Reisemedizin

Barotraumen beim Fliegen

Pathogenese und Prävention

Von Jens Bielenberg

Die meisten Menschen, die eine Flugreise gemacht haben, kennen es: das Taubheitsgefühl, das unangenehme Druckgefühl oder den Schmerz im Ohr, der während des Starts oder während des Landeanflugs entsteht, sich aber meistens durch Druckaufbau relativ schnell beheben lässt. Über Ohrenbeschwerden beim Fliegen mit zeitweiliger Einschränkung des Hörvermögens und Schmerzen klagen 65% der Kinder und 46% der erwachsenen Flugpassagiere. Das Barotrauma ist eine Gesundheitsstörung durch relativen Über- oder Unterdruck in luftgefüllten Körperhöhlen infolge schnellen Luftdruckwechsels.
Grafik: Thews/Mutschler/Vaupel-WVG
Die Eustachische Röhre oder Ohrtrompete verbindet das Mittelohr (dunkelblau, rechts und oberhalb vom Trommelfell) mit dem Nasenrachen (rechts unten). Sie vermittelt den Druckausgleich zwischen dem Mittelohr und der Umgebung. Wenn sie verschlossen ist, droht ein Barotrauma, eventuell sogar ein Riss des Trommelfells. Aus: Thews/Mutschler/Vaupel: Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen, 6. Aufl., Stuttgart 2007.

Während der Start- und Landephase ändert sich der Luftdruck in einem Passagierflugzeug um ungefähr 250 Hektopascal (= Millibar). Vom Start des Flugzeugs bis zum Erreichen der Reisehöhe muss das Mittelohr rund 20% seines Gasvolumens abgeben, um diesen Druckunterschied auszugleichen [1]. Dies geschieht normalerweise durch eine passive Öffnung der Eustachischen Röhre, die das Mittelohr mit dem Nasenrachen verbindet.

Dagegen muss der Passagier den Druckunterschied zwischen Mittelohr und Umgebung während des Landeanflugs oft aktiv durch Schlucken und Gähnen ausgleichen. Beim Landeanflug erhöht sich der Luftdruck in der Flugzeugkabine, sodass im Mittelohr ein relativer Unterdruck entsteht und das Trommelfell sich nach innen wölbt, bis das Ohr das abgegebene Gasvolumen wieder aufgenommen hat. Wenn der Druckunterschied einen kritischen Wert erreicht, wird jedoch der Einstrom von Luft in das Mittelohr unterbrochen. Dadurch steigt das Risiko eine Barotraumas.

Physiologische Funktionen der Eustachischen Röhre

Die Eustachische Röhre oder Ohrtrompete (Tuba auditiva Eustachii) wurde erstmals von Bartolomeo Eustachi im 16. Jahrhundert beschrieben. Sie ist ungefähr 35 mm lang und verläuft vom Mittelohr zur Kopfmitte hin nach unten zum Nasenrachen. Sie gliedert sich in einen oberen knöcherner Abschnitt (Pars ossea) und einen unteren knorpeligen Abschnitt (Pars cartilaginea) [2]. Die drei Funktionen der Eustachischen Röhre sind

  • Schutz vor Keimen und Schall (Protektion),

  • Abtransport von Sekret (Drainage) und

  • Belüftung (Ventilation) des Mittelohrs.

An der aktiven Öffnung der Eustachischen Röhre sind mehrere Muskeln beteiligt. Es handelt sich um ein komplexes Zusammenspiel der Rachenmuskulatur. Der wichtigste Öffner ist der Musculus tensor veli palatini (Spanner des Gaumensegels).

Wenn die Eustachische Röhre geschlossen ist, kann sie den Druck zwischen Umgebung und Mittelohr nicht ausgleichen, was ein Barotrauma des Mittelohrs zur Folge haben kann. Dieses äußert sich durch Schmerzen, Hörminderung und Übelkeit. Es kommt zu Trommelfelleinziehungen und sogar Einblutungen ins Mittelohr. In seltenen Fällen kann das Trommelfell einreißen, was zu einem Gehörverlust führt.

Bei Kindern ist das Barotrauma sehr viel häufiger und sehr schmerzhaft und führt häufiger zu einem Trommelfellriss. Dies erklärt sich zumindest teilweise durch einen vom Erwachsenen unterschiedlichen Aufbau der Eustachischen Röhre. Der Knorpel ist bei Kindern elastischer, das bedeutet, dass eine Kontraktion der Tubenöffnermuskeln nicht unbedingt zu einer Öffnung der gesamten Eustachischen Röhre führt. Weiterhin weicht die anatomische Lage deutlich von der bei Erwachsenen ab, was die Öffnung und damit die Belüftung erschwert [3]. Die Eustachische Röhre ist bei Kindern kürzer, dadurch kommt es häufiger zu einem Aufstieg von (potenziell infektiösem) Sekret ins Mittelohr. Auch deshalb leiden Kinder sehr viel häufiger an Mittelohrentzündungen.

Infektionen der oberen Atemwege erschweren den Druckausgleich zusätzlich oder machen ihn unmöglich. Deshalb erhöhen sie das Risiko eines Barotraumas bei einer Flugreise. Viren und Bakterien können in der Ohrtrompete eine Entzündung der Schleimhäute auslösen, die zu Schwellungen führt und den normalen Druckausgleich behindert.

Besonders bei Kindern kann die Ohrtrompete bereits bei geringfügigen Entzündungen zuschwellen. Ferner können Polypen bei Kindern die Entlüftung des Mittelohrs behindern.

Für die Häufigkeit der spontanen Tubenöffnungen werden Werte von einmal pro 5 Minuten beim Säugling und einmal pro Minute beim Erwachsenen angegeben [4]. Zu beachten ist, dass diese Werte nur für den Wachzustand gelten; im Schlaf ist die Frequenz der Öffnungen deutlich geringer. Deshalb sind schlafende Flugreisende beim Landeanflug besonders gefährdet.

Etymologie und Definition


Barotrauma: Das Wort ist zusammengesetzt aus den griechischen Wörtern trauma (Wunde, Verletzung) und baros (Schwere, Gewicht). Der Begriff beinhaltet eine organtypische oder gewebetypische Verletzung von luftgefüllten, starrwandigen und mehr oder weniger flexiblen Körperhöhlen durch eine fehlende oder unzureichende Belüftung bei Änderung des Umgebungsdruckes und einen dadurch entstehenden Unterschied zwischen Innen- und Außendruck.

Druckdifferenzen beim Fliegen

Start. Am Boden entspricht der Druck im Flugzeug dem Atmosphärendruck bei Normalnull (1013 hPa). Der Kabinendruck in einer modernen Passagiermaschine reduziert sich bis zum Erreichen der Reiseflughöhe um etwa ein Viertel. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Kabinendruck ändert, liegt im Steigflug bei etwa 18,3 hPa pro Minute [5].


Reiseflughöhe. Die Reiseflughöhe von Linienmaschinen liegt bei ungefähr 10.000 m. Der Kabinendruck wird durch die Klimatechnik künstlich auf Dreiviertel des Atmosphärendrucks (ca. 750 hPa), gehalten. Man hat also in der Kabine das Gefühl, sich auf 2500 m Höhe zu befinden.


Landung. Beim Verlassen der Reisehöhe wird der Kabinendruck wieder auf den Atmosphärendruck erhöht, und zwar im Mittel um 11 hPa pro Minute [5]. Bei einigen Flugzeugen wie der Boeing 737 ändert sich der Druck während des Sinkflugs noch schneller. Damit besteht ein höheres Risiko, ein Barotrauma zu erleiden, als bei anderen Flugzeugtypen wie z. B. der Boeing 747, der DC-10 oder dem Airbus 310 [6].

Auswirkungen der Druckdifferenzen

Bleibt der Druckausgleich während der Landung aus, kommt es zu einem Druckunterschied zwischen dem Kabinendruck und dem Mittelohrdruck. Dieser relative Unterdruck im Mittelohr kann folgende Auswirkungen haben:

  • 6 hPa: Unangenehmes Druckgefühl im Mittelohr.

  • 6 – 8 hPa: Verschluss der Eustachischen Röhre, Druckausgleich nur noch mit Anstrengung möglich, Empfindung von Schmerzen.

  • > 8 hPa: kein Druckausgleich mehr möglich, Empfindung starker Schmerzen.

  • > 10 hPa: Riss des Trommelfelles möglich; dann keine Schmerzen mehr, aber Verlust des Hörvermögens, häufig Schwindel und Erbrechen [7].

Möglichkeiten der Prävention

Da der Druckausgleich aktiv durch verschiedene Maßnahmen wie Gähnen, Kauen oder Schlucken herbeigeführt werden kann, ist es in der Landephase sinnvoll, ein Kaugummi zu kauen oder etwas zu trinken. Es ist wichtig, diese Maßnahmen schon vor dem Auftreten von Beschwerden zu beginnen, um den Aufbau eines großen Druckunterschieds zu vermeiden. Kinder sollten wegen der im Schlaf erniedrigten Anzahl der spontanen Tubenöffnungen (s. o.) geweckt und wenn möglich gefüttert werden.

Wenn Gähnen, Kauen und Schlucken nicht ausreichen, sollte der Passagier mehrmals hintereinander das sogenannte Valsalva-Manöver durchzuführen. Hierbei verschließt man beim Ausatmen Mund und Nase, sodass sich ein Druck im Nasenrachen aufbaut. Leider können kleine Kinder dieses Verfahren noch nicht verstehen und durchführen.

Das Valsava-Manöver kann durch "venöses Blutpooling" und Lungendehnung eine Synkope bzw. kardiale Arrhythmien provozieren. Für diesbezüglich gefährdete Personen und für Kinder empfiehlt sich als Alternative ein druckminderndes Hilfsmittel: speziell für Flugreisen entwickelte Ohrstöpsel. Sie bilden eine kleine Luftkammer vor dem Trommelfell, sodass dieses nicht mehr direkt dem äußeren Luftdruck ausgesetzt ist. Damit beugen sie einem Verschluss der Eustachischen Röhre vor, der während des Sinkflugs vor der Landung droht. Es kann also weiterhin auf natürlichem Wege ein Ausgleich des Druckunterschieds zwischen Umgebung und Mittelohr erfolgen.

Patienten mit Erkältungskrankheiten oder Allergien, die zu Schwellungen der Schleimhaut in der Nase und im Nasenrachen führen, ist zu raten, vor und während des Flugs viel zu trinken, um die Durchblutung der Schleimhäute zu verbessern. Des Weiteren wird erkälteten Patienten oft die Verwendung von abschwellenden Nasentropfen (z. B. Oxymetazolin, Xylometazolin) empfohlen. Dies erscheint durchaus als sinnvoll. Dagegen verringern diese Arzneimittel bei gesunden Personen nicht das Risiko eines Barotraumas [8, 9].

Fazit

Kinder reagieren aufgrund der anatomischen Besonderheiten der Eustachischen Röhre und gehäufter Infekte der oberen Atemwege besonders empfindlich auf Druckdifferenzen während des Fliegens. Aber auch viele Erwachsene haben mit diesem Problem zu kämpfen. Mit Kauen, Schlucken, Trinken und dem Valsava-Manöver kann man die Beschwerden mildern, aber effektiver sind spezielle Ohrstöpsel zum Druckausgleich.

Schleimhautabschwellende Nasentropfen sind nur bei Personen indiziert, die einen Infekt der oberen Atemwege haben.


Literatur

[1] Sade J, Ar A, Fuchs C. Barotrauma vis-a-vis the chronic otitis media syndrome. Ann Otol Rhinol Laryngol 2003;112:230-35.

[2] Pahnke J. Morphologie, Funktion und Klinik der Tuba Eustachii. Laryngo-Rhino-Otol 2000;79 Suppl 2:S 1-S 21.

[3] Bluestone CD. Pathogenesis of otitis media: role of eustachian tube. Pediatr Infect Dis J 1996;15:281– 291.

[4] Magnuson B, Falk B. Diagnosis and management of eustachian tube malfunction. Otolaryngol Clin North Am 1984;17:659-671.

[5] Schmitz G. Klimatisieren von Flugzeugkabinen. Technische Universität Hamburg-Harburg 15.01.2004.

[6] Held K. Barotrauma im Flugzeug. Flug- und Reisemedizin 2006:2-8.

[7] Mirza S, Richardson H. Otic barotraumas from air travel. J Laryngol Otol 2005;119(5):366-370.

[8] 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.

[9] Jensen JH, Leth N, Bonding P. Topical application of decongestant in dysfunction of the Eustachian tube: A randomised, double-blind, placebo-controlled trial. Clin Otolaryngol 1990,15:197-201.



Autor

Apotheker Jens Bielenberg, Bahnhofstr. 53, 25364 Westerhorn, Jens.Bielenberg@t-online.de



DAZ 2011, Nr. 30, S. 50