Steigbügel

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 12. November 2016
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Als Steigbügel wird in der HNO-Heilkunde und der Audiometrie eines von insgesamt drei miteinander in Verbindung stehender Gehörknöchelchen im Mittelohr bezeichnet. Das in seiner Form an einen Steigbügel aus dem Pferdesport erinnernde Knöchelchen ist mit einem Gewicht von nur etwa 2,5 mg der kleinste Knochen des menschlichen Körpers und gleichzeitig der mit der größten Härte. Seine Hauptaufgabe besteht darin, die Schwingungen des Trommelfells über das ovale Fenster auf das Innenohr zu übertragen.

Inhaltsverzeichnis

Was ist der Steigbügel?

Im Innenohr befinden sich die drei Gehörknöchelchen, die aus Hammer (Malleus), Amboss (Incus) und Steigbügel (Stapes) bestehen. Als Funktionseinheit sind sie für die Übertragung der Schwingungen des Trommelfells auf das ovale Fenster verantwortlich, das die Verbindung zum Innenohr darstellt. Der Steigbügel, der in seiner Form an einen Steigbügel im Pferdesport erinnert, ist das letzte Glied der drei Gehörknöchelchen.

Er sitzt mit seinem Fuß am ovalen Fenster an und überträgt seine Schwingungen auf das ovale Fenster und damit auf die Perilymphe des Innenohres. Durch die Anatomie und die gelenkige Verbindung der drei Gehörknöchelchen untereinander werden die am Trommelfell per Luftleitung ankommenden Schallschwingungen um den Faktor 20 bis 30 verstärkt, um die Reflexionsverluste, die beim Übergang des Schalls vom gasförmigen Medium Luft auf das flüssige Medium Perilymphe im Innenohr auszugleichen. Gleichzeitig ist der Steigbügel in der Lage, durch den Stapediusreflex, der durch einen schlagartig ansteigenden Geräuschpegel (Knall) ausgelöst wird, das Innenohr vor Schäden durch zu laute Geräusche zu bewahren.

Anatomie & Aufbau

Der Steigbügel ist mit einem Gewicht von etwa 2,5 mg und einer mittleren Länge von 3,3 mm der kleinste, gleichzeitig aber auch der härteste Knochen des menschlichen Skeletts. Er liegt mit seinem 3,2 Quadratmillimeter großen Fuß am ovalen Fenster an, das die flexible Verbindung zum Innenohr bildet. Das ovale Fenster bildet gleichzeitig den Übergang vom gasförmigen Medium Luft auf der dem Mittelohr zugewandten Seite zum flüssigen Medium Perilymphe auf der dem Innenohr zugewandten Seite. Die Gleichgewichtsorgane und die Hörschnecke des Innenohres sind von der Perilymphe umgeben, während sie innen Endolymphe enthalten, die sich elektrolytisch von der Perilymphe unterscheidet.

Mit seinem oberen Ende, dem Steigbügelkopf, ist der Steigbügel gelenkig mit dem Amboss verbunden. Der Steigbügel ist mit einem winzigen Muskel, dem Musculus stapedius verbunden. Bei plötzlich auftretenden hohen Schalldrücken, z. B. bei einem lauten Knall, wird der sogenannte Stapediusreflex ausgelöst. Der Reflex führt zur Anspannung des kleinsten quergestreiften Muskels des menschlichen Körpers und verkantet den Steigbügel. Hierdurch wird die Schallübertragung empfindlich reduziert, so dass sich eine Art Überlastungsschutz für das Innenohr ergibt.

Funktion & Aufgaben

Die Hauptaufgabe des Steigbügels liegt darin, im Verbund mit den beiden anderen Gehörknöchelchen, Amboss und Hammer, die Schwingungen des Trommelfells in einer dafür geeigneten Form an die Perilymphe im Innenohr zu übertragen. In einer weiteren Funktion übernimmt der Steigbügel den Schutz der Sinneszellen in der Hörschnecke (Cochlea) vor plötzlicher Überlastung durch Geräusche mit extrem hohen Schalldrücken.

Bei der Übertragung der Schwingungen des Trommelfells auf die Perilymphe stellt sich das Problem des Phasenübergangs. Luftschall, der sich wegen der Kompressibilität des gasförmigen Schallträgers durch niedrige Schalldrücke bei hohen Auslenkungen auszeichnet, muss in eine Form hoher Schalldrücke mit niedrigen Auslenkungen transformiert werden (Impedanzwandlung), um der Schallübertragung in inkompressibler Flüssigkeit gerecht zu werden. Das geschieht durch die Art der gelenkigen Verbindungen zwischen den drei Gehörknöchelchen unter Ausnutzung des Hebelgesetzes. Die vom Trommelfell ausgeübte Kraft auf den Hammer, der die Vibration des Trommelfells aufnimmt, wird über mechanische Hebelwirkungen um den Faktor 90 verstärkt bei gleichzeitiger entsprechender Reduzierung der Auslenkung.

So wird erreicht, dass der Steigbügel den Schall, der als Luftschall am Trommelfell ankommt, nahezu verlustfrei gewandelt und durch den Steigbügel am ovalen Fenster an das Innenohr übertragen wird. Um zum Schutz der Sinneszellen in der Cochlea durch Überlastung beitragen zu können, kann die Effizienz der Schallübertragung durch den Stapediusreflex reduziert werden. Der winzige Stapediusmuskel, der mit dem Steigbügel verbunden ist, verkürzt sich bei Auslösung des Reflexes durch ein sehr lautes Geräusch (Knall) und verkantet dadurch den Steigbügel, wodurch die Effizienz der Schallübertragung empfindlich reduziert wird.

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Krankheiten

Eine der wichtigsten und häufigsten Krankheiten und Beschwerden im Zusammenhang mit der Funktion des Steigbügels besteht in einer Sklerotisierung der Membran, mit der der Steigbügelfuß am ovalen Fenster am Übergang zum Innenohr gehalten wird. Es handelt sich dabei um eine Verknöcherung, auch Otosklerose genannt, die zu einer allmählich zunehmenden Schallleitungsschwerhörigkeit führt, weil die Übertragung der Schallschwingungen an das Innenohr gestört ist.

In fortgeschrittenem Stadium der Krankheit kann mittels Mikrochirurgie ein künstlicher Steigbügel (Stapesprothese) die Hörfähigkeit bis zu einem gewissen Grad wieder herstellen. Die Gründe für das Auftreten der Otosklerose sind (noch) nicht hinreichend bekannt und erforscht. Erkältungen, Mittelohrentzündungen, Funktionsstörungen der eustachischen Röhre und ähnliche Erkrankungen können zu einem Paukenerguss führen, Flüssigkeitsansammlungen im Mittelohr. Die Flüssigkeit kann unterschiedlicher Konsistenz sein und neigt zu Entzündungen.

Die Funktionskette der Schallübertragung durch die Gehörknöchelchen ist dabei meist gestört, so dass es auch hier auf dem betroffenen Ohr zu einer Schallleitungsschwerhörigkeit kommt, die reversibel ist, wenn das verursachende Problem, der Paukenerguss, ausgeheilt werden kann. In seltenen Fällen kann ein Paukenerguss auch durch einen Tumor im Nasenrachenraum bedingt sein, der entsprechender Medikation bedarf.

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