerdings nicht als „Schicht”, sondern als Konzentrierung im kranialen Bereich der Falte. Schon beim 14 Tage alten Schwein kommen elastische Fasern vor, insbesondere in der DLLP, mehr noch in der kollagenen und elastischen BMZ.

2. Die kraniale Falte des Stimmapparats hat eine sehr dicke Lamina propria. Schon beim 14 Tage alten Schwein zeichnen sich anhand der Kollagenfasern deutlich BMZ, SLLP, ILLP und DLLP ab; die Dicke der DLLP macht einen deutlichen Unterschied zur Plica vocalis des Menschen aus. Elastische Fasern treten gehäuft in der ILLP auf, und ganz besonders in der BMZ; sie reichen bei der Gewebeprobe vom 5 Jahre alten Schwein tief in die subepithelialen Zapfen des Papillarkörpers. Auch insofern liegt ein deutlicher Unterschied zur Plica vocalis des Menschen vor.

Literatur

• 1 Garrett C G, Coleman J R, Reinisch L. Comparative histology and vibration of the vocal folds: implications for experimental studies in microlaryngeal surgery.  Laryngoscope. 2000;  110 814-824
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• 12 Hahn M S, Kobler J B, Zeitels S M. et al . Midmembranous vocal fold lamina propria proteoglycans across selected species.  Ann Otol Rhinol Laryngol. 2005;  114 451-462
• 13 Nawka T, Hoseman W. Gestörte Stimme. Chirurgische Verfahren.  Laryngo-Rhino-Otol. 2005;  84 201-215
• 14 Gray S D, Titze I R, Alipour F. et al . Biomechanical and histologic observations of vocal fold fibrous proteins.  Ann Otol Laryngol. 2000;  109 77-85
• 15 Ishii K, Yamashita K, Akita M. et al . Age-related development of the arrangement of connective tissue fibers in the lamina propria of the human vocal fold.  Ann Otol Laryngol. 2000;  109 1055-1064