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Kehlkopf, Sprechen und Sprache

Abstract

Der Kehlkopf ist ein knorpeliges Verbindungsstück bzw. Verbindungsorgan zwischen Luftröhre und Rachenraum. Seine zentrale Aufgaben sind die Trennung des Luft- vom Speisewegs (Protektionsfunktion) sowie die Erzeugung der Stimme (Phonationsfunktion), wodurch das Sprechen ermöglicht wird. Zusammen mit dem Hören zählt das Sprechen zu den wichtigsten Kommunikationsmitteln des Menschen.

Das Skelett des Kehlkopfs besteht aus mehreren Knorpeln, die über Muskeln und Bänder gelenkig miteinander verbunden sind. Zwei dieser Bänder ziehen quer durch den Kehlkopfschlauch und formen die Stimmritze. Atmen, Flüstern und Sprechen sind jeweils bestimmten Stellungen der Stimmritze zugeordnet. Die im Kehlkopf entstandenen Laute müssen allerdings erst im Nasen-Rachen-Raum umgeformt werden, damit verstehbare Sprachlaute entstehen.

Makroskopische Anatomie des Kehlkopfes

Der Kehlkopf ist ein Schleimhautschlauch, der durch Knorpelplatten offengehalten wird. Er verbindet die Luftröhre mit dem Rachenraum und besteht aus gelenkig miteinander verbundenen Knorpelanteilen. Diese können über spezialisierte Muskeln bewegt werden, um die Stimmritze für die Phonation eng oder weit zu stellen. Von außen ist ein Teil des sog. Schildknorpels als sichtbarer Vorsprung (sog. Adamsapfel) zu sehen.

Steckbrief

Knorpel und Gelenke

Das Gerüst des Kehlkopfs besteht aus verschiedenen Knorpelplatten, die gelenkig miteinander verbunden sind. Die Gelenke ermöglichen bereits geringfügige Dreh- und Kippbewegungen der Knorpel. Neben der Weite und Spannung der Stimmritze wird dadurch auch die Form des Kehlkopfeingangs beeinflusst.

Knorpel

Man unterscheidet vier große Knorpel, die das Kehlkopfskelett bilden. Bis auf den Kehlkopfdeckel (=Epiglottis), der aus elastischem Knorpel besteht, sind alle Teile des Kehlkopfskeletts aus hyalinem Knorpel geformt.

Kehlkopfdeckel (= Cartilago epiglottica, Epiglottis)

  • Form: Knorpelplatte, die einem Fahrradsattel/Tischtennisschläger ähnelt
  • Lage und Aufbau: Ventral ist die Spitze (Petiolus) an der Innenseite des Schildknorpels befestigt, davor liegt ein größerer Fettkörper (Corpus adiposum preepiglotticum)
  • Funktion: Aspirationsschutz: Schluckakt → Anheben des Kehlkopfes → Druck der Epiglottis gegen ventral gelagerten Fettkörper (Widerlager) → Schluss des Kehlkopfeingangs

Schildknorpel (= Cartilago thyroidea)

  • Form: Schildförmig
  • Lage und Aufbau: Zwei Platten, die in der Mitte winklig miteinander verbunden sind :
    • Ventral: Prominentia laryngea (oberer Rand)
    • Dorsal: Cornu superius und -inferius bilden die Ansatzpunkte für Bänder
  • Funktion: Größter Knorpel des Larynxskeletts, Ansatzpunkt für Muskeln und Bänder

Ringknorpel (= Cartilago cricoidea)

Stellknorpel (= Cartilago arytaenoidea)

Gelenke

Über zwei Gelenke werden Weite und Stellung der Stimmritze reguliert.

Gelenktyp Verbindung Funktion
Articulatio cricothyroidea
Articulatio cricoarytaenoidea
  • Roll-Gleitgelenk
  • Zwischen Basis der Stellknorpel und Oberrand der Ringknorpelplatte (=Facies articularis arytenoidea)
  • Ermöglicht eine Erweiterung oder Verengung der Stimmritze

Bänder und Stimmritze

Bänder und Membranen

Die Bänder und Membranen des Kehlkopfs halten die Knorpel zusammen. Von besonderer Bedeutung sind die Stimmbänder, die die Stimmritze formen und der Stimmerzeugung dienen.

Innerer Bindegewebsapparat

Stimmbänder (= Ligg. vocalia)

Lig. cricothyroideum medianum (= Lig. conicum)

Conus elasticus

Membrana quadrangularis

Äußerer Bindegewebsapparat

Membrana thyrohyoidea

Koniotomie
Bei einer lebensbedrohlichen Atemnot (wie z.B. bei einem Glottisödem) kann bei abfallender Sättigung oder frustranen Intubationsversuchen als Ultima Ratio eine Koniotomie durchgeführt werden. Hierbei wird ein künstlicher Zugangsweg zu den oberen Atemwegen erschaffen, indem man erst Haut und Unterhautfettgewebe und dann die oberflächliche und mittlere Halsfaszie sowie das etwas tiefer liegende Lig. cricothyroideum medianum (sog. Lig. conicum) quer durchtrennt und anschließend eine Trachealkanüle einführt.

Stimmritze

Muskeln

Die Feinabstimmung der Kehlkopfbewegungen erfolgt durch kleine Skelettmuskeln, die als Kehlkopfmuskeln bezeichnet werden. Man unterscheidet eine anatomische von einer funktionellen Einteilung.

  1. Anatomische Einteilung (nach Lage und Innervation)
  2. Funktionelle Einteilung: Je nach Funktion werden die Kehlkopfmuskeln zusätzlich in Spann- oder Stellmuskeln eingeteilt
Funktionelle Einteilung der Kehlkopfmuskeln
Muskel Ursprung Ansatz Funktion → Wirkung auf Stimmbänder Innervation
Spannmuskeln
Stellmuskeln
  • Zieht den Stellknorpel nach vorne → Verschließt und verkürzt die Pars intermembranacea
  • Stellknorpelspitze der Gegenseite
  • Zieht die Stellknorpel zusammen und kippt sie einwärts → Verschließt die Pars intercartilaginea
  • Führt die Stellknorpel zusammen → Verschluss der Pars intercartilaginea
  • Zieht die Epiglottis nach posterior → Verengt den Kehlkopfeingang
  • Spitzen der Procc. vocales werden zueinander geführt → Verschließt die Pars intermembranacea und öffnet die Pars intercartilaginea

Der M. cricothyroideus ist der einzige äußere(!) Kehlkopfmuskel und wird als einziger Muskel vom R. externus des N. laryngeus superior und nicht vom N. laryngeus inferior innerviert!

Rekurrensparese
Eine Schädigung des N. laryngeus recurrens kann zur sog. Rekurrensparese führen (wovon der durch den N. laryngeus superior innervierte M. cricothyroideus natürlich nicht betroffen ist). Bei einer einseitigen Rekurrensparese sind alle inneren Kehlkopfmuskeln dieser Seite ausgefallen, sowohl der Stimmritzenöffner (M. cricoarytaenoideus posterior) als auch die Schließer der Stimmritze (M. cricoarytaenoideus lateralis, M. arytaenoideus obliquus und transversus). Dadurch steht das ipsilaterale Stimmband auf der betroffenen Seite still, meist in Paramedian- bzw. Medianstellung. Durch den unvollständigen Verschluss der Stimmritze in Phonationsstellung kommt es zu Heiserkeit, das kontralaterale bewegliche Stimmband ermöglicht jedoch eine unbeeinträchtigte Atmung. Hingegen kann eine beidseitige Rekurrensparese – je nach Stellung der Stimmbänder – zu inspiratorischem Stridor und starker Atemnot führen, da nun beidseits der einzige Stimmritzenöffner (der M. cricoarytaenoideus posterior, auch "Postikus" genannt) ausgefallen ist.

Kehlkopfetagen

Zwei Schleimhautfalten teilen den Innenraum des Kehlkopfs in drei Etagen ein. Diese Einteilung erlaubte eine exakte Befundbeschreibung der Kehlkopfschleimhaut.

Laryngozele
Als Laryngozele wird eine Aussackung des Ventriculus laryngis bezeichnet. Sie kann erworben oder angeboren sein und sich durch Dysphonie (= Stimmstörung) oder Dyspnoe (= Atemnot) bemerkbar machen.

Topographie, Gefäßversorgung und Innervation

Topographie

Gefäßversorgung und Innervation

Gefäßversorgung
Arteriell
Venös
Innervation
Motorisch
Sensibel
Lymphabfluss
Lymphstationen

Mikroskopische Anatomie des Kehlkopfes

Sprechen

Die Stimmbildung erfolgt grundsätzlich im Kehlkopf und wird Phonation genannt. Die hier entstandenen Laute unterscheiden sich noch deutlich von den verstehbaren Sprechlauten. Erst die daran anschließende Artikulation im Mund-Rachen-Raum formt die uns bekannten Sprechlaute.

Phonation (= Stimmbildung)

Als Phonation bezeichnet man die Stimmerzeugung im Kehlkopf. Stimmhafte Laute entstehen, wenn die Stimmbänder durch die hindurchströmende Luft in Schwingung versetzt werden. Weite und Spannung der Stimmritze werden durch die Kehlkopfmuskeln und den Luftstrom kontrolliert. Dadurch werden Tonhöhe und Lautstärke beeinflusst.

  • Physikalischer Hintergrund der Phonation (Um verstehen zu können, wie die Stimmbildung abläuft, wird zunächst der Bernoulli-Effekt erklärt.)
    • Bernoulli-Effekt (= sog. Sogeffekt): Beschreibt die Beziehung zwischen der Strömungsgeschwindigkeit und dem Druck innerhalb eines Strömungssystems
      • Das Produkt aus Strömungsgeschwindigkeit und Druck ist konstant
      • Folglich geht ein Anstieg der Geschwindigkeit mit einem Druckabfall einher
  • Ablauf des Phonationszyklus
    1. Phonationsstellung der Stimmritze
      • Glottis geschlossen, Stimmbänder leicht gespannt (Spannung der Stimmbandmuskeln > Druck unterhalb der Glottis)
    2. Forciertes Ausatmen
      • Der Luftstrom während der Exspiration erhöht den Druck unter der Glottis (= subglottischer Druck), bis er ausreicht, um die Stimmbänder zu öffnen (Spannung der Stimmbandmuskeln < subglottischer Druck)
    3. Luft strömt durch die Glottis und öffnet sie ein wenig
      • Da der Luftweg innerhalb der Glottis verengt ist, erhöht sich in diesem Bereich die Strömungsgeschwindigkeit
    4. Bernoulli-Effekt
      • Der schnelle Luftstrom durch die Glottis erzeugt einen Druckabfall zwischen beiden StimmlippenStimmbänder werden zusammengezogen (durch den Druckabfall)
    5. Glottis ist wieder geschlossen → Zyklus beginnt von Neuem
  • Ergebnis: Glottis schließt und öffnet sich abwechselnd → Periodische Schwingungen der Stimmbänder → Entstehung des Phonationsschalls (als Stimme wahrnehmbar)
  • Tonhöhe: Wird durch Länge und Spannung der Stimmbänder beeinflusst
  • Lautstärke: Wird vom erzeugten Exspirationsdruck beeinflusst

Der subglottische Druck schwankt/fluktuiert je nach Glottiszustand (geöffnet oder geschlossen) und ist wichtig für die Stimmbildung!

Prozess der Artikulation (= Stimmformung)

Die weitere Ausgestaltung der Laute nennt man Artikulation. Sie findet im Mund-Rachen-Raum statt, der einen sog. Resonanzraum bildet. Je nach Stellung, z.B. der Zunge oder der Lippen werden aus den Lauten (die durch die Phonation entstehen) unterschiedliche Sprachelemente geformt.

  • Beschreibung des Vorgangs
    • Mund-Rachen-Raum formt einen Resonanzraum
    • Resonanzraum besitzt in Abhängigkeit von der Form unterschiedliche Resonanzeigenschaften
      • Hintergrundwissen
        • Der Mund-Rachen-Raum besitzt je nach Form eine charakteristische Eigenfrequenz
        • Der Phonationsschall wiederum enthält ein Spektrum unterschiedlicher Teiltöne (sog. Obertöne)
        • Je nach Form des Resonanzraums werden die verschiedenen Teiltöne entweder verstärkt oder abgeschwächt
          • Teiltöne werden verstärkt, wenn sie sich ungefähr mit der Eigenfrequenz des Resonanzraums decken
          • Teiltöne werden gedämpft, wenn sie sich von der Eigenfrequenz des Resonanzraums unterscheiden
        • Ergebnis: Der Mund-Rachen-Raum filtert den Phonationsschall und formt somit die verstehbaren Sprachlaute
  • Ergebnis: Entstehung unterschiedlicher Sprachelemente (= Phoneme)
    • Vokale (Klanglaute): Schwingungen der Luftsäule werden durch den Artikulationsprozess nur wenig verändert
    • Konsonanten (Geräuschlaute): Schwingungen der Luftsäule werden durch den Artikulationsprozess deutlich verändert

Die Artikulation findet im Mund-Rachen-Raum statt und formt verständliche Sprachlaute!

Sprache

Im Gegensatz zum Begriff „Sprechen“ - unter dem man den eigentlichen Sprechvorgang versteht - beschreibt die „Sprache“ ein theoretisches Konstrukt, die den Wissensspeicher über Wortschatz, Grammatik und Sprachverständnis umfasst. Zu den Sprachregionen des Kortex zählen die primäre und sekundäre Hörrinde, sowie das Wernicke- und das Broca-Zentrum. Die Hörbahn endet in der primären Hörrinde, von wo aus die Informationen zur sekundären Hörrinde und an das sensorische Sprachzentrum (= Wernicke-Zentrum) geleitet werden. Hier gelangen die gehörten Informationen ins Bewusstsein und werden verstanden. Für die sprachmotorische Antwort ist das Broca-Zentrum im unteren Frontallappen zuständig.

Primäre Hörrinde

Sekundäre Hörrinde und sensorisches Sprachzentrum (= Wernicke-Zentrum)

Motorisches Sprachzentrum (= Broca-Zentrum)

Das Wernicke-Zentrum ist wichtig für das Sprachverständnis. Das Broca-Zentrum ist wichtig für die motorische Sprachproduktion!
mOtorisch - brOca - frOntal und sEnsibel - wErnicke - tEmporal

Schaltkreise

Um die zentrale Verarbeitung von Sprache besser zu verstehen, werden hier beispielhaft zwei Schaltkreise genannt:

Aphasie

Aphasie ist eine Störung der Sprache, die meist auf eine erworbene Schädigung neuronaler Strukturen (z.B. durch einen Schlaganfall) zurückgeht. Je nach Ort der Läsion unterscheidet man unterschiedliche Aphasieformen:

Aphasie Ort der Läsion Leitsymptome
Broca-Aphasie (motorische Aphasie) Broca-Areal, Frontallappen
  • Sprachproduktion↓: Expressive Sprachstörung mit telegrammartiger, agrammatikalischer Sprache und verzögertem Sprachduktus
  • Sprachverständnis meist intakt
Wernicke-Aphasie (sensorische Aphasie) Wernicke-Areal, Temporallappen
Globale Aphasie Broca-Areal + Wernicke-Areal + Fasciculus arcuatus
  • Sprachproduktion und Sprachverständnis stark reduziert

Wiederholungsfragen zum Kapitel Kehlkopf, Sprechen und Sprache

Makroskopische Anatomie des Kehlkopfes

Was versteht man unter einer Koniotomie und welche anatomischen Strukturen werden dabei durchtrennt?

Beschreibe die anatomische Einteilung des M. cricothyroideus nach dessen Lage und Innervation!

Welche beiden Kehlkopfmuskeln führen über eine Veränderung der Stellung der Stellknorpel zu einer Verengung der Pars intercartilaginea der Stimmritze?

Beschreibe die anatomische Einteilung des M. cricoarytaenoideus posterior (sog. Postikus) nach dessen Lage und Innervation! Worin unterscheidet er sich funktionell von allen anderen Kehlkopfmuskeln?

Welche Folgen hat eine einseitige, welche eine beidseitige Schädigung des N. laryngeus recurrens?

Welche Nerven sind für die sensible Innervation des Kehlkopfes zuständig?

Sprache

In welchen Bereichen des Gehirns befinden sich die primäre Hörrinde, das Wernicke-Zentrum und das Broca-Zentrum?

Welche Symptome sind bei einem Patienten mit einer Wernicke-Aphasie zu erwarten?

Welche Symptome sind bei einem Patienten mit einer Broca-Aphasie zu erwarten?

Eine Sammlung von allgemeineren und offeneren Fragen zu den verschiedenen prüfungsrelevanten Themen findest du im Kapitel Beispielfragen aus dem mündlichen Physikum.