Unangenehmes Druckgefühl, Schmerzen im Ohr und eingeschränktes Hörvermögen während einer Flugreise – insbesondere während der Landung – sind die typischen Symptome eines Barotraumas. Diese Druckverletzung ist meist harmlos und reversibel, kann jedoch auch ernste Folgen für die Ohren und das Hörvermögen nach sich ziehen. Welche das sind und wie der Allgemeinarzt seine Patienten in Sachen Prävention beraten kann, klärt dieser Beitrag.

Ein Barotrauma (griechisch: trauma: Wunde/Verletzung, baros: Schwere/Gewicht) ist eine Gesundheitsstörung, die durch Unter- oder Überdruck in lufthaltigen Körperhöhlen entsteht und durch schnellen Druckwechsel beim Tauchen oder Fliegen verursacht ist. Das Barotrauma kann zu Erkrankungen des Mittelohrs führen, im Extremfall zu Schwerhörigkeit oder Trommelfelleinziehung bis hin zum Hörverlust.

Über Ohrbeschwerden beim Fliegen – mit zeitweise eingeschränktem Hören und auftretenden Schmerzen – klagen 65 % der Kinder und 46 % der erwachsenen Flugpassagiere [1]. Den meisten Menschen sind leichtere Formen aus Bergbahnen, beim Autofahren im Gebirge oder beim Fliegen (Start und Landung) bekannt. Meist lassen sie sich durch Schlucken oder kräftigen Ausatmungsdruck bei geschlossenen Lippen und zugehaltener Nase (Valsalva-Manöver) beheben. Es können aber auch Ohrenschmerzen auftreten, die zum Einreißen des Trommelfells, zu Einblutungen ins Mittelohr, Hörverschlechterung sowie Drehschwindel mit Übelkeit und Erbrechen führen können. Kleinkinder sind wegen der anatomischen Beschaffenheit ihrer Tuben besonders häufig betroffen. Kinder leiden zudem öfter an viralen Infektionen der oberen Atemwege, die eine verstopfte Nase und einen beeinträchtigten Druckausgleich über die Eustachische Röhre zur Folge haben (Abb. 1).

Barotrauma – Folgen für das Hörorgan

Beim Fliegen treffen während der Start- und Landephase starke Luftdruckschwankungen auf das Trommelfell. Diese Druckschwankung wiederum kann eine ganze Palette gesundheitlicher Folgen nach sich ziehen, wie das Reißen des Trommelfells mit anschließender Schallleitungsschwerhörigkeit auf dem verletzten Ohr. Bleibt das Trommelfell stabil, wird der starke Druckimpuls hingegen auf die Kette der Gehörknöchelchen übertragen. Dabei können Hörknöchelchen brechen oder bindegewebige Verbindungen zerreißen.

Solche Schädigungen sind schwer zu operieren und bergen für den Patienten ein erhöhtes Risiko, dauerhaft schwerhörig zu bleiben. Schlimmstenfalls halten zwar die Gehörknöchelchen der Belastung stand, sattdessen reißt dann aber das ovale Fenster (Fenestra vestibuli) zum Innenohr (Abb. 1). Ein ähnlicher Effekt tritt auf, wenn durch die Druckschwankung das runde Fenster (Schneckenfenster) zerreißt, das für den Druckausgleich zwischen Innen- und Mittelohr sorgen soll. In extremen Fällen zerfetzt der Druck sowohl das ovale als auch das runde Fenster. Die Nervenenden im Corti-Organ sterben dann innerhalb weniger Stunden ab und die Hörfähigkeit erlischt.

Wie machen das Piloten?

Unter diesen Aspekten drängt sich die Frage auf, wie kommerzielle Piloten mit dem Problem des Barotraumas umgehen. Dass Einschränkungen des Gesundheitszustands von Piloten die Flugsicherheit beeinträchtigen, beschreibt eine aktuelle Publikation von 2017. Dafür wurden am dänischen Aeromedical Center 463 Piloten mit Hals-Nasen-Rachen- Barotrauma und Infektionen der oberen Atemwege befragt. Die Antworten verglichen die Autoren mit denjenigen, die zehn Jahre später unter gleichen Rahmenbedingungen gegeben wurden. Innerhalb der zehn Jahre erhöhte sich die Zahl jener Piloten signifikant (42,8 auf 50,1 %), die trotz der Anzeichen einer Infektion der oberen Atemwege fliegen. Der Anteil der Personen, die dekongestiv wirksame Nasentropfen verwendeten, stieg von 43,3 auf 59,5 %. Von den Piloten, die mehr als ein Barotrauma erlitten hatten, waren von zuvor 37,4 % nunmehr 55,5 % betroffen. Von einer Barosinusitis (Entzündung einer oder mehrerer Nasennebenhöhlen durch ein Barotrauma nach dem Fliegen oder Tauchen) waren statt lediglich 19,5 % jetzt 27,9 % betroffen. Die Hälfte der Piloten flog – trotz der Symptome einer Barosinusitis. Auch stuften mehr Berufsflieger diese Nasennebenhöhlenentzündung nicht als Grund für eine Krankmeldung ein, entgegen anderslautender internationaler flugmedizinischer Empfehlungen, so die dänischen Autoren [2].

Druckkabine gegen dünne Luft

Bekanntlich wird die Luft mit zunehmender Höhe immer dünner. Moderne Verkehrsflugzeuge sind deshalb mit einer Druckkabine ausgestattet, damit der Luftdruck annähernd erhalten bleibt. Das Flugzeug wird quasi aufgepumpt, was bedeutet, dass sich z. B. der Umfang bei einem A340 dabei um 26 Zentimeter dehnt, was eine starke Belastung der Flugzeugzelle darstellt. Der Druck in der Kabine wird jedoch während des Flugs mit zunehmender Höhe leicht abgesenkt. Der Passagier erlebt einen Höhenanstieg bis auf etwa 2.400 m.

Damit der Druck trotz aller Luftzufuhr in die Kabine nicht immer höher wird, sorgt ein Ventil für einen permanenten Ausgleich mit der Atmosphäre und hält den Überdruck im Flugzeug im Rahmen. Gesteuert von einem Rechner, überwacht das Auslassventil die Druckveränderungen in der Kabine und lässt möglichst gleichmäßig Luft in die Umgebung ab. Dabei wird auch die Flughöhe und der Außendruck beachtet, die beide in die Berechnung des Druckausgleichs in der Kabine eingehen.

Druckunterschied und gesundheitliche Beschwerden

Bei einem Höhenunterschied von 122 m verändert sich der Luftdruck um 15 mm Quecksilbersäule. Diese Druckdifferenz kann eine funktionierende Eustachische Röhre recht gut ausgleichen. Während des Landeanflugs wölbt sich mit zunehmendem Luftdruck das Trommelfell nach innen. Die Ohrtrompete als mechanisches Hindernis widersetzt sich dem Ausstrom der Luft aus dem Innenohr noch. Bei größeren Druckdifferenzen gibt es gesundheitliche Auswirkungen:

  • 60 mmHg: Unangenehmes Druckgefühl
  • 90 mmHg: Verschluss der Eustachischen Röhre, Druckausgleich unter keinen Umständen mehr möglich. Kräftige Ohrenschmerzen
  • 100 – 150 mmHg: Trommelfellriss mit Beendigung des Schmerzes, aber Hörverlust, häufig auch Schwindel, Erbrechen

Der Kabinendruck wird beim Abstieg aus der Reiseflughöhe (ca. 10.000 m) in den meisten Linienmaschinen mit einem Druckgradienten von 80 mmHg erhöht. Am Boden beträgt der übliche Luftdruck 1.013 hPa, während des Flugs 750 hPa, was einer Höhe von etwa 2.400 m entspricht. Die Druckänderungsgeschwindigkeit liegt bei rund 18,3 hPa/min im Steigflug und 11,0 hPa/min im Sinkflug [5]. Die Schwere eines Barotraumas steht in engem Zusammenhang mit diesem Druckgradienten.

Funktioniert der Druckausgleich durch die Tube beim Steigflug nicht ausreichend, expandiert die Luft im Mittelohr, sodass sich das Trommelfell nach außen wölbt. Schwieriger sind die Verhältnisse beim Sinkflug. Hier entsteht im Mittelohr ein Unterdruck, das Trommelfell wölbt sich nach innen. Der Druckausgleich muss aktiv durch das Lippenventil der Tube erfolgen.

Die Eustachische Röhre: Ohrtrompete belüftet Mittelohr

Die Eustachische Röhre ist beim Erwachsenen ungefähr 3,75 cm lang und sitzt an der Rückseite des Rachens, etwa auf Höhe der Nasenlöcher. Die Röhre ist normalerweise geschlossen, hat aber eine hohe, variable Durchlässigkeit. Manche Personen mit enger oder teilweise versperrter Röhre haben Probleme, einen Druckausgleich im Mittelohr herbeizuführen.

So besitzt die Tube durch ihren Biegungswinkel und ihre Form die Fähigkeit, das Mittelohr unter erhöhten Druck setzen zu können. Individuen mit verhältnismäßig großen Nasennebenhöhlen sind gegenüber Druckveränderungen weniger tolerant, da die tatsächliche Volumenänderung im Mittelohr für einen vorgegebenen Höhenabstieg, der mit einem Druckanstieg einhergeht, größer ist. Zur Hälfte ist die Eustachische Röhre knöchern umgeben, die andere, membranöse Hälfte kann Druckänderungen des Atmungssystems aufnehmen. Auch beim Schlucken ziehen Muskeln des weichen Gaumenzugs an dem Tubus, wodurch sie sich öffnet.

Manöver zum Druckausgleich

Da der Druckausgleich im Innenohr vor allem über die Eustachische Röhre erfolgt, liegt es nahe, durch Gähnen, Kauen oder Schlucken diesen Ausgleich herzustellen. Sollte das nicht ausreichen, bietet sich, wie erwähnt, das Valsalva-Manöver als Maßnahme an. Während die Nasenlöcher mit den Fingern verschlossen werden, baut sich Druck in der Brust auf. Durch die geschlossenen Nasenlöcher wird ausgeatmet. Dabei können jedoch durch "venöses Blutpooling" Synkopen oder durch Lungendehnung kardiale Arrhythmien provoziert werden [1].

Durch das Frenzel-Manöver können diese Auswirkungen – besonders wichtig für Piloten – vermieden werden. Hermann Frenzel war ein deutscher Luftwaffenkommandeur, der diese Technik während des Zweiten Weltkriegs besonders für Sturzflüge entwickelte. Dabei wurden die Stimmbänder aktiv geschlossen (als ob man ein schweres Gewicht heben will) und die Nasenlöcher zugehalten. Nun versucht man, mit der Zunge ein "K" oder ein "Guh" zu bilden. Dabei heben sich das rückseitige Drittel der Zunge sowie der Adamsapfel an. In den oberen Atemwegen wird Luft komprimiert und Druck aufgebaut, wodurch das Mittelohr über die Tube ventiliert werden kann.

Medikamentöse Prävention

Bei verstopften Nasen infolge viraler Infekte oder bei Allergien scheinen vor allem systemische oder topische, die Nasenschleimhaut abschwellende, Arzneistoffe sinnvoll zu sein, wie Pseudoephedrin oder Imidazole (z. B. Xylometazolin oder Oxymetazolin), um eine durch Schleim verschlossene Eustachische Röhre zu öffnen und für den Druckausgleich frei zu machen. Ist das passive Öffnen der Tuben infolge hoher Schleimviskosität im Lumen nicht möglich, kann ein Druckausgleich über die Ohrtrompete nicht stattfinden. Wie in der dänischen Studie beschrieben, nutzen Piloten häufig Dekongestiva (59,5 %) [2].

Manche Fluggesellschaften, z. B. die Lufthansa, empfehlen abschwellende Nasensprays zur Vorbeugung eines Barotraumas. Eine Untersuchung mit 36 Patienten zwischen 12 und 75 Jahren, die eine trockene zentrale Perforation des Trommelfells aufweisen, kommt zu dem Ergebnis, dass die topische Anwendung eines abschwellenden Medikaments – jedoch bei unphysiologisch hohem Druck (nach Valsalva-Manöver) – die Funktion der Eustachischen Röhre verbessern kann. 18 Patienten erhielten nach erfolglosem Valsalva-Manöver 0,1 % xylometazolinhaltige Nasentropfen direkt in die pharyngeale Öffnung der Eustachischen Röhre. Eine Kontrollgruppe von 17 Patienten bekam Plazebo (0,9 % Kochsalzlösung). Nur ein Patient dieser Gruppe zeigte anschließend ein erfolgreiches Valsalva-Manöver. In der Verum-Gruppe verspürten jedoch zehn Patienten einen deutlich positiven Effekt.

Andere Verfahren ohne Druckentwicklung (Aspirations-Test/Deflations-Test) waren ineffektiv [3]. Eine Studie mit Kindern kommt zu dem Ergebnis, dass die Gabe von topischen Dekongestiva (0,05 % Xylometazolin HCl) keinen positiven Effekt auf die Funktion der Eustachischen Röhre hat [4].

Physikalische Methoden der Prävention

Bei vielen Passagieren ist die Eustachische Röhre wegen eines akuten (viralen) Infekts der oberen Luftwege in ihrer Funktion behindert und lässt sich nicht durch aktive Maßnahmen wie Kauen oder Schlucken ausreichend öffnen. Der Druckausgleich unterbleibt also, mit entsprechender Trommelfellverschiebung und klinischer Symptomatik. Besonders Kinder sind betroffen, bei denen die Ohrtrompete noch nicht vollständig ausgebildet ist.

Mit einem speziell für Flugreisen entwickeltem Filter, der in Ohrenstöpseln integriert ist, ist ein kontinuierlicher Druckausgleich zwischen Umgebung (Flugzeugkabine) und Mittelohr möglich. Besonders beim Abstieg ist eine bessere Adaption der Druckdifferenzen zu erreichen [1]. Die weichen Lamellen der Sanohra fly-Ohrenstöpsel sind angenehm zu tragen und sollten vor allem bei der Landung des Flugzeugs verwendet werden. In der Startphase dagegen nimmt der Kabineninnendruck rasch ab. Ein solcher Druckabfall ist für ein gesundes Ohr in der Regel problemlos, weil die Eustachische Röhre den relativen Überdruck im Mittelohr nur passiv ablassen muss.

Fazit
Die anatomischen Besonderheiten der Eustachischen Röhre und Infekte in den oberen Luftwegen verursachen eine besondere Empfindlichkeit bei Druckdifferenzen während des Fliegens, vor allem im Landeanflug. Eine präventive, wirksame Maßnahme kann die Gabe von schleimhautabschwellenden Nasentropfen bei Infektionen sein, obwohl hier kontroverses Datenmaterial vorliegt. Physikalische Maßnahmen und Kaubewegungen (Kaugummi), Schlucken (bei Babys durch Stillen erreichbar) und Druckaufbau (Valsalva-Manöver) sind hilfreich. Effektiv haben sich Ohrstöpsel erwiesen, die Druckveränderungen besser regulieren und dadurch die Funktion der Eustachischen Röhre optimieren.


Literatur:
1. Held K.: Barotrauma im Flugzeug. Flug-und
Reisemedizin 2006, 2: 8
2. Boel NM, Klokker M.:
Upper respiratory infections and barotrauma among commercial pilots.
Aerosp Med Hum Perform 2017 ;Jan 1, 88(1):17-22
3. Jensen, J. H.; Leth, N.; Bonding, P.: Topical
application of decongestant in dysfunction of
the Eustachyan tube: A randomised, doubleblind,
placebo-controlled trial. Clin Otolaryngology
1990 ,15: 197-201
4. van Herbeek, N.; Koen, J.; Ingels, O; Zielhuis,
A.: No effect of a nasal Decongestant on
Eustachian Tube function in children with Ventilation
Tubes. Laryngoscope 2002; 112:
1115-1118
5. Schmitz,G.: Klimatisieren von Flugzeugkabinen
15.01.2004. Technische Universität
Hamburg-Harburg



Autor:

Jens Bielenberg

Raphael Apotheke
Apotheker
25364 Westerhorn

Interessenkonflikte: Der Autor erhielt ein Autorenhornorar von der Firma Sanohra.



Erschienen in: Der Allgemeinarzt, 2017; 39 (6) Seite 22-28