2.2.3  Hör- und Gleichgewichtssinn

 

Schall ist Luft, die schwingt. Eine Schallquelle verursacht kleine Schwankungen im Luftdruck, die sich als Schallwelle (Longitudinalwellen) durch die Luft ausbreiten. Wenn ein altmodischer Wecker in einer Vakuum-Glasglocke klingelt, kannst du nichts hören. Wenn du Luft in die Glasglocke strömen lässt, hörst du den Klingelton. Schall kann sich nur ausbreiten, wenn Luft vorhanden ist.

Abb. 2.2.3.1 Ohr DetailAbb. 2.2.3.1  Ohr Detail

Die Anatomie des menschlichen Ohres

Schall besteht aus Luftschwingungen. Diese Schwingungen werden von der Ohrmuschel aufgenommen. Durch den Gehörgang wird das Trommelfell in der gleichen Frequenz der Schallwelle in Schwingung versetzt. Diese Schwingungen werden über die Gehörknöchelchen an die Gehörschnecke (=Cochlea) übertragen. In der Cochlea befinden sich die Nervenzellen, die die Schwingungen in Nervenimpulse umwandeln. Diese Nervenimpulse gelangen über den Hörnerv zum Gehirn, wo sie in Töne umgewandelt werden.

Ursachen für Hörverlust

Schall wird durch schnelle Änderungen des Luftdrucks (Schwingungen) verursacht. Wenn diese Luftdruckunterschiede sehr groß sind (extreme Lautstärke, z. B. lauter Knall), kann es zu Schäden am Ohr kommen. Kurzfristige Exposition gegenüber übermäßigem Lärm führt in der Regel zu einer Wiederherstellung des Gehörs, aber langfristige Exposition gegenüber zu viel Lärm führt zu dauerhaften Hörschäden.
Zu viel Lärm während des Fluges erhöht das Risiko von Bluthochdruck, Konzentrationsverlust, schneller Ermüdung und das Unfallrisiko, weil du Warnsignale nicht hören, dich nicht richtig verständigen oder den Funk nicht klar verstehen kannst.
Die Lautstärke eines normalen Gesprächs beträgt < 60 Dezibel (db). Laute Musik aus einem Radio ist < 90 Dezibel. Reger Autoverkehr 100 Dezibel und ein startender Jet 140db. Wer über längere Zeit einer Lautstärke von mehr als 85 Dezibel ausgesetzt ist, erleidet einen Gehörschaden.  Laute Knallgeräusche und länger andauernde, zu laute Geräusche führen zu lärmbedingtem Hörverlust (Knalltrauma, Tinnitus = dauerhaftes Geräusch im Ohr). Auch das Hörvermögen nimmt mit dem Alter ab. 

Wirksame Hilfsmittel gegen Hörschäden in der Luftfahrt

Versuche laute Geräusche so weit wie möglich zu vermeiden und setze dich nicht über längere Zeit Geräuschen von 85 dB oder mehr aus. Verwende Ohrstöpsel, z. B. in Diskotheken. Verwende beim Windenfahren einen Gehörschutz auf der Winde. Im Motorsegler brauchst du ein gutes Headset.

Im Arbeitsschutzgesetz schreibt die Regierung vor:

  • Bei einer täglichen Lärmbelastung über 80 dB(A) muss der Arbeitgeber Gehörschutz zur Verfügung stellen;
  • Bei einer täglichen Belastung von mehr als 85 dB(A) sind die Mitarbeiter verpflichtet, einen Gehörschutz zu tragen.

Welche Rolle spielt die Eustachische Röhre beim Druckausgleich zwischen dem Mittelohr und der Umgebung (Umgebungsluftdruck)?

Die Cochlea (Hörschnecke) grenzt an das Mittelohr Dies ist ein mit Luft gefüllter Raum (Raum Zwischen Trommelfell und Cochlea). Über die Eustachische Röhre, die in den Nasenrachenraum (Nasopharynx) mündet, ist dieser Raum mit der Außenluft verbunden.  Durch diese Verbindung bleibt der Luftdruck auf der Innenseite und auf der Außenseite des Trommelfells ausgeglichen.
Der Raum des Mittelohres wird durch das Trommelfell gegen die Außenluft abgeschlossen. Die Druckunterschiede beim Steigen und Fallen werden normalerweise durch die Eustachische Röhre in jedem Ohr ausgeglichen. Der Raum im Mittelohr (Mittelohrhöhle) enthält Luft und diese Luft dehnt sich aus, wenn der Druck außerhalb des Ohres fällt.

 Abb. 2.2.3.2 Ohr Druckausgleich

Abb. 2.2.3.2  Ohr-Druckausgleich

Durch die Eustachische Röhre entweicht die Luft aus dem Mittelohr in den Nasenrachenraum, wenn wir aufsteigen und in eine Umgebung mit niedrigerem Luftdruck gelangen. Wenn wir absteigen, muss die Luft durch den Nasenrachenraum in das Mittelohr gelangen. Wir nennen dies Clearing und es kann durch Schlucken, Gähnen oder Zuhalten der Nase, Schließen des Mundes und den Versuch, mit geschlossenem Mund und Nase auszuatmen, unterstützt werden.

Die Auswirkungen, die Erkältungen oder Grippe auf den Druckausgleich haben können

Bei einer Erkältung, Halsentzündung oder Grippe kann der Druckunterschied zwischen Mittel- und Außenohr (vor und hinter dem Trommelfell) nicht ausgeglichen werden. Wenn du in größere Höhen steigst, entweicht manchmal Luft, aber wenn du wieder absteigst, ist der Mittelohrraum nicht in der Lage sich über die Eustachische Röhre an den wieder ansteigenden Außenluftdruck anzupassen (um Luft durch die Eustachische Röhre ins Ohr zu lassen). Dies führt zu einer vorübergehenden Taubheit. Ist der Druckunterschied groß, führt dies zu starken Schmerzen und manchmal zu einem Platzen des Trommelfelles. Wenn ein Ohr frei wird und das andere nicht, entsteht ein heftiger Drehschwindel.

Bei einer Erkältung gilt die Regel: Nicht fliegen!

Welche äußeren Reize können die verschiedenen Teile des Innenohrs wahrnehmen?

Das Innenohr kann (in der Cochlea) Schallwellen erkennen. Im Innenohr befindet sich auch das Gleichgewichtsorgan. Mit ihm können wir Beschleunigung und Verzögerung wahrnehmen und die Drehrichtung bestimmen.

Der Unterschied zwischen der Funktion des Gleichgewichtsorganes und der  Cochlea (Gehörschnecke)

In der Cochlea werden die Schallwellen an den Hörnerv weitergeleitet. Das Gleichgewichtsorgan gibt Informationen über Bewegung, Beschleunigung oder Verlangsamung an das Gehirn weiter.

Komponenten des Gleichgewichtsorgans

Das Innenohr enthält auch das vestibuläre System (Gleichgewichtssystem). Das vestibuläre System bestimmt zusammen mit den Augen und den Muskelrezeptoren (Hosenbodengefühl/Propriozeption) unsere Position in Bezug zum Horizont.
Wir halten uns durch ein Zusammenwirken der Augen, des Gleichgewichtsorgans und des Gefühls für Muskeln und Gelenke (Propriozeption) im Gleichgewicht. Während des Fluges haben wir es mit horizontalen, vertikalen und zentripetalen Beschleunigungen zu tun. Bei Beschleunigungen treten erhöhte G-Kräfte auf. Diese Beschleunigungen nehmen wir mit unserem Gleichgewichtsorgan und mit dem Gefühl dieser Kräfte auf unseren ganzen Körper wahr. Beim Anflug auf Thermik werden wir in den Sitz gedrückt. Beim Kurven wird die Bewegung der Arme und Beine schwerer. Wenn wir nach dem Windenstart ausklinken, lässt die Kraft auf unseren Körper für einen Moment nach und wir merken das sofort an unserem „Sitzfleisch"-Gefühl. Dieses Gefühl warnt uns, dass eine Veränderung stattfindet.
Beim Fliegen sind die Augen unsere sicherste Informationsquelle, um die Position des Flugzeugs im Raum zu bestimmen. Die Augen sind in der Dunkelheit und bei dichtem Nebel nutzlos. Mit geschlossenen Augen können wir gehen und fühlen, aber mit geschlossenen Augen können wir nicht fliegen.

 

 Abb. 2.2.3.3 Ohr Innenohr

Das Gleichgewichtsorgan besteht aus drei kreisförmigen Kanälen (Bogengänge), die ca. 45° schräg zu den drei Achsen (x,y,z-Achse) verlaufen.

Darunter gibt es zwei kugelförmige Ausbuchtungen, die die Statolithenorgane enthalten.

Die Statolithenorgane registrieren Be-schleunigung und Verzögerung in der horizontalen Ebene (nach links und rechts) und in der vertikalen Ebene (nach oben und unten). 

Nebenstehend:

Abb. 2.2.3.3  Ohr-Innenohr

Das Gleichgewichtsorgan besteht aus drei kreisförmigen Kanälen (Bogengänge), die ca. 45° schräg zu den drei Achsen (x,y,z-Achse) verlaufen, mit zwei kugelförmigen Ausbuchtungen darunter, die die Statolithenorgane enthalten. Die Statolithenorgane registrieren Beschleunigung und Verzögerung in der horizontalen Ebene (nach links und rechts) und in der vertikalen Ebene (nach oben und unten). 

Wie werden die Bogengänge stimuliert?

Die Bogengänge sind mit einer Flüssigkeit (Endolymphe) und einem Abschnitt mit feinen Härchen (Cupulla gefüllt. Bei einer Bewegung, bedingt durch eine Lageveränderung des Körpers, beginnt die Flüssigkeit durch die Massenträgheit zu fließen und diese Flüssigkeitsbewegung wird durch die Härchen als Nervenimpuls an das Gehirn weitergeleitet.

Wie werden die Statolithen stimuliert?

  • gerade/aufrecht (unbeschleunigter Flug geradeaus)
  • Kopf nach hinten (Steigflug)
  • Kopf nach vorne (Sinkflug)
  • Beschleunigung
  • Abbremsen

Die Statolithenorgane registrieren Beschleunigung und Verzögerung. Wenn eine Beschleunigung oder Verzögerung auftritt, beginnt die Flüssigkeit in diesen Organen zu fließen. Die Haarzellen in den Statolithenorganen registrieren dies und geben es an das Gehirn weiter. Die Beschleunigung vermittelt das gleiche Gefühl, wie wenn du den Kopf zurücklegst.